1.3. Нейтрализация щелочных стоков

Ее можно осуществлять смешением с кислыми водами или добавлением серной или соляной кислот, но наиболее экологичным и экономичным способом является нейтрализация отходящими кислыми газами, содержащими CO₂, SO₂, NO₂, N₂O₃, позволяющая одновременно очищать сами газы от вредных, в том числе пылевидных, примесей Особенно эффективен в этой роли углекислый газ, не вызывающий избыточное закисление растворов, нетоксичный и образующий карбонаты, широко применяемые в строительстве. Вместе с тем следует отметить, что для реализации этой эффективной ресурсосберегающей технологии требуется более сложное оборудование. и более точное регулирование основных параметров процесса, исключающего образование карбонатных отложений:

2OH^- + 2CO₂ = 2HCO₃^-.

2. Окисление

Этот метод широко распространен вследствие тройного предназначения: а) для очистки от восстановителей, способных нарушать кислородный баланс водоемов, б) для удаления токсичных веществ типа фенолов, фосфидов, арсенидов, цианидов, сульфидов и в) для обеззараживания путем уничтожения опасных микроорганизмов и токсичных продуктов их жизнедеятельности.

Соответственно, широк и перечень применяемых окислителей: хлор и хлоропроизводные, манганаты и дихроматы щелочных металлов, пероксокислоты и пероксиды, пиролюзит, озон, кислород, воздух, фтор и др. При использовании большинства этих реагентов активным началом в процессах окисления является кислород. Вследствие этого окисленные формы загрязнителей утрачивают свои вредные функции, а органика и биоорганика удаляются в виде углекислого газа.

Недостатками метода окисления являются дороговизна и большой расход окислителей. Самым дешевым, хотя и наименее эффективным, является воздух. Далее следуют, хлор и его производные. Однако применение последних для очистки СВ во многих странах запрещено, поскольку, как считают, они способны продуцировать диоксины.

2.1. Окисление в присутствии хлора и хлоропроизводных

Газообразный хлор реагирует с водой, образуя слабую хлорноватистую и сильную хлороводородную кислоты

^{Cl2 + H2O = HOCl + H+ + Cl-.}

При подщелачивании раствора образуется свободный гипохлорит-ион.

^{Cl2 + 2 OH- = OCl- +Cl- + H2O.}

Количество Cl₂, HOCl и ClO^- называют активным свободным хлором.

Источником активного хлора является также хлорная известь, получаемая как смесь гипохлорита (оксохлората (1)) и хлорида при хлорировании гидроксида кальция при t = 25 – 30⁰C

^{Ca(OH)2 + 2 Cl2 = Ca(OCl)2 + CaCl2 + 2 H2O.}

При 65 – 70 ^oC процесс идет с образованием оксохлората (11)

^{2 Ca(OH)2 + 4 Cl2 = Ca(OClO)2 + CaCl2 + 4 HCl,}

однако при дальнейшем повышении температуры возможно образование диоксида хлора, который также является сильным окисляющим агентом

^{5 Сa(OClO)2 + 8 HCl = 8 ClO2 + 5 CaCl2 + 4 H2O.}

При хлорировании аммонийных солей в присутствии щелочи образуются хлорамин и дихлорамин, которые содержат активный связанный хлор и являются ценными обеззараживающими и анестезирующими агентами

^{2 Cl2 + 2 NH4Cl + 3 NaOH = NH2Cl + NHCl2 + 3 NaCl + 4 H2O.}

Хлорирование СВ чаще всего проводят в периодическом режиме в емкостях, снабженных инжекторами для подачи газообразного хлора и включенных в систему циркуляции, действующей до момента полного окисления примесей, после чего подачу газа прекращают и воду сливают в сборники, из которых она непрерывно подается на доочистку или на БОС. Хлорирование в непрерывном режиме возможно только при наличии совершенной системы автоматического контроля и регулирования процессов.

Ниже приводятся уравнения реакций хлорирования наиболее опасных загрязнителей СВ

^{NaCN + Cl2 + H2O = NaCNO + 2 HCl,}

^{Na2S + 4 Cl2 + 4 H2O = Na2SO4 + 8 HCl,}

^{PH3 + 4 Cl2 + 4 H2O = H3PO4 + 8 HCl.}

Как видим, хлорирование в нейтральных средах приводит к значительному закислению СВ. В щелочных растворах возникает не менее сложная ситуация, связанная с огромным расходом щелочей и образованием эквивалентных количеств хлоридов.

Только дешевизна хлора частично компенсирует его неэкологичность и в какой-то мере оправдывает его применение для очистки СВ.

Вместе с тем обезвреживание циансодержащих СВ проходит без каких бы то ни было осложнений

^{NaCN + Cl2 + 2 NaOH = NaCNO + 2 NaCl + H2O.}

Правда, цианаты вызывают гидролиз

^{CNO- + 2 HOH = CO32- + NH4+,}

образуя небезвредный аммоний. Но их легко доокислить гипохлоритом при рН = 8 – 10, контролируя полноту реакции по остаточному активному хлору, концентрацию которого поддерживают на уровне 5 – 10 мг/л.