10. Химическая очистка, область применения.

К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Все эти методы связаны с расходом различных реагентов, поэтому дороги. Их применяют для удаления растворимых веществ и в замкнутых системах водоснабжения. Химическую очистку проводят иногда как предварительную перед биологической очисткой или после нее как метод доочистки сточных вод.

Основа метода химической очистки сточных вод в том, что резервуар со сточными водами добавляют реагенты, преобразующие смеси в труднорастворимый осадок, отделяемый от воды. Очищенная вода поступает в другой резервуар и перекачивается на поля фильтрации, где подвергается дальнейшей обработке. Химическая очистка сточных вод как процесс, подразделяется на две группы: очистка неорганических веществ и очистка химических веществ реактивами. Сульфатно- и азотно- содержащие сточные воды рудных предприятий, которые содержат щёлочи, кислоты, ионы тяжёлых металлов, значительно изменяют физические свойства воды.

Химическая очистка сточных вод, однако, имеет ряд недостатков - необходимость точного соблюдения строгой дозировки дорогостоящих реагентов, что делает этот процесс весьма трудоёмким и дорогостоящим. Из бытовых, ставших уже привычными, методов химической очистки сточных вод применяется метод хлорирования жидким хлором или хлорной известью. Однако при сравнительно дешёвом реагенте всё же наносится огромный экологический вред окружающей среде.

Нейтрализация – это реакция между ионами водорода и гидроксила, приводящая к образованию недиссоциируемых молекул воды. В общем виде реакция нейтрализации выражается уравнением

Н⁺+ОН^-→Н₂О

Нейтрализацию можно проводить различным путем: смешением кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы, абсорбцией кислых газов щелочными водами или абсорбцией аммиака кислыми водами.

Окисление кислородом воздуха используется при очистке воды от железа (II). В присутствии кислорода оно окисляется до трехвалентного с последующим отделением от воды гидроксида железа.

Озонирование. Окисление озоном позволяет обеспечить обесцвечивание воды, устранение привкусов и запахов и обеззараживание. Озонированием можно очищать сточные воды от фенолов, нефтепродуктов, сероводорода, соединений мышьяка, ПАВ, цианидов, красителей, канцерогенных ароматических углеводородов, пестицидов и др.

Очистка восстановлением. Методы восстановительной очистки сточных вод применяются в тех случаях, когда они содержат легко восстанавливаемые вещества. Эти методы широко используют для удаления из сточных вод соединений ртути, хрома, мышьяка.В процессе очистки неорганические соединения ртути восстанавливают до металлической ртути, которую отделяют от воды отстаиванием, фильтрованием или флотацией.

11. Нейтрализация. Общая характеристика производственных сточных вод, подлежащих нейтрализации.

Сточные воды, содержащие минеральные кислоты или щелочи, перед сбросом их в водоемы или перед использованием в технологических процессах нейтрализуют. Практически нейтральными считаются воды, имеющие рН=6,5-8,5.Нейтрализация – это реакция между ионами водорода и гидроксила, приводящая к образованию недиссоциируемых молекул воды. В общем виде реакция нейтрализации выражается уравнением

Н⁺+ОН^-→Н₂О

Нейтрализацию можно проводить различным путем: смешением кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы, абсорбцией кислых газов щелочными водами или абсорбцией аммиака кислыми водами. .Нейтрализация добавлением реагентов. В сточных водах наиболее часто встречаются серная, соляная, азотная, реже фосфорная, уксусная и фтористоводородная (плавиковая) кислоты. Однако в промышленных стоках в большинстве случаев наряду с кислотами содержатся растворенные соли цветных и тяжелых металлов. Поэтому при нейтрализации кислот щелочь расходуется и на осаждение гидроокисей, основных солей и карбонатов соответствующих металлов. Нейтрализация кислот может производиться любыми щелочами или солями, образованными сильными основаниями и слабой кислотой: едким натром, едким кали, известью, известняком, доломитом, мрамором, мелом, магнезитом, содой, отходами щелочей и т.п. Соответственно для нейтрализации любых щелочей применимы серная, соляная, азотная, фосфорная и другие кислоты..Нейтрализация смешением. Этот метод применяют, если на одном предприятии или на соседних предприятиях имеются кислые и щелочные воды, не загрязненные другими компонентами. Кислые и щелочные воды смешивают в емкости с мешалкой и без мешалки. В последнем случае перемешивание ведут воздухом. При переменной концентрации сточных вод в схеме предусматривают установку усреднителя или обеспечивают автоматическое регулирование подачи в камеру смешения. Нейтрализованную воду используют в производстве, а осадок обезвреживают на шламовых площадках или вакуум фильтрах. Нейтрализация кислыми газами. Для нейтрализации щелочных сточных вод в последнее время начинают использовать отходящие газы, содержащие СО₂, SO₂, NO₂, N₂O₃ и др. Применение кислых газов позволяет не только нейтрализовать сточные воды, но и одновременно производить использование для нейтрализации щелочных сточных вод СО₂ имеет ряд преимуществ по сравнению с применением серной или соляной кислот, позволяет резко снизить стоимость процесса нейтрализации. Вследствие плохой растворимости СО₂ уменьшается опасность переокисления нейтрализованных растворов. Образующиеся карбонаты находят большее применение по сравнению с сульфатами или хлоридами, кроме того коррозионные и токсичные воздействия СО₃^2- ионов в воде меньше, чем сульфат или хлорид-ионов. Процесс нейтрализации может быть проведен в реакторах с мешалками, в распылительных, пленочных или тарельчатых колоннах. Нейтрализация щелочных сточных вод дымовыми газами является примером ресурсосбергающей технологии, позволяющей исключить использование кислот, создать бессточную схему водопотребления.