1. Химические методы очистки сточных вод (нейтрализация)

Нейтрализацию можно проводить путем:

- смешивания кислых и щелочных сточных вод

- добавления реагентов

- фильтрования кислых вод через нейтрализующие материалы

- абсорбции кислых газов щелочными водами и абсорбции аммиака кислыми водами.

Нейтрализация смешения применяется, если на одном или соседних предприятиях есть кислые и щелочные сточные воды. Эти воды смешиваются в емкости с мешалкой или без. В последнем случае перемешивают кислородом. При избытке кислых или щелочных вод добавляют соответствующие реагенты. Нейтрализованную воду используют в основном в техническом процессе, а осадок обезвоживают на шламовых площадках или в вакуум-фильтрах.

Для нейтрализации кислых ст вод могут быть использованы: NaOH, KOH, аммиачная вода, доломит, цемент и др.

Различают 3 вида кислотосодержащих ст вод:

1) воды, содержащие слабые кислоты (Н₂СО₃, СН₃СООН)

2) воды содержащие сильные кислоты (HCl, HNO₃)

3) воды, содержащие серную и сернистую кислоты ( кальцевые соли этих кислот плохо растворимы в воде и выпадают в осадок)

Для нейтрализации кислых вод проводят фильтрование их через слой магнезита, доломита, исвестняка и некоторых тв отходов. Процесс ведут в фильрах-нейтрализаторах (вертикальных или горизонтальных). Для вертикальных используют кучки исвестняка или доломита размером 30-80 мм. Высота слоя 0.85-1.2 м. Продолжительность очистки не менее 10мин, скорость не более 5м/с.

Для нейтрализации целочных сточных вод используют отходящие газы, содержащие оксиды углерода, серы и азота. Применение кислых газов позволяет нейтрализовать сточные воды и производить очистку самих газов. Эффективнее использовать газы, содержащие диоксид углерода, так как вследствие плохой растворимости углекислого газа уменьшается опасность переокисления нейтрализованных растворов и карбонаты менее токсичны и меньше вызывают коррозию материалов.

Дымовые газы вентилятором подают в кольцевое пространство вокруг валомешалки и они распределяются мешалкой в виде пузырьков или струек в сточной воде.

2. Очистка сточных вод с помощью окисления и восстановления.

Окисление хлором:

Хлор и вещества, содержащие активный хлор используют для очистки сточных вод от сероводорода, гидросульфида, метилсернистых соединений, фенолов, цианидов...

При введении хлора в воду образуются хлорноватистая и соляная кислоты:

Cl₂+H₂O=HOCl+HCl

Далее происходит диссоциация кислоты, степень которой зависит от рН среды:

HOCl=H⁺+OCl^-

При рН=4 молекулярный хлор практически отсутствует

Сумма C₁₂+HOCl+OCl – свободный активный хлор.

Хлорирование проводится в емкости, которая включается в систему циркуляции. В инжекторе газообразный хлор захватывается сточной водой, циркулирующей в системе до тех пор, пока не будет достигнута необходимая степень окисления, после чего выводится вода из системы.

Окисление пероксидом водорода:

Пероксид водорода в кислой и щелочной средах разлагается по сл схемам:

2H⁺ + H₂O₂ + 2e = 2H₂O

2OH^- + H₂O₂ + 2e = 2H₂O + 2O₂

Избыток пероксида водорода можно удалить, обрабатывая его диоксидом марганца:

MnO₂ + H₂O₂ +2HCl = MnCl₂ + 2H₂O + O₂

В кислой среде более отчетливо выражена окислительная функция, в щелочной – восстановительная. В кислой среде пероксид водорода переводит соли двухвалентного железа в соли трехвалентного, азотистую кислоту в азотную, сульфиды в сульфаты. В разбавленных растворах процесс окисления с помощью пероксида водорода протекает медленно, поэтому используются катализаторы (ионы металла с переменной валентностью.

Озонирование:

Окисление озоном позволяет обеспечить обесцвечивание воды, устранение привкусов и запахов, обеззараживание. Озонирование используется для удаления из сточных вод фенола, нефтепродуктов, сероводорода, соединений мышьяка, ПАВ, цианида, красителей.

Обеззараживающее действие озона основано на высокой окислительной способности, которая обусловлена легкой отдачи им активного атома кислорода. В водной среде озон диссоциирует быстрее чем на воздухе. При обработке воды озоном происходит разложение органических веществ и гибель бактерий.

Действие озона в процессе окисления может происходить по 3 направлениям:

1) непосредственное окисление с участием одного атома кислорода

2) присоед целой молекулы озона к окисляемому в-ву с образованием азонидов

3) каталитическое усиление окисляющего воздействия кислорода, присутствующего в озонированном воздухе.

Очистка восстановлением:

Методы восстановительной очистки сточных вод применяют 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 восстанавливаются до металлической ртути, которая затем удаляется из воды с помощью отстаивания, фильтрования или флотации. Мышьяк в сточных водах находится в виде кислородсодержащих молекул, а также анионов тиосолей. Наиболее распространенный способ удаления мышьяка из сточных вод – осаждение в виде труднорастворимых соединений. Метод очистки от соединений хрома основан на восстановлении его до трехвалентного с последующим осаждением в виде гидроксида в щелочной среде.