ЛЕКЦИЯ 5. ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД. БИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

Химические методы очистки сточных вод

К химическим методам очистки сточных вод относятся нейтрализация, окисление, восстановление, а также реагентные методы выделения загрязняющих веществ в виде малорастворимых и нерастворимых соединений. Химическая очистка сточных вод производится перед их пода¬чей в систему оборотного водоснабжения, а также перед спуском их в водоем или городскую канализационную сеть. Кроме того, химический метод очистки применяется для предварительной очистки сточных вод перед биологической или физико-химической очисткой, а также в системах локальной очистки производственных сточных вод. Химическая обработка находит применение и как метод глубокой очистки сточных вод в целях их дезинфекции или обесцвечивания.

Нейтрализация

Производственные сточные воды, содержащие кислоты и щелочи, должны быть нейтрализованы перед сбросом их в водоемы или перед дальнейшим использованием в технологических процессах. Практически нейтральными следует считать смеси с рН = 6,5...8,5. Реакция нейтрализации в водных растворах происходит между, гидратированными ионами водорода и ионами гидроксида, содержащимися соответственно в сильных кислотах и основаниях: Н⁺ + ОН^- → Н₂О.

Чаще всего сточные воды загрязнены следующими минеральными кислотами: серной, соляной, азотной, а также их смесями. Кроме того, сточные воды могут содержать в своем составе такие кислоты, как азотистую, фосфорную, сернистую, сероводородную, плавиковую, хромовую, уксусную, пикриновую, угольную, салициловую и др.

Различают следующие способы нейтрализации сточных вод:

взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод путем их смешения;

реагентная нейтрализация, при которой используются такие вещества, как: растворы кислот, негашеная известь (СаО), гашеная известь (Са(ОН)₂), аммиачная вода (NH₄OH), кальцинированная (Na₂CО₃) и каустическая (NaOH) сода;

фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, известняк (СаС03), магнезит (MgCО₃), доломит (CaCО₃MgCО₃) и др.).

нейтрализация щелочных сточных вод кислыми газами: в последнее время для нейтрализации щелочных сточных вод предложено использовать дымовые газы, содержащие в своем составе СО₂, SО₂, NО₂, N₂О₃ и др. При этом одновременно нейтрализуют сточные воды и происходит достаточно эффективная очистка отходящих газов от вредных компонентов.

Окислительный метод очистки сточных вод

Этот метод очистки используют для обезвреживания производственных сточных вод от цианидов, сероводорода, сульфидов и других веществ. Сточные воды, включающие в себя перечисленные соединения, встречаются в машиностроительной (цехи гальванических покрытий), горнодобывающей (обогатительные фабрики свинцово-цинковых и медных руд), нефтехимической (нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы), целлюлозно-бумажной (цехи варки целлюлозы) и других отраслях промышленности.

Окисление реагентами, содержащими активный хлор используется для обезвреживания цианосодержащих стоков, образующихся при нанесении медных, цинковых и кадмиевых покрытий из цианистых электролитов. Кроме того, циансодержащие стоки образуются при термической закалке стальных изделий в расплавах цианистых солей, а на металлургических предприятиях цианиды попадают в сточные воды из доменных газов (при их промывке и охлаждении).

Пероксид водорода используется для окисления нитритов, альдегидов, фенолов, серосодержащих отходов, активных красителей, а также цианидов.

Окисление кислородом воздуха используется для очистки сточных вод целлюлозных, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов.

Процессы озонирования применяют для очистки сточных вод от фенолов, нефтепродуктов, сероводорода, соединений мышьяка, ПАВ, цианидов, красителей, ароматических углеводородов, пестицидов и др. Одновременно с очисткой обеспечиваются обесцвечивание воды, устранение привкусов и запахов и обеззараживание.

Окисление перманганатом калия может быть использовано для очистки сточных вод от катионов двухвалентного железа и марганца.

Метод радиационного окисления может быть использован для очистки сточных вод от фенолов, цианидов, красителей, инсектицидов, лигнина, а также ПАВ. Очистка сточных вод осуществляется при воздействии на них излучения высоких энергий, в качестве источников которых используются: радиоактивный кобальт и цезий, тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ), радиационные контуры, ускорители электронов.