Таблиця 2.1 – Варіанти завдань для самостійного розрахунку

Варіанти	Кількість газу V, м3/год	Запиленість газу х, г/м3
1	3500	20
2	5500	24
3	1500	16
4	7500	10
5	10000	8
6	8000	5
7	1000	8
8	3000	15
9	2000	15
10	9000	20
11	10000	14
12	4000	15
13	5000	10
14	7000	4
15	6000	24

36

Практична робота 3 Очищення стічних вод методом нейтралізації

Мета: навчитися визначати технологічні параметри процесу очищення стічних вод методом нейтралізації.

Теоретична частина

Нейтралізація – хімічна реакція між речовинами, які мають властивості кислоти та основи, що приводить до втрати характерних властивостей обох речовин.

Стічні води, рН яких менше 6,5 або більше 8,5, перед скиданням у каналізацію підлягають обов’язковій нейтралізації.

Для нейтралізації стічних вод припускається передбачати змішування стоків різних категорій (кислих і лужних) – взаємну нейтралізацію; використання реагентів – реагентну нейтралізацію; фільтрування крізь матеріали, що нейтралізують кислоти.

Вибір способу нейтралізації визначається такими факторами:

– видом і концентрацією забруднень;

– кількістю стічних вод;

– режимом надходження стічних вод на нейтралізацію;

– наявністю обладнання та реагентів.

Метод взаємної нейтралізації використовують у тому випадку, коли на підприємстві утворюються і кислі, і лужні стоки.

Якщо режими скидання стічних вод неоднакові, передбачається встановлення обладнання, яке регулює та усереднює стоки, що містять кислі і лужні компоненти, внаслідок чого в каналізацію рівномірно випускаються нейтралізовані стічні води.

Н

37

ейтралізацію методом фільтрування стоків крізь відповідні матеріали доцільно використовувати лише в тих випадках, коли після проведення технологічних процесів стічні води, що мають рН менше 6,5, утворюються в невеликих об’ємах.

Більш поширеним є метод реагентної нейтралізації. Як реагенти для нейтралізації кислих стоків використовують гідроксиди натрію, калію, соду, аміачну воду, негашене вапно, вапняне молоко з вмістом активного вапна до 10 % тощо. З економічної точки зору (вартість реагентів) перевагу слід надавати двом останнім. Для попередження забивання комунікацій сульфатом кальцію, який утворюється внаслідок нейтралізації, в стічну воду додають пом’якшувач – гексаметафосфат натрію.

Лужні стоки нейтралізують кислотами (сірчаною, соляною тощо).

Реагентну нейтралізацію виробничих стоків здійснюють в установках або на станціях нейтралізації, які включають резервуар для усереднення, склади реагентів, ємкості для приготування розчинів для нейтралізації, дозатори розчинів, нейтралізатори, відстійники, обладнання для зневоднення осадів і контролю за процесом нейтралізації.

Дозу реагентів для обробки стічних вод належить визначати із умов повної нейтралізації кислот або лугів, які в них містяться, а також виділення в осад сполук важких металів, якщо вони утворюються у стічній воді. Надлишок реагенту повинен складати не менше 10 % від розрахункової кількості.

Кількість реагентів, кг, для нейтралізації стічних вод визначається за формулою

, (3.1)

д

38

еk – коефіцієнт запасу витрати реагенту в порівнянні з теоретичним (для вапняного молока дорівнює 1,1, для сухого вапна – 1,5); В – кількість активної частини у товарному продукті, %; Q – кількість стічних вод на нейтралізацію, м³; α– витрата реагенту для нейтралізації, кг/кг (див. табл. 3.1); А – концентрація кислоти або лугу, кг/м³.

Таблиця 3.1 – Витрата реагентів для нейтралізації 100 % кислот або

лугів, кг/кг

Луг	Кислота
	сірчана	соляна	азотна	оцетова
Вапно: негашене гашене Сода: кальцинована каустична амоніак	0,56/1,79 0,76/1,32 1,08/0,93 0,82/1,22 0,35/2,88	0,77/1,3 1,01/0,99 1,45/0,69 1,1/0,91 0,47/2,12	0,46/2,2 0,59/1,7 0,84/1,19 0,64/1,57 0,27/3,71	0,47/2,15 0,62/1,62 0,88/1,14 0,67/1,5 –

Примітка: над рискою вказана витрата лугу, під рискою – кислоти.

У загальному випадку витрата реагенту α розраховується за формулами:

при нейтралізації кислоти лугом:

, (3.2)

де рН – водневий показник розчину до нейтралізації; Е_Л – еквівалентна маса лугу, г/моль.

, (3.3)

де М_Л – молярна маса лугу, г/моль; К – кислотність лугу (кількість гідроксильних груп у молекулі); Е_К – еквівалент кислоти.

, (3.4)

де М_К – молярна маса кислоти, г/моль; О_С – основність кислоти (кількість рухливих атомів водню в молекулі);

при нейтралізації лугу кислотою:

39

. (3.5)

Кількість сухого осаду, що утворюється при нейтралізації 1 м³ стічної води, визначається за формулою

, (3.6)

де В – стехіометрічна кількість води, що утворюється в реакціях нейтралізації, кг/кг нейтралізуючого агенту. Величина В складає: для гашеного вапна 0,486; негашеного – 0,321; кальцинованої соди – 0,585 (з урахуванням виділення СО₂); каустичної – 0,45; амоніаку – 0.

Об’єм осаду, що утворюється при нейтралізації 1 м³ стічної води сполуками кальцію, визначається за формулою

, (3.7)

де V_ОС – об’єм осаду, що утворився при нейтралізації 1 м³ стічної води; W_ВОЛ – вологість осаду, %; ρ – щільність осаду, кг/м³.

Осад, що утворюється при нейтралізації, рекомендують зневоднювати на шламових майданчиках або фільтрах.