Фильтры – нейтрализаторы
Фильтры применяют для нейтрализации кислых сточных вод до концентрации кислот не более 1,5 мг/дм3 в отсутствие в воде тяжелых металлов. В качестве загрузки используют: доломиты, известняк, магнезит, мел, мрамор, твердые отходы (зола, шлак). Размер кусков материала 3-8 см. Высоту загрузки (Н) для сточных вод, содержащих HCl и HNO3 принимают равной 1-1,5 м, а содержащих H2SO4 – равной 1,5-2 м. Вода фильтруется сверху вниз или снизу вверх. При фильтрации сточных вод, содержащих HCl и HNO3 через известняк скорость фильтрования принимают u = 0,5-1 м/ч. При фильтровании сточных вод, содержащих до 0,5% H2SO4 через доломиты скорость фильтрования = 0,6-0,9 м/ч, при содержании до 2% скорость фильтрования = 0,35 м/ч.
Установка состоит из усреднителя, устройства для дробления и классификации загрузки, дозаторов, насосов для перекачки промывных вод и аппаратов для удаления взвешенных веществ из промывных вод.
Нейтрализация дымовыми газами. Применение для нейтрализации щелочных сточных вод отходящих газов, содержащих CO2, SO2, NO2 и др. кислые газы, позволяет не только нейтрализовать сточные воды но и одновременно осуществлять высокоэффективную очистку самих газов от вредных компонентов. Нейтрализация производится в колонной абсорбционной аппаратуре.
Аппаратуру и трубопроводы изготавливают из кислотно-упорных материалов.
2. Окисление
Окислительный метод очистки применяют для обезвреживания производственных сточных вод, содержащих токсичные примеси (цианиды, комплексные ионы меди и цинка) или соединения, которые нецелесообразно извлекать из сточных вод, а также очищать другими методами (сероводород, сульфиды). Такие виды сточных вод 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 в др. отраслях промышленности.
На практике используют окислители: хлор, гипохлориты натрия и кальция, хлорную известь, диоксид хлора, озон, кислород воздуха, пиролюзит, пероксид водорода и др. В ряде случаев могут применятся оксиды марганца, перманганат и бихромат калия.
Хлорирование применяют для удаления из сточных вод фенолов, крезолов, цианидов, сероводорода, гидросульфида, метилсернистых соединений, а также для борьбы с биологическими обрастаниями сооружений.
Хлор поступает на производство в жидком виде. По ГОСТ 6718-69 он содержит не менее 99,5 Cl2. Хлорная известь по ГОСТ 1692-68 имеет разный состав: 50% CaCl2×Ca(OH)2×H2O; 30% Ca(ClO2)2×2Ca(OH)2; и 20% Ca(ClO)2.
Гипохлорит кальция Ca(ClO)2 в соответствии с ГОСТ13392-67 выпускают трех сортов. Наиболее устойчива соль гипохлорита натрия NaOCl×5H2O. Получают при взаимодействии газообразного хлора и раствора щелочи или при электролизе поваренной соли в ванне без диафрагмы.
Диоксид хлора ClO2 – газ зеленовато-желтого цвета. Хорошо растворяется в воде. Сильный окислитель. Получают взаимодействием хлорита (NaClO2) с хлором, соляной кислотой или озоном перед употреблением.
Для обеззараживания сточных вод из хлорсодержащих реагентов приготовляют водный раствор, смешивают его со сточными водами и смесь направляют в контактные резервуары. Контактные резервуары бывают горизонтальные, вертикальные или укрупненные квадратные с ячеистым дном. Конструктивно они не отличаются от отстойников. Время контакта 30 мин. Хлорный раствор приготавливают в растворных баках. Дозирующие баки имеют размеры: 0,5´0,4 м и высоту 0,5 м. Арматуру и трубопроводы для подачи хлорной воды изготавливают из антикоррозионных материалов.
Озонирование применяют для очистки сточных вод от фенолов, нефтепродуктов, сероводорода, соединений мышьяка, ПАВ, цианидов, красителей, канцерогенных ароматических углеводородов, пестицидов и др.
Озонаторные установки для очистки сточных вод состоят из:
аппаратов для очистки и осушки воздуха;
озонаторов;
камер контакта озона с обрабатываемой водой;
оборудования для утилизации остаточного озона.
Атмосферный воздух подают на фильтр, где он очищается от пыли, после чего направляется в водоотделитель капельной влаги АГ-50 или УОВ. Осушенный воздух подвергается тонкой очистке от пыли, а затем направляется в озонатор. На установках производительностью по озону > 6 кг/ч применяют двухступенчатую схему осушки воздуха. На первой ступени удаляют влагу, искусственно охлаждая воздух до 70С в холодильной установке, на второй – осушают в адсорбентах с алюмогелевой или силикагелевой загрузкой до влажности 0,05 г/м3.
Озон получают в генераторах их кислорода воздуха под действием электрического разряда непосредственно на водоочистных станциях. Генераторы озона подразделяют на цилиндрические с трубчатыми горизонтальными или вертикальными электродами; плоские с пластинчатыми электродами и центральным коллектором или продольной циркуляцией.
Для окисления загрязняющих веществ озоновоздушную смесь вводят в воду, в которой озон диссоциирует. Растворимость озона в воде зависит от ее рН. В слабощелочной среде озон диссоциирует очень быстро, а в кислотной – проявляет большую стойкость.
В обрабатываемую воду озон вводят различными способами: барботированием воздуха, содержащего озон, через слой воды (распределением воздуха происходит через фильтросные пластины или пористые трубки); смешением воды с озоновоздушной смесью в эжектора или специальных роторных механических смесителях, в абсорбентах различной конструкции.
Схема барботажной колонны показана на рис. *.
Обработка сточных вод состоит из двух процессов: растворения озона в воде и химического взаимодействия с окисляемыми веществами. Таким образом, озонирование представляет собой процесс абсорбции, сопровождаемой необратимой химической реакцией в жидкой фазе. Количество озона, необходимого для окисления загрязнений, определяют расчетным путем.