Химические методы очистки сточных вод.

К химическим методам очистки сточных вод относят: нейтрализацию; коагуляцию, флокулирование, окисление и восстановление.

Все эти методы связаны с расходом различных реагентов, поэтому очень дороги. Они используются для удаления растворимых веществ и взвешенных частиц – химическая очистка проводится иногда как предварительная перед биологической или после нее как метод доочистки.

Нейтрализация сточных вод: сточные воды, содержащие минеральные кислоты или щелочи, перед сбросом их в водоем или перед использованием в технологических процессах подвергаются нейтрализации. Практически нейтральными считаются воды имеющие pН – 6,5 – 8,5. Для нейтрализации кислых вод используют щелочи, а щелочных – кислоты.

Нейтрализация проводится различными путями: смешивание кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы, абсорбцией кислых газов щелочными водами и т.д.

Выбор метода зависит от объема и поступления, наличия и стоимости реагентов. В процессе нейтрализации могут образовываться осадки, количество которых зависит от концентрации и состава сточных вод, а так же от вида и расхода используемых реагентов.

1. Нейтрализация слипанием: этот метод применим в том случае если на одном предприятии или на соседних имеются кислые и щелочные воды не загрязненные другими компонентами. Смешивание вод производится в емкости с мешалкой или без мешалки. В последнем случае перемешивание ведут воздухом при его скорости в линии подачи 20 – 40 м/с.

При переменной концентрации сточных вод в схеме предусматривается установки усреднителя или осуществляется автоматическое регулирование подачи вод в камеру смешения.

2. Нейтрализация путем добавления реагентов: Для нейтрализации кислых вод используются щелочи (NaOH, KOH), сода (Na₂CO₃), аммиачная вода (NH₄OH), карбонаты кальция и магния, цемент. Наиболее дешевым реагентом является известковое молоко с содержанием активной извести Са(ОН)₂ – 5 – 10%. Соду и едкий натр используется если они являются отходами производства. Иногда для нейтрализации применяются отходы производства: например шлаки сталеплавильных и других производств.

Реагенты выбирают в зависимости от состава и концентрации кислой сточной воды. При этом учитывается будет ли в процессе образовываться осадок или нет. Различают три вида кислосодержащих сточных вод: 1 – воды, содержащие слабые кислоты (СН₃, СОО, ОН); 2 – воды, содержащие сильные кислоты (HCl, HMO₃). Соли этих кислот хорошо растворимы в воде. 3 – воды, содержащие серную и сернистую кислоту кальциевые соли этих кислот плохо растворимы в воде и выпадают в осадок. Известь для нейтрализации в водится в виде известкового молока (мокрое дозирование) или в виде порошка (сухое дозирование).

Для гашения извести используют шаровые мельницы мокрого помола в которых одновременно происходит тонкое измельчение и гашение. для смешивания сточных вод с известковым молоком используют гидравлические смесители различных типов: дырчатые, перегородчатые, вихревые с механическими мешалками барботажные с расходом воздуха 5 – 10 м³/час на 1 м² свободной поверхности.

При нейтрализации сточных вод содержащих серную кислоту известковым молоком в осадок выделяется гипс СаSO₄ · 2Н₂О. Растворимость гипса мало меняется с температурой. При перемешивании таких растворов происходит отложение гипса на стенках трубопроводов и их забивки. Для устранения забивки необходимо промыть чистой водой с добавлением смягчителя, например гексамета фосфата.

3. Нейтрализация фильтрованием кислых вод через нейтрализующие материалы: В этом случае для нейтрализации кислых вод проводят фильтрование их через слой магнезита, доломита известняка, твердых отходов (шлак, зола).процесс ведут в фильтрах – нейтрализаторах, которые бывают горизонтальными или вертикальными. Для вертикальных фильтров используют куски доломита размером 30 – 80 мм. При высоте слоя материала 0,85 –1,2 м, скорость не более 5 м/час, а продолжительность контакта не менее 10 мин. У горизонтальных фильтров скорость течения сточных вод 1 – 3 м/сек.

4. нейтрализация кислыми газами: Для нейтрализации щелочных сточных вод в последнее время используют отходящие газы, содержащие СО₂, SO₂, NO₂ и др. Применение кислых газов позволяет не только нейтролизовать сточные воды, но и одновременно производить высокоэффективную очистку самих этих газов от вредных компонентов. Например применение СО₂ дымовых газов позволяет резко снизить стоимость процесса нейтрализации по сравнению с использованием Н2SO, HCl.

Вследствие плохой растворимости СО₂ уменьшается опасность перекисления нейтрализованных растворов.

Процесс нейтрализации осуществляется в реакторах с мешалкой в распылительных пленочных колоннах. Дымовые газы вентилятором подается в кольцевое пространство вокруг вала мешалки и распределяются мешалкой в виде пузырьков и струй в сточной воде, поступающей внутрь реактора. Благодаря большой поверхности контакта между водой и газами происходит быстрая нейтрализация сточной воды.