ХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Химическая очистка производственных сточных вод основана на процессах химического взаимодействия реагентов с загрязнениями и загрязнений с загрязнениями.

К методам химической очистки сточных вод относятся нейтрализация, окисление и восстановление.

18.3.1. Нейтрализация

Производственные сточные воды многих предприятий с повышенным содержанием кислот или щелочей нельзя отводить в канализационную сеть, на очистные станции и в водоемы без предварительного доведения концентрации этих загрязнений до допустимых значений.

Существует несколько способов нейтрализации производственных сточных вод:

  • • непосредственное смешение кислых стоков со щелочными перед спуском их в систему водоотведения;
  • • использование щелочности городских сточных вод;
  • • добавление реагента в пропорциях, необходимых для нейтрализации;
  • • фильтрование загрязненных вод через нейтрализующие материалы.

Наиболее часто встречаются производственные сточные воды с повышенной кислотностью, которые сильно воздействуют на материалы труб и отрицательно влияют на биологические процессы, происходящие на станциях аэрации. В производственных сточных водах могут содержаться сильные кислоты (первой группы), кальциевые соли которых хорошо растворимы в воде (HCl, HN03); сильные кислоты (второй группы), кальциевые соли которых труднорастворимы в воде (H2S04, H2S03), и слабые кислоты (Н2С03, СН3СООН).

Нейтрализация сильных кислот первой группы не представляет затруднений, так как образуемые ими соли растворимы в воде и никакого осадка не дают. Сильные кислоты второй группы нейтрализовать значительно сложнее, так как это сопровождается образованием большого количества малорастворимых соединений, выпадающих в осадок, например гипса CaS04 при нейтрализации серной кислоты известковыми растворами.

Нейтрализацию сточных вод смешением кислых и щелочных потоков применяют при небольшом их количестве. Режимы сброса сточных вод, содержащих кислоты и щелочи, как правило, различны. При этом в некоторые часы суток поступают преимущественно щелочные воды, а в другие часы суток — кислые воды. Для перемешивания таких сточных вод строят специальные резервуары-усреднители для взаимной нейтрализации сточных вод.

Нейтрализацию добавлением реагентов проводят тогда, когда смешение стоков и использование активной щелочности сточных вод не дают желательных результатов, т.е. сточная вода остается кислой или щелочной.

В качестве реагентов используют доступные неорганические соединения. Для нейтрализации кислот применяют гидроксид натрия, известь, известняк, доломит, мрамор, мел, магнезит, соду, отходы щелочей и пр. Чаще всего используют гидроксид кальция (гашеная известь). Для нейтрализации щелочных сточных вод используют серную, соляную, азотную и другие кислоты.

Принципиальная схема станции реагентной нейтрализации показана на рис. 18.14.

Для нейтрализации кислых вод можно использовать также отходы местного производства, в частности шлам из цеха химической водоочистки ТЭЦ. Подобного рода установки применяют для нейтрализации сточных вод травильных цехов заводов черной металлургии.

Принципиальная схема станции реагентной нейтрализации

Рис. 18.14. Принципиальная схема станции реагентной нейтрализации:

  • 1 — песколовки; 2 — усреднители; 3 — склад реагентов; 4 — растворные баки;
  • 5 — дозатор; 6 — смеситель; 7 — нейтрализатор; 8 — отстойник;
  • 9 — осадкоуплотнитель; 10 — вакуум-фильтр; 11 — накопитель обезвоженных осадков; 12 — шламовые площадки

Нейтрализация фильтрованием заключается в том, что сточную жидкость пропускают через слой материала, вступающего во взаимодействие с кислотами. В качестве загрузки применяют такие нейтрализующие материалы, как доломит, известняк, магнезит, мел, мрамор и др. Крупность фракций материала загрузки обычно 30—80 мм. При прохождении жидкости через такой фильтр реакция нейтрализации должна полностью заканчиваться. Этот способ имеет ряд преимуществ: он более прост и дешев, эффективен при неравномерной концентрации кислот в сточных водах.

При проектировании установок по нейтрализации кислых стоков все резервуары, трубопроводы, насосы, лотки и другую аппаратуру, соприкасающуюся с этой сточной водой, следует применять из кислотоупорного материала или предусматривать надежную изоляцию.

18.3.2. Окисление загрязнений

Окисление относится к деструктивным процессам очистки сточных вод. В качестве реагентов-окислителей используют хлор, гипохлорит кальция и натрия, хлорную известь, кислород и его соединения. Комплекс сооружений для очистки сточных вод окислением представляет собой реагентное хозяйство, которое состоит из склада реагентов, растворных баков и дозаторов, камеры реакций и отстойников. Этот метод используют в том случае, когда другими методами очистки, в том числе и биохимическими, не удается разрушить или удалить вредные вещества, содержащиеся в производственных сточных водах.

Окисление хлором и хлорсодержащими соединениями является широко распространенным методом. Его применяют для очистки сточных вод от сероводорода, гидросульфида, метилсернистых соединений, фенолов, цианидов и др.

В зависимости от агрегатного состояния вводимых в воду хлора или хлорсодержащих реагентов определяется технология обработки сточных вод. Если эту воду обрабатывают газообразным хлором или диоксидом хлора, то процесс окисления осуществляется в абсорберах; если хлор или диоксид хлора находится в растворе, то его подают в смеситель и далее в контактный резервуар, в которых обеспечиваются эффективное его смешивание и требуемая продолжительность контакта со сточной водой.

Окисление кислородом воздуха. Значительно шире, чем хлорсодержащие реагенты, для окисления сульфидных сточных вод целлюлозных, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов применяется кислород. С повышением температуры и давления скорость реакции и глубина окисления сульфидов и гидросульфидов увеличиваются. Схема окисления сульфидов кислородом воздуха дана на рис. 18.15.

Схема установки окисления сульфидов воздухом

Рис. 18.15. Схема установки окисления сульфидов воздухом:

  • 1 —приемный резервуар; 2 —насос; 3 — теплообменник; 4 — окислительная колонна; 5 — воздухораспределительное устройство; 6 — сепаратор;
  • 7 — холодильник

Озонирование. Окисление озоном позволяет одновременно обеспечить обесцвечивание воды, устранение запахов и обеззараживание.

В процессе обработки сточной воды озон, подаваемый в реактор в виде озоновоздушной смеси, диспергированной на мельчайшие пузырьки, растворяется в воде и вступает в химические реакции с загрязнениями.

Озонированием можно очищать сточные воды от фенолов, нефтепродуктов, сероводорода, соединений: мышьяка, ПАВ, цианидов, красителей, канцерогенных ароматических углеводородов, пестицидов и др.

Установка по озонированию воды включает блок подготовки воздуха, генератор озона и контактные камеры.

Электрохимическая деструкция загрязнений. Разрушение загрязнений при электролизе сточных вод обусловлено процессами анодного окисления, катодного восстановления и действием окислителей. Электролизеры, предназначенные для осуществления электрохимической деструкции, оснащаются анодами, изготовленными из материалов, стойких к анодной поляризации, — графита, титана, покрытого окислами рутения, кобальта, марганца и др.

Предпосылками применения методов электрохимической деструкции являются наличие в сточных водах веществ, не подвергающихся биохимическому распаду, отсутствие на предприятиях сооружений для извлечения этих видов загрязнений и сложность обработки выделяемых осадков. В связи с высокими затратами электроэнергии эти методы используют при относительно высокой электропроводности сточных вод.

На рис. 18.16 дана принципиальная схема очистки сточных вод от цианистых соединений методом электрохимического окисления.

Для повышения электропроводности сточных вод, снижения расхода электроэнергии, а также интенсификации процесса окисления цианидов к сточным водам предварительно добавляют минеральные соли.

Особенно эффективно добавление к сточным водам хлорида натрия. В этом случае окисление цианидов происходит в результате как их прямого электрохимического окисления на аноде, так и окисления соединениями хлора, выделяющимися на аноде вследствие электрохимического разложения хлорида натрия.

Сточные воды

ИаС!

Схема электрохимической очистки сточных вод от цианидов

Рис. 18.16. Схема электрохимической очистки сточных вод от цианидов:

1 — резервуар-усреднитель; 2 — бак для приготовления концентрированного

раствора хлорида натрия; 3 — электролизер

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >