Химические методы очистки сточных вод. 26. Водоподготовка. Основные способы улучшения качества воды.

К химическим методам относят нейтрализацию и окисление. Химическую очистку проводят как предварительную перед биологической очисткой или после нее как метод доочистки сточных вод.

Нейтрализация применяется для обработки производственных сточных вод, содержащих щелочи и кислоты. В большинстве кислые стоки содержат соли тяжелых металлов, которые необходимо выделять из этих вод. Нейтрализация сточных вод осуществляется с целью предупреждения коррозии материалов водоотводящих сетей и очистных сооружений, нарушения биохимических процессов в биологических окислителях и водоемах. В практике применяются следующие способы нейтрализации:

взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод (нейтрализация смешением – применяют, если на одном предприятии или на соседних предприятиях имеются кислые и щелочные воды, не загрязненные другими компонентами. Кислые и щелочные воды смешивают в емкости с мешалкой и без мешалки);

нейтрализация реагентами (растворы кислот, негашеная известь, гашеная известь, кальцинированная сода, аммиак и др. – осуществляют на станциях, для нейтрализации кислых вод могут быть использованы: NaOH, KOH, Na2CO3, аммиачная вода, CaCO3 и т. д. Наиболее дешевым реагентом является гидроксид кальция (известковое молоко) с содержанием активной извести Ca(OH)2 5–10 %.);

фильтрование через нейтрализующие материалы (известь, известняк, доломит, магнезит, мел и др. – фильтрование проводят через слой магнезита, доломита, известняка. Процесс ведут в фильтрахнейтрализаторах. Для нейтрализации щелочных сточных вод используют отходящие газы, содержащие CO2, SO2, NO2 и др. Применение кислых газов позволяет не только нейтрализовать сточные воды, но и одновременно производить высокоэффективную очистку самих газов от вредных примесей.).

Окислительный метод очистки применяют для обезвреживания производственных сточных вод, содержащих токсичные примеси (цианиды, комплексные цианиды меди и цинка) или соединения, которые целесообразно извлекать из сточных вод, а также очищать другими методами (сероводород, сульфиды). В качестве окислителей используют газообразный и сжиженный хлор, гипохлорит кальция и натрия, хлорную известь, диоксид хлора, озон, технический кислород и кислород воздуха и др. В процессе окисления токсичные загрязнения, содержащиеся в сточных водах, в результате химических реакций переходят в менее токсичные, которые удаляют из воды.

Окисление хлором. Для окисления ядовитых цианидов, сероводорода, гидросульфида, сульфида, метилмеркаптана используется хлор или его соединения. При введении хлора в воду образуется хлорноватистая и соляная кислоты: Cl2 + H2O → HOCl + HCl.

Далее происходит диссоциация хлорноватистой кислоты, степень которой зависит от pH среды. При pH = 4 молекулярный хлор практически отсутствует: HOCl ↔ H+ + OCl.

Сумма Cl2 + HOCl + OCl называется свободным «активным хлором». В присутствии аммонийных соединений в воде образуется хлорноватистая кислота, хлорамин NH2Cl и дихлорамин NHCl2. Хлор в виде хлорамина называется связанным «активным» хлором. Источниками «активного» хлора могут быть также хлорат кальция, гипохлориты, диоксид хлора. Хлорат кальция (хлорную известь) получают при взаимодействии CaCl2 + Cl2 → CaOCl2 + H2O. Гипохлорит натрия образуется при пропускании газообразного хлора через раствор щелочи: Cl2 + 2NaOH → NaClO + NaCl.

При введении гипохлорита натрия в воду образуются хлорноватистая и соляная кислоты по реакции: NaClO + H2O = НClO + NaOH; HСlO = ClO + H+

При обезвреживании вод от цианидов процесс проводят в щелочной среде. Очистка сточных вод основана на окислении токсичных примесей в менее токсичные (приблизительно в 1000 раз) цианатионы с их последующим гидролизом в нейтральной среде до NH4+ и CO32 по следующим реакциям: pH = 9 – 10 – CN + 2OH + NaClO = CNO + Cl + NaOH. рН = 7 – CNO + 2H2O = + .

Гипохлориты окисляют в сточных водах соединения аммония, аммиак и органические вещества, содержащие аминогруппы до моно и хлораминов, а также до треххлористого азота по следующим реакциям: NH3 + HClO = NH2Cl + H2O; NH2Cl + HClO = NHCl2 + H2O; NHCl2 + HClO = NCl3 + H2O.

Озонирование. Озон можно получать непосредственно на очистных установках, причем сырьем служит технический кислород или воздух. Окисление озоном позволяет обеспечить обесцвечивание воды, устранение привкусов и запахов и обеззараживание. Применение озона не приводит к увеличению солевого состава очищаемых сточных вод, не загрязняет воду продуктами реакции, а сам процесс легко поддается полной автоматизации. В камеру реакции, куда поступает обрабатываемая вода, озон вводят барботированием озоновоздушной смеси через слой воды; противоточной абсорбцией озона водой в абсорберах с различными насадками; смешиванием воды с озоновоздушной смесью в эжекторах или роторных механических смесителях. Применение озона эффективно при обработке сточных вод, содержащих фенолы, циклопентан, тетраэтилсвинец, нафтеновые и сульфонафтеновые кислоты, цианиды, крезолы, поверхностноактивные вещества, нефть и др. Следует заметить, что обработка воды озоном или ультрафиолетовыми лучами практически полностью вытеснила хлорирование на станциях очистки воды во многих странах Западной Европы. В нашей стране применение этих экологически эффективных технологий ограничено изза высокой стоимости переоборудования водоочистных станций.

26. Водоподготовка. Основные способы улучшения качества воды.

Водоподготовка – это обработка воды, поступающей из природного водоисточника, для приведения её качества в соответствии с требованиями технологических потребителей.

Основные способы улучшения качества воды для хоз-питьевых целей:

1) осветление воды – удаление из неё взвешенных веществ. В зависимости от требуемой степени очистки применяют отстаивание воды в отстойниках, фильтрование воды через слой зернистого или порошкообразного фильтрующего материала в фильтрах, фильтрование через ткани и сетки;

2) обесцвечивание – устранение разных окрашенных коллоидов или истинно растворённых веществ, для этого в воду добавляют коагулянты. Иногда вода обрабатывается окислителями (хлор, перманганат калия и т.д.);

3) обеззараживание проводят для уничтожения содержащихся в ней болезнетворных вирусов и бактерий (хлорирование, бактерицидное облучение, озонирование и др.).

Водоподготовка в общем случае включает в себя следующие этапы:

6 – водонапорная башня; 7 – водопроводные краны

 

⇐ Предыдущая12345678

Поделиться: