|
Если сточные воды содержат больше кислоты или щелочи, чем может быть нейтрализовано при взаимодействии стоков, то добавляют соответствующие реагенты.
Этим методом наиболее часто пользуются для нейтрализации кислот. Обычно реагентом служат отходы местного производства, в частности шлам химводоочистки ТЭЦ (мел в шламовой воде) и другие отработавшие щелочи.
Для обезвреживания сточных вод, содержащих серную кислоту, и образующихся при травлении металлических изделий используются отходы металлургической промышленности: шлаки сталеплавильного, фер-рохромового и доменного производства. Основными компонентами этих шлаков являются соединения кальция — 30—59% (в пересчете на СаО), до 17% оксида магния и до 39% соединений кремния (в пересчете на 5Ю2). Высокая дисперсность шлаков позволяет использовать их в естественном состоянии, минуя измельчение. Значительно меньшая стоимость шлаков по сравнению с известью обусловливает экономическую целесообразность их использования. Для нейтрализации применяют и другие реагенты. Выбор реагента производится в зависимости от характера нейтрализуемых сточных вод и их концентрации с учетом того, будут ли образующиеся при нейтрализации соли выпадать в виде осадка или оставаться в растворе.
Для нейтрализации минеральных кислот применяют любой щелочной реагент, дающий в растворе гидроксил-ионы ОН-; чаще всего применяют едкие, углекислые и двууглекислые щелочи. Наиболее дешевыми реагентами являются Са(ОН)2 (в виде пушонки или известкового молока), а также карбонаты кальция и магния (в виде дробленого мела, известняка и доломита). Гидроксид натрия и соду применяют только в тех случаях, когда эти реагенты являются отходами местного производства.
В качестве реагентов для нейтрализации органических жирных кислот применяют известь, содержащую не менее 25—30% активного оксида кальция, или смесь извести с 25%-ной технической аммиачной водой (ЫН4ОН). Добавление аммиака способствует последующей биологической очистке этих вод и снижает содержание известкового шлама.
Различают три вида кислотосодержащих сточных вод:
воды, содержащие сильные кислоты (НС1, НЫОз), кальциевые соли которых хорошо растворимы в воде; для нейтрализации этих кислот может быть использован любой из указанных выше реагентов;
воды, содержащие сильные кислоты (Н2504, Н230з), кальциевые соли которых трудно растворимы в воде;
воды, содержащие слабые кислоты (Н2С03, СН3СООН).
При нейтрализации сильных кислот, кальциевые соли которых трудно растворимы в воде, эти соли не только выпадают в осадок, но при больших концентрациях могут отлагаться на поверхности нейтрализующего материала, что тормозит ход реакции.
Однако эта реакция протекает медленно, поэтому в течение того времени, в которое практически заканчивается нейтрализация сильных кислот, успевает прореагировать только незначительная часть углекислоты. Так же медленно, как и углекислота, реагируют с карбонатами и другие слабые кислоты.
Доза реагента определяется из условия полной нейтрализации свободной кислоты и принимается несколько больше расчетной. Так, например, при нейтрализации сернокислотных сточных вод известковым молоком доза активного оксида кальция берется на 10%, а при сухом дозировании — на 50% больше расчетной. Практически принимают: 1 мае. ч. извести на 1,5 мае. ч. серной кислоты и 1 мае. ч. на 1 мае. ч. соляной и азотной кислоты.
Для нейтрализации небольших количеств кислых вод (до 200 м3/сут-ки) могут быть применены также растворы гидроксида натрия, соды и др.
В качестве реагента известь вводится в виде известкового молока (способ мокрого дозирования) или в виде сухого порошка (способ сухого дозирования); реже применяются мелкодробленый известняк, мел или доломит крупностью зерен не более 0,5 мм (способы сухого дозирования).
При производительности установки более 5 т/сутки нейтрализуемой кислоты при сухом дозировании выгоднее применять в качестве реагента известь-пушонку. Для установок с небольшим суточным количеством поступающей в сток серной кислоты (примерно до 5—7 т/сутки) более рациональной является нейтрализация известкозым молоком .
На складах известь хранится в виде теста или в сухом виде в закрытых бункерах. Хранение сухой извести навалом не допускается.
Подача известкового теста из склада к месту приготовления известкового молока может производиться грейферным краном; подачу сухой извести следует производить закрытыми транспортерами и элеваторами для обеспечения минимального пыления.
Применение гашеной извести для нейтрализации предусматривается
в виде известкового молока 5%-ной концентрации по активной окиси кальция.
Для гашения извести и приготовления известкового молока используются безотходные известегасильные установки — шаровые мельницы с классификаторами или известегасильные машины.
Поступающая комовая известь разгружается в приемный бункер. Отсюда с помощью пластинчатого питателя ППН-6 известь подается на транспортер и далее в дробилку.
Известковое молоко поступает в резервуар концентрированного молока и перекачивается насосами 2НП в расходные резервуары, где насосами типа НФ поддерживается во взвешенном состоянии. Эти же насосы подают известковое молоко на дозирование.
Дозирование извести осуществляется автоматическим дозатором в зависимости от расхода или величины рН очищаемой сточной воды.
При мокром способе хранения поступившая комовая известь загружается непосредственно в емкости для приготовления и хранения известкового теста; предварительно они наполняются до половины водой.
При определении полезного объема склада принимают, что из 1 объема извести получается 4 объема известкового теста плотностью 1,4 т/м3.
Помещение склада извести не отапливается, так как сильно нагревшаяся при гашении известь остывает медленно.
По мере надобности известковое тесто грейферным краном подается в бункер; сюда же подается вода под давлением 0,2—0,3 МПа. Приготовленное в бункере концентрированное молоко поступает на грохот, где из него выделяются частицы крупностью более 25 мм. Мелкие частицы поступают в шаровую мельницу, работающую в замкнутом цикле с классификатором. Дальнейшие операции такие же, как при сухом способе хранения извести.
Крупные отходы с грохота попадают в бункер перед дробилкой, которая измельчает их до крупности 25 мм; измельченная масса вновь подается на грохот.
Состав сооружений и оборудования станции нейтрализации выбирается в зависимости от расхода, концентрации кислоты и наличия в сточной воде тяжелых механических примесей. Для удаления последних могут предусматриваться песколовки, устанавливаемые перед усреднителями.
Приготовление рабочего раствора известкового молока концентрацией 5—10% активного оксида кальция производится в растворных баках. Баки оборудуются мешалками на вертикальной оси с частотой вращения не менее 40 мин-1; применяется также перемешивание рабочего раствора воздухом с интенсивностью аэрации 0,8 м3/(м2-мин) или насосами.
Подача рабочего раствора в нейтрализуемую воду производится при помощи насосов или различных дозаторов (черпаковых, поплавковых, тарированных насадок с постоянным напором и т.п.). Дозаторы блокируются с автоматическими рН-метрами, обеспечивающими надежность и непрерывность процесса нейтрализации. Для транспортирования рабочих растворов применяются полиэтиленовые трубы и кислотостойкие насосы.
Скорость движения раствора по трубам должна быть не менее 1,5 м/с.
Все оборудование установок нейтрализации размещается в реагент-ном здании, в котором находятся установки для гашения извести, приготовления известкового молока и его дозирования.
Для перемешивания реагента со сточной водой применяются смесители любого типа.
Продолжительность контакта сточных вод и реагента в камерах реакции обычно не превышает 5 мин; при наличии в кислых водах ионов тяжелых металлов она увеличивается до 30 мин.
При небольшом количестве нейтрализуемых сточных вод применяются контактные нейтрализаторы, при значительном расходе сточных вод — проточные.
Для выделения из нейтрализованной сточной воды нерастворенных примесей (сульфата кальция, гидроксидов тяжелых металлов и т. п.) применимы отстойники любого типа, рассчитываемые на пребывание в них сточной воды в течение 2 ч. Продолжительность отстаивания может быть уменьшена путем введения в воду флокулянтов (например, полиакриламида) при соблюдении оптимальных условий их действия (дозы, величины рН воды и пр.).
Осветленная вода используется в оборотных циклах водоснабжения или сбрасывается в канализацию.
Осадки, выделенные в отстойниках, обезвоживаются на шламовых площадках, барабанных вакуум-фильтрах или фильтр-прессах. Шламовые площадки с дренажем устраиваются на открытом воздухе, а при необходимости — в закрытых утепленных помещениях. Размеры площадок в закрытых помещениях определяются из расчета 10—15 м3 осадка на 1 м2вгод. При расположении шламовых площадок на открытом воздухе расчет необходимой площади следует вести из условий намораживания.
Обезвоживание осадка на вакуум-фильтрах предусматривается при количестве сухого вещества в осадке не менее 25 кг/м3 и соотношении гипса и гидроксида не менее 3:1. При расчете вакуум-фильтров следует принимать нагрузку на фильтр 15— 20 кг/(м2-ч), считая по сухому веществу, частота вращения барабана 0,4 мин-1, поддерживаемый вакуум 53,32—79,98 кПа, в качестве фильтрующей ткани применяют капрон и бельтинг.
С целью сокращения объемов образующихся осадков применяется способ многократного их использования в процессе нейтрализации.
|
|
