К химическим методам очистки сточных вод относят нейтрализацию, окисление и восстановление. Все эти методы связаны с расходом различных реагентов, предназначены для удаления растворимых веществ из сточных вод и оборотных замкнутых систем водоснабжения. Химическую очистку проводят иногда как предварительную перед биологической очисткой или после нее как метод доочистки сточных вод.
2.3.1. НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ
Нейтрализация – это химическая реакция, ведущая к уменьшению кислотных свойств раствора с помощью щелочей, а щелочных свойств раствора – с помощью кислот.
Нейтрализация по существу представляет взаимодействие сильных кислот и щелочей, в результате которого образуются соль и вода. Например:
НСl + NaOH → NaCl + H2O
Выбор химически нейтрализующего агента зависит от его стоимости, в которую входит стоимость удаления осадка.
В процессе очистки сточных вод методом нейтрализации необходим строгий контроль за величиной рН, которая может изменяться быстро и в широком диапазоне (в течение 1 мин – от 2 до 11). Частичное решение этой проблемы путем подбора соответствующего соотношения между исходными кислотами и щелочными отходами показано на рис. 2.30. В тех случаях, когда на обработку поступают одновременно кислотные и щелочные стоки, сокращается расход реагентов, процесс протекает более равномерно и упрощается технологическая схема.
Рис. 2.30. Схема технологического процесса нейтрализации кислотных стоков
Нейтрализацию производственных сточных вод осуществляют балансированием содержания Н+и ОН- ионов до рН 6,5-8,5. Процесс осуществляют одним из следующих способов: смешением кислых и щелочных стоков; добавлением реагентов; фильтрованием через нейтрализующую загрузку; абсорбцией кислых или щелочных газов.
Первый способ доступен и экономически целесообразен при наличии стоков с различным значением рН, не загрязненных другими компонентами. Кислые и щелочные воды смешивают в емкости с мешалкой и без мешалки (перемешивание воздухом). При реагентном способе для нейтрализации кислых вод применяют негашеную или гашеную известь, каустическую соду, а для щелочных вод используют растворы соляной, серной или азотной кислот. На основе перечисленных реагентов готовят растворы, которые вводят в стоки через дозаторы.
Нейтрализацию фильтрованием осуществляют через нейтрализующие материалы, такие как известняк, доломит, мел или отходы некоторых производств, например шлаки ТЭЦ. Процесс ведут в фильтрах-нейтрализаторах, которые могут быть горизонтальными или вертикальными.
Нейтрализация кислыми или щелочными газами является примером ресурсосберегающей технологии, позволяющей исключить использование кислот и щелочей, а также очищающей дымовые газы. При абсорбции используют дымовые газы, содержащие диоксид углерода, серы, оксиды азота и др.
2.3.2. ОКИСЛЕНИЕ (ВОССТАНОВЛЕНИЕ)
Деструктивный окислительный метод применяют для обезвреживания сточных вод, содержащих токсичные примеси или для дезодорации дурнопахнущих сточных вод.
В процессе окисления токсичные загрязнения, содержащиеся в сточных водах, в результате химических реакций переходят в менее токсичные, которые удаляют из воды. Для обезвреживания сточных вод используют окислители: хлор, озон и др. (см. п. 2.5).
