2. Нейтралізація

Стічні води нейтралізуються при їхній хімічній взаємодії з речовинами. Виробничі стічні води багатьох підприємств із підвищеним змістом кислот або лугів не можна спускати в каналізаційну мережу, на очисні станції й у водойми без попереднього доведення концентрації цих забруднень до припустимих значень. До таких виробничих стічних вод відносяться води хімічних, машинобудівних, металургійних і нафтопереробних заводів і особливо тих заводів, де маються гальванічні і термічні цехи.

Існує кілька способів нейтралізації виробничих стічних вод:

а) безпосереднє змішування кислих стоків з лужними перед спуском їх у каналізаційні мережі;

б) використання активної лужності міських стічних вод або водойми;

в) додавання реагенту в пропорціях, необхідних для нейтралізації;

г) фільтрація забруднених вод через нейтралізуючі матеріали.

Найбільше часто зустрічаються виробничі стічні води з підвищеною кислотністю, що сильно впливають на матеріали труб і негативно впливають на мікробіальні процеси, що відбуваються на станціях аерації. У виробничих стічних водах можуть утримуватися сильні кислоти (першої групи), кальцієві солі яких добре розчинні у воді (НС1, HNO3); сильні кислоти (другої групи), кальцієві солі яких важко розчинні у воді (H2SO4, tbSOs), і слабкі кислоти (З2СНзСООН—уксусна).

Нейтралізація сильних кислот першої групи не представляє утруднень, тому що утворюючої їхньої солі розчинні у воді і ніякому осаді не дають. Сильні кислоти другої групи нейтралізувати значно складніше, тому що в осад випадає велика кількість солей, наприклад гіпс CaSO4 при нейтралізації сірчаної кислоти. Крім того, гіпс відкладається на поверхні нейтралізуючого матеріалу і гальмує процес реакції.

Якщо виробничі стічні води надходять у мережу нерівномірно й у невеликих кількостях, то кислі стоки змішують з лужними. При цьому в деякої годинник доби надходять переважно лужні води, а в іншої годинник доби — кислі води. Для перемішування таких стічних вод будують спеціальні резервуари-усереднювачі для взаємної нейтралізації стічних вод.

Нейтралізацію додаванням реагенту проводять тоді, коли змішування стоків і використання активної лужності водойми не дають бажаних результатів, тобто стічна вода залишається кислою.

Для нейтралізації кислот застосовують їдкий натр, їдке розжарюй, вапно, вапняк, доломіт, мармур, крейда, магнезит, соду, відходи лугів і ін. Найчастіше використовують гідроокис кальцію (гашене вапно). Для нейтралізації лужних стічних вод використовують сірчану, соляну, азотну й іншу кислоти.

Реагент можна додавати у виді розчину (спосіб мокрого дозування) або у виді сухого порошку (спосіб сухого дозування). Обоє ці способу найчастіше застосовують для нейтралізації сірчаної кислоти. При пропускній здатності установки до 4—5 т/добу нейтралізуємої кислоти вигідніше використовувати мокре дозування, при більшій пропускній здатності — сухе. При мокрому дозуванні реагентом служить вапняне молоко, що готують зі звичайного товарного вапна, піддавши її дробленню і гасінню в спеціальних апаратах. З цих апаратів вапняне молоко подається насосами в розчинні баки, розводиться до необхідної концентрації і через дозировочні баки направляється в змішувач, розташований у каналі, по якому рухається стічна вода, що очищається. Контакт реагенту зі стічною водою, необхідний для завершення реакції, здійснюється в спеціальних резервуарах-нейтралізаторах, розрахованих на 10—15-хвилинне перебування в них рідини. Нейтралізатор може бути сполучений з відстійником.

Для нейтралізації кислих вод можна використовувати також відходи місцевого виробництва, зокрема, шлам з цеху хімічного водоочищення ТЭЦ. Подібного роду установки застосовують для нейтралізації стічних вод травильних цехів заводів чорної металургії.

Нейтралізація фільтрацією полягає в тім, що стічну рідину пропускають через шар фільтруючого матеріалу. При проходженні рідини через такий фільтр реакція нейтралізації повинна цілком закінчуватися. Як фільтруючий матеріал для нейтралізації кислот застосовують вапняк, мармур і доломит. Цей спосіб має ряд переваг: він більш простий і дешевий, ефективний при нерівномірній концентрації кислот у стічних водах.

Окислення. Цей метод використовують у тому випадку, коли іншими методами очищення, у тому числі і біохімічним, не вдається зруйнувати або видалити шкідливі речовини, що утримуються у виробничих стічних водах. Наприклад, стічні води збагачувальних фабрик часто містять ціаністі з'єднання. Для обробки цих вод застосуємо метод хімічного окислювання шляхом введення у воду гіпохлорита. Як реагенти використовують гипохлорит кальцію, гипохлорит натрію або хлорне вапно. Комплекс споруджень для очищення стічних вод окислюванням являє собою реагентне господарство, що складається зі складу реагентів, розчинних баків і дозаторів, камери реакцій і відстійників.

Застосовується також електрохімічна обробка виробничих стічних під. При електрохімічній обробці стічних вод проводять анодне окислювання, катодне відновлення розчинених забруднюючих речовин, электрокоагуляцию або электродиализ. При такій обробці токсичні речовини перетворюються в нетоксичні або малотоксичные. При электродиализе зі стічних вод віддаляються солі, кислоти або луги, що можуть регенеруватися. При електрохімічній обробці виробничих стічних вод, що містять ціаніди, аміни, спирти, азокрасители й ін., відбувається їхнє анодне окислювання.

При електролізі на катоді виділяється газоподібний водень і розряджаються розчинені у воді іони металів. На аноді виділяються кисень і галогени, окисляються деякі іони і молекули з утворенням інших іонів і молекул. Аноди з заліза й алюмінію під дією постійного електричного струму розчиняються з утворенням оксигидратов і основних солей металів, здатних до коагуляції.

Ефект очищення залежить від складу стічних вод, застосовуваних матеріалів для електродів, щільності струму і інш. Застосування електрохімічних методів доцільно при відносно високій електропровідності стічних вод.

Найбільше поширення одержала электрокоагуляция з застосуванням анодів з листового заліза й алюмінію. Электрокоагуляция застосовується, наприклад, при очищенні стічних вод гальванічних виробництв, що містять шестивалентный хром і іони важких металів (мідь, нікель, цинк і ін.). Стічні води (мал. 13.3) обробляються в проточних электролизерах зі сталевими електродами і горизонтальним або вертикальним рухом води. При електролізі відбувається хімічне відновлення хромат- і бихроматионов іонами двовалентного заліза, що утворяться при розчиненні сталевих анодів. Утвориться також гідроокис кульгавий, заліза й інших важких металів.

Перспективною є обробка стічних вод озонуванням, що дозволяє здійснити глибоке очищення і використовувати води повторно у виробництві. У процесі обробки стічної води озон, подаваний у реактор у виді озоновоздушной суміші, диспергированной на дрібні пухирці, вступає в хімічні реакції. Озон виходить шляхом синтезу кисню повітря під дією електричного розряду.