Нейтрализация сточных вод

При мокром способе хранения поступившую комовую известь  загружают непосредственно в  емкости для приготовления и хранения известкового теста, которые предварительно на 50 % наполняют водой. Грейферным краном известковое тесто подается в бункер, сюда же под давлением 0,2 – 0,3 МПа подается вода. Приготовленное в бункере концентрированное молоко поступает на грохот для удаления частиц крупностью более 25 мм, а затем подается в шаровую мельницу. Дальнейшие операции аналогичны операциям, проводимым для сухого способа хранения извести.

Рабочий раствор подается в нейтрализуемую сточную воду с  помощью насосов или дозаторов. Реагенты можно дозировать в виде порошка (тонкомолотая известь, известь-пушонка), суспензии (известковое молоко), растворов (известь, а также кислоты, щелочи, сода и др.) и газа (хлор, аммиак, озон и др.).

Дозаторы направляют сухие  реагенты в открытый поток или в смеситель, где реагент быстро растворяется. Дозаторы подают суспензии, растворы и газы в открытый поток или в напорные трубопроводы.

Для перемешивания реагента со сточной водой применяют гидравлические и механические смесители. В гидравлических смесителях (шайбовых, перегородчатых, дырчатых, вихревых) смешение реагента с водой достигается за счет энергии потока воды, расходуемой на повышение его турбулентности. В механических смесителях турбулентность потока усиливается мешалками различных типов.

Из смесителей обрабатываемые сточные воды поступают в камеру реакции. При расходах нейтрализуемой сточной воды до 50 м³/ч допускается применение камер реакции периодического действия (не менее двух), а при больших расходах применяют камеры реакции непрерывного действия. Продолжительность пребывания кислых или щелочных сточных вод и реагента в камерах реакции принимается равной 5 мин, а при нейтрализации кислых сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, продолжительность контакта увеличивается до 30 мин.

С целью обеспечения полноты  и ускорения хода реакции нейтрализации и осаждения тяжелых металлов в камерах реакции производится непрерывное перемешивание сточных вод пропеллерными или лопастными мешалками с вертикальной осью вращения. Частота вращения мешалки принимается не менее 40 мин^-1; при частоте вращения 150 мин^-1 продолжительность контакта сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, может быть сокращена до 15 мин.

Для отстаивания получающихся в результате нейтрализации осадков применяют горизонтальные, радиальные или вертикальные отстойники, рассчитанные на пребывание в них сточной воды не менее 2 ч при доведении рН до 7,5—8,5. В отдельных случаях вместо отстойников возможно применение флотаторов, из которых выделенный осадок удаляется сверху.

После отстойников (флотаторов) осадок направляется для обезвоживания  на шламовые площадки с дренажем. Площадки устраивают на открытом воздухе, а при  необходимости в закрытых утепленных помещениях, оборудованных механизмами для удаления осадков. Нагрузка на площадки, расположенные в закрытых помещениях, принимается 10—15 м³/(м²-год). При расположении шламовых площадок на открытом воздухе требуемую площадь следует рассчитывать исходя из условий намораживания.

Если станция нейтрализации  не имеет отстойников, то нейтрализованная сточная вода направляется непосредственно из камер реакции в накопители. Эти сооружения предназначены для осветления нейтрализованной воды и складирования выделившегося осадка. Накопители следует устраивать из расчета хранения в них осадка в течение 10—15 лет. При отсутствии необходимых площадей допускается устройство одногодичных накопителей, осадок из которых вывозится в отвал.

При нейтрализации кислых сточных вод, содержащих ионы металлов, известковым молоком количество образующегося осадка зависит от концентрации кислоты и ионов металла, а также от содержания в применяемой извести активного оксида кальция. При ежедневном в течение года сбросе 1 м³ нейтрализованных сточных вод за год накапливается 30—120 м³ осадка.

Если осадок, выделенный из нейтрализованной сточной воды в отстойниках, в дальнейшем подлежит механическому обезвоживанию на вакуум-фильтрах, фильтр-прессах или на центрифугах, -то его из отстойников перекачивают в осадкоуплотнители, рассчитываемые на продолжительность пребывания в них осадков не менее 6ч.

Обезвоживание осадка на вакуум-фильтрах предусматривается при количестве сухого вещества в нем не менее 25 кг/м³.

Нагрузку на вакуум-фильтр при расчете следует принимать 15—25 кг/(м²-ч) по сухому веществу, частоту вращения барабана — 0,4 мин-¹, поддерживаемый вакуум - 53—80 кПа; в качестве фильтрующей ткани применяют капрон и бельтинг.

Для сокращения объемов образующегося  осадка в ряде случаев целесообразно многократное его использование в процессе нейтрализации. При применении такой схемы нейтрализации после сооружений по обезвоживанию 30—35 % обезвоженного шлама идет в отвал, а 65— 70 % направляется для повторного применения в качестве нейтрализующего реагента.

Место складирования обезвоженных осадков выбирается по согласованию с местными санитарными органами.

 

Нейтрализация кислых сточных вод фильтрацией через  нейтрализующие материалы

Нейтрализация соляно- и азотнокислых, а также сернокислых сточных вод при концентрации серной кислоты не более 1,5 г/л происходит на непрерывно действующих фильтрах. Нейтрализация методом фильтрации применяется при небольших расходах сточных вод. В качестве загрузки применяют такие нейтрализующие материалы, как доломит, известняк, магнезит, мел, мрамор и др. Крупность фракций материала загрузки 3—8 см; расчетная скорость фильтрования зависит от вида загрузочного материала, но не более 5 м/ч; продолжительность контакта не менее 10 мин.

Применение таких фильтров возможно при условии отсутствия в кислых сточных водах растворенных солей металлов, поскольку при рН>7 они будут выпадать в осадок в виде труднорастворимых соединений, которые полностью забивают поры фильтра. Ограничивается применение нейтрализующих фильтров при подаче на них сернокислых сточных вод с концентрацией серной кислоты более 1,5 г/л. В этом случае количество образующегося сульфата кальция превышает его растворимость (~2 г/л), и он начинает выпадать в осадок, который, покрывая поверхность нейтрализующей загрузки, затрудняет доступ к ней кислоты, в результате чего нейтрализация прекращается. Если загрузка выполняется из карбоната магния, это ограничение снимается, поскольку растворимость сульфата магния достаточно высока (355 г/л по МgSО₄ 7Н₂О).

Конструктивно фильтры выполняются  с вертикальным движением нейтрализуемых кислых сточных вод.

В зависимости от высоты слоя загрузочного материала, площади фильтрования и местных условий назначается число фильтров и определяются их конструктивные размеры в плане.

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

                                        Рис. 2 Схема вертикального фильтра-нейтрализатора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

1. Водоотводящие системы промышленных предприятий: Учеб. для вузов/С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов; Под. ред. С.В. Яковлева.-М.: Стройиздат, 1990. – 511 c.: ил.
2. Водоотводящие системы промышленных предприятий. Под. ред. В.И. Кичигина.:

АСВ, 2011. – 656с.: ил.

3. Халтурина Т.И., Чурбакова О.В. Водоотводящие системы промышленных предприятий. Издательство: Красноярск: СФУ, 2008 – 256 с.