Нейтрализация сточных вод

дЕИЯРБСЧЫЮЪ ЯРЮМЖХЪ НВХЯРЙХ ЦЮКЭБЮМХВЕЯЙХУ ЯРНЙНБ МЮ ннн сй рЮРОПНТ

б ЦЮКЭБЮМХВЕЯЙНЛ ОПНХГБНДЯРБЕ БНДЮ ХЯОНКЭГСЕРЯЪ МЮ УНГЪИЯРБЕММН-АШРНБШЕ, ОПНРХБНОНФЮПМШЕ Х РЕУМНКНЦХВЕЯЙХЕ МСФДШ. рЕУМНКНЦХВЕЯЙХЕ МСФДШ БЙКЧВЮЧР Б ЯЕАЪ: ОПХЦНРНБКЕМХЕ РЕУМНКНЦХВЕЯЙХУ ПЮЯРБНПНБ, ОПНЛШБЙЮ ДЕРЮКЕИ, НУКЮФДЕМХЕ НАНПСДНБЮМХЪ (БШОПЪЛХРЕКХ) Х ПЮЯРБНПНБ (БЮММШ), ОПНВХЕ МСФДШ (ОПНЛШБЙЮ ТХКЭРПНБ, ОПНТХКЮЙРХЙЮ НАНПСДНБЮМХЪ). пЮЯУНД БНДШ МЮ ОПХЦНРНБКЕМХЕ РЕУМНКНЦХВЕЯЙХУ ПЮЯРБНПНБ НОПЕДЕКЪЕРЯЪ НАЗЕЛНЛ БЮММ Х ЯНЯРЮБНЛ ПЮЯРБНПНБ. пЮЯУНД БНДШ МЮ НУКЮФДЕМХЕ БШОПЪЛХРЕКЕИ НОПЕДЕКЪЕРЯЪ ХУ РХОНЛ Х ЛНЫМНЯРЭЧ Х СЙЮГШБЮЕРЯЪ Б РЕУМХВЕЯЙНИ ДНЙСЛЕМРЮЖХХ (ОЮЯОНПРЕ). дН 90-95% БНДШ Б ЦЮКЭБЮМХВЕЯЙНЛ ОПНХГБНДЯРБЕ ХЯОНКЭГСЕРЯЪ МЮ ОПНЛШБНВМШЕ НОЕПЮЖХХ, ОПХВЕЛ СДЕКЭМШИ ПЮЯУНД БНДШ ГЮБХЯХР НР ОПХЛЕМЪЕЛНЦН НАНПСДНБЮМХЪ Х ЙНКЕАКЕРЯЪ Б ЬХПНЙНЛ ДХЮОЮГНМЕ НР 0,2 ДН 2,3 Л3 МЮ 1 Л2 НАПЮАЮРШБЮЕЛНИ ОНБЕПУМНЯРХ. нЯМНБМШЛ БХДНЛ НРУНДНБ Б ЦЮКЭБЮМХВЕЯЙНЛ ОПНХГБНДЯРБЕ ЪБКЪЧРЯЪ ОПНЛШБМШЕ БНДШ ЯЛЕЬЮММНЦН ЯНЯРЮБЮ, ЯНДЕПФЮЫХЕ МЕЯЙНКЭЙН БХДНБ РЪФЕКШУ ЛЕРЮККНБ, НАЗЕДХМЪЧЫХЕЯЪ Я ЙХЯКНРМН-ЫЕКНВМШЛХ .

оПНЛШБМШЕ ЙХЯКШЕ БНДШ НАПЮГСЧРЯЪ Б БЮММЮУ УНКНДМНИ ОПНЛШБЙХ ОНЯКЕ ТНЯТЮРХПНБЮМХЪ, УХЛХВЕЯЙНИ НВХЯРЙХ. оПНЛШБМШЕ ЫЕКНВМШЕ БНДШ НАПЮГСЧРЯЪ Б БЮММЕ ЦНПЪВЕИ ОПНЛШБЙХ ОНЯКЕ НАЕГГЮПЮФХБЮМХЪ Х ЫЕКНВМНЦН РПЮБКЕМХЪ. йНМЖЕМРПХПНБЮММШЕ ЙХЯКШЕ ЯРНЙХ НАПЮГСЧРЯЪ Б БЮММЕ НЯБЕРКЕМХЪ. йНМЖЕМРПХПНБЮММШЕ ЫЕКНВМШЕ ЯРНЙХ НАПЮГСЧРЯЪ Б БЮММЕ НАЕГФХПХБЮМХЪ Х РПЮБКЕМХЪ. оПХ ЯЛЕЬХБЮМХХ БНД ЙХЯКШУ Х ЫЕКНВМШУ, БН БПЕЛЪ ГЮЛЕМШ ПЮЯРБНПНБ БНДШ Б ОПНЛШБМШУ БЮММЮУ ОПНХЯУНДХР МЕИРПЮКХГЮЖХЪ. оПХ МЕИРПЮКХГЮЖХХ ДКЪ НЯЮФДЕМХЪ ХНМНБ РЪФЕКШУ ЛЕРЮККНБ ЙНМЖЕМРПХПНБЮММШЕ ЯРНЙХ ЯАПЮЯШБЮЧРЯЪ Б ГЮОЮЯМСЧ ЕЛЙНЯРЭ, УНПНЬН ОЕПЕЛЕЬХБЮЧРЯЪ Х НРЯРЮХБЮЧРЯЪ .

яХЯРЕЛЮ НВХЯРЙХ ЦЮКЭБЮМХВЕЯЙХУ ЯРНЙНБ ПЮАНРЮЕР ЯКЕДСЧЫХЛ НАПЮГНЛ: ОПНЛШБМШЕ Х ЯРНВМШЕ БНДШ ЦЮКЭБЮМХВЕЯЙНЦН ОПНХГБНДЯРБЮ ОНДЮЧРЯЪ Б МЮЙНОХРЕКЭМСЧ ЕЛЙНЯРЭ е1. хГ ЕЛЙНЯРХ е1 ЯРНЙХ МЮЯНЯНЛ м1 ОНДЮЕРЯЪ Б ПЕЮЙРНП п1. б ПЕЮЙРНП п1 ДКЪ ОПЕДБЮПХРЕКЭМНИ НАПЮАНРЙХ ЯРНВМШУ БНД ДНГЮРНПЮЛХ мд2 Х мд3 ДНГХПСЧРЯЪ ПЕЮЦЕМРШ: ПЮЯРБНП ЫЕКНВХ Х ТКНЙСКЪМРЮ. хГ ПЕЮЙРНПЮ п1 ЯРНЙХ ОНЯРСОЮЧР Б НРЯРНИМХЙ. оНЯКЕ НЯЮФДЕМХЪ, НЯБЕРКЕММЮЪ БНДЮ ЯАПЮЯШБЮЕРЯЪ Б ЙЮМЮКХГЮЖХЧ, Ю НЯЮДНЙ Б ТХКЭРП-ОПЕЯЯ, ЙНРНПШИ ОНЯКЕ НАЕГБНФХБЮМХЪ ОНДЮЕРЯЪ МЮ СРХКХГЮЖХЧ. .

яУЕЛЮ ЯСЫЕЯРБСЧЫЕИ ЯРЮМЖХХ НВХЯРЙХ ОПХБЕДЕМЮ МЮ кХЯРЕ ╧ 1.

мЕДНЯРЮРНЙ ЯХЯРЕЛШ НВХЯРЙХ Б РНЛ, ВРН ЙХЯКШЕ Х ЫЕКНВМШЕ ЯРНВМШЕ БНДШ ЯЛЕЬХБЮЧР ДПСЦ Я ДПСЦНЛ АЕГ СВЕРЮ ХУ Пм, ВРН ОПХБНДХР Й РНЛС, ВРН Пм ЯЛЕЬЮММШУ ЯРНВМШУ БНД ЛНФЕР ХГЛЕМЪРЭЯЪ НР ЙХЯКНИ ДН НЯМНБМНИ.

пЮЯРБНПХЛШЕ МЕНПЦЮМХВЕЯЙХЕ ГЮЦПЪГМЕМХЪ, ОПЕДЯРЮБКЪЧЫХЕ ЯНАНИ ЩКЕЙРПНКХРШ, СДЮКЪЧР ХГ ЯРНВМШУ БНД ЦЮКЭБЮМХВЕЯЙНЦН ОПНХГБНДЯРБЮ ОЕПЕБНДНЛ ХНМНБ РЪФЕКШУ ЛЕРЮККНБ Б ЛЮКНПЮЯРБНПХЛШЕ ЯНЕДХМЕМХЪ, ХЯОНКЭГСЪ ДКЪ ЩРНЦН ПЕЮЦЕМРМШИ ЛЕРНД. пЕЮЦЕМРМЮЪ НАПЮАНРЙЮ, ЙЮЙ ЯЮЛШИ ПЮЯОПНЯРПЮМЕММШИ ЯОНЯНА НВХЯРЙХ ЯРНЙНБ, ОПЕДСЯЛЮРПХБЮЧЫХИ ОНЯКЕДСЧЫХИ ЯКХБ НВХЫЕММНИ БНДШ Б ЙЮМЮКХГЮЖХЧ, ВЮЯРН МЕ ОНГБНКЪЕР НВХЯРХРЭ БНДС ДН РПЕАСЕЛШУ ОНЙЮГЮРЕКЕИ ОН РЪФЕКШЛ ЛЕРЮККЮЛ.

дПСЦХЕ ЯРЮРЭХ

бКХЪМХЕ ОПНЛШЬКЕММНЯРХ Х РПЮМЯОНПРЮ МЮ ЩЙНКНЦХЧ. пЮДХЮЖХНММЮЪ НАЯРЮМНБЙЮ Б пт
яН БРНПНИ ОНКНБХМШ ОПНЬКНЦН БЕЙЮ ЩЙНКНЦХЪ МЮВЮКЮ ОПХНАПЕРЮРЭ ГМЮВЕМХЕ ЛХПНБНГГПЕМХЪ. рЮЙЮЪ МЕНАУНДХЛНЯРЭ ОНЪБХКЮЯЭ НРРНЦН, ВРН ВЕКНБЕЙ ОНЯРЕОЕММН БЛЕЬХБЮЕРЯЪ Б ОПХПНДМСЧ ЯПЕДС. мЮВЮКНЯЭ НЯНГМЮМХЕ РНЦН …

йНМЖЕОЖХЪ АЕГНРУНДМНЦН ОПНХГБНДЯРБЮ

б ДЮММНИ ПЮАНРЕ ПЮЯЯЛНРПЕМШ ОПХМЖХОШ
БМЕДПЕМХЪ ЛЮКННРУНДМШУ Х АЕГНРУНДМШУ РЕУМНКНЦХИ, ЙЮЙ МЮХАНКЕЕ ОЕПЯОЕЙРХБМШЕ
МЮОПЮБКЕМХЪ АЕПЕФМНЦН ОПХПНДНОНКЭГНБЮМХЪ Х ЯНУПЮМЕМХЪ НЙПСФЮЧЫЕИ ЯПЕДШ, Ю РЮЙ …

нРБЕРЯРБЕММНЯРЭ ГЮ ЩЙНКНЦХВЕЯЙХЕ ОПЮБНМЮПСЬЕМХЪ

яСЫМНЯРЭ
ЩРНЦН БХДЮ ЧПХДХВЕЯЙНИ НРБЕРЯРБЕММНЯРХ ГЮЙКЧВЮЕРЯЪ Б ОПХЛЕМЕМХХ Й МЮПСЬХРЕКЪЛ
ЩЙНКНЦХВЕЯЙНЦН ГЮЙНМНДЮРЕКЭЯРБЮ ЮДЛХМХЯРПЮРХБМН-ОПЮБНБШУ ЯЮМЙЖХИ (БГШЯЙЮМХИ).
оЕПЕВЕМЭ ЩЙНКНЦХВЕЯЙХУ О …

Применение Аппаратов Вихревого Слоя в процессах очистки сточных вод гальванических цехов

Учитывая изложенное выше, можно утверждать, что поиск новых, более эффективных подходов к решению проблемы очистки сточных вод гальванических производств является актуальным. Компанией GlobeCore выпускаются аппараты вихревого слоя. На сегодняшний день в различных отраслях промышленности успешно функционируют технологические линии, оборудованные такими аппаратами.

Анализируя интенсифицирующие факторы, имеющие место в аппаратах вихревого слоя, можно предположить, что на процессы очистки сточных вод могут оказывать существенное влияние:

электрохимические факторы, электромагнитная обработка и активация веществ в вихревом слое;
диспергирование фаз;
геометрические параметры и режим работы вихревого слоя, его гидродинамические факторы, которые обеспечивают интенсивное перемешивание обрабатываемых сред.

Нами были проведены исследования очистки сточных вод гальванического цеха от тяжелых металлов с помощью аппарата вихревого слоя типа АВС-100 (лабораторного). В качестве реагента-восстановителя использовалось сернокислотное железо FeSO₄. Восстановление трех- и шестивалентного хрома за счет реагента проводилось в щелочной среде, для чего в воду вводилось известковое молоко Ca(OH)₂.

Поскольку в щелочной среде в качестве восстановителя дополнительно выступает гидроокись железа, в подкислении стоков нет необходимости. В очищаемую воду объемом 0,5 л было добавлено 10 мг 10%-го раствора сернокислого железа.

Для обработки применялись ферромагнитные частицы длинной 20 мм и диаметром 1,8 мм (общий вес 200 г). Время обработки составило 3 с.

В таблице 1 приведены результаты процесса очистки сточных вод гальванического цеха от тяжелых металлов с помощью аппарата вихревого слоя АВС-100, а также сравнение полученных данных с исходными значениями и предельно допустимыми концентрациями, действительными для стран Европейского Союза.

Таблица 1

Из проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1) Применение аппарата вихревого слоя типа АВС-100 в процессах очистки сточных вод гальванических цехов позволяет снизить концентрацию тяжелых металлов до значений, не превышающих предельно допустимые концентрации, действующие на территории Европейского Союза. В случае никеля и шестивалентного хрома удалось добиться полного отсутствия данных веществ в очищенной воде. Это говорит о перспективе использования аппаратов вихревого слоя в странах, где действуют более жесткие требования в отношении концентраций шестивалентного хрома и никеля.

2) Очистка воды происходит мгновенно и не требует перерасхода используемых реагентов.

3) Процесс отстаивания осадка происходит намного быстрее, чем при использовании аппаратов с мешалкой.

Существующие способы очистки сточных вод гальванического производства

Основной целью методов очистки сточных вод гальванических производств является снижение содержания тяжелых металлов до предельно допустимых концентраций. Это позволяет или сливать очищенную воду в канализацию, или возвращать ее назад в производство. Поскольку гальванические стоки содержат широкий диапазон тяжелых металлов, каждый из которых требует различных условий осаждения, на практике прибегают к многостадийной обработке. Растворенные ионы тяжелых металлов переводятся в нерастворенные химические соединения, после чего осуществляется отделение и обезвоживание твердой фазы.

В общем случае процесс очистки состоит из таких этапов:

Нейтрализация. Процесс, который необходим для химического осаждения металлов. Он заключается в выравнивании уровня рН до определенного значения с помощью гидроксидов натрия и кальция.
Флокуляция – образование макрофлокул за счет добавления органических флокулянтов.
Осаждение – отделение твердой фазы. На этой же стадии также обезвоживают шлам.
Доочистка фильтрацией, сорбцией или ионным обменом.

Несмотря на все достижения, ионообменные, реагентные и коагуляционные методы не позволяют в полной мере решить вопрос обеспечения эффективной и экономичной очистки, а также рационального использования водных ресурсов. Кроме того, при применении указанных методов очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов образуются так называемые гальваношламы. Данные вещества не могут размещаться на свалках, предназначенных для твердых бытовых отходов. Захоронение гальваношламов требует наличия специальных полигонов, количество которых ничтожно мало. Поэтому большинству предприятий приходится складировать такие отходы на собственной территории или создавать временные шламохранилища.

Ионообменные и реагентные методы очистки, использующие традиционное оборудование, очень длительны и трудоемки, требуют больших затрат реагентов, имеют большую металлоемкость, характеризуются громоздким оборудованием.

Принцип работы

Принцип работы станций очистки стоков основан на разложении загрязнителей с помощью микроорганизмов, которые активны при наличии в жидкости кислорода.

Наиболее совершенными системами являются станции глубокой биологической очистки. Стоки, прошедшие через ГБО, пригодны для повторного использования, сброса в грунт или водоём. Не требуют дополнительных устройств для доочистки.

Сама система состоит из модулей (камер), в которых происходит поэтапная нейтрализация загрязняющих веществ. Также есть насосы, выполняющие функцию перемещения стоков из одной камеры в другую и компрессор, обогащающий жидкость кислородом.

Основные этапы ГБО происходят следующим образом:

По канализационным сетям стоки попадают в первую камеру. Он работает по принципу отстойника – вещества с более высокой плотностью выпадают в осадок, с более низкой – образуют плёнку на поверхности воды.
С помощью насосов жидкость перемещается в очередной отсек. Здесь находятся бактерии, жизнедеятельность которых поддерживает компрессор. Микроорганизмы (активный ил) разлагают загрязняющие вещества.
В следующей камере ил отделяется от жидкости, а затем поступает в сборный отсек – илонакопитель. Чистая вода откачивается в дренажный колодец.

Это лишь базовые этапы очистки стоков. В зависимости от модели в станциях могут быть присутствовать такие звенья, как:

песколовка — кроме отстаивания, здесь взвешенные вещества удаляются за счёт центробежных сил;
обезвоживатель — уменьшает количество воды в накопленных загрязняющих веществах;
механическая решётка — собирает крупный мусор на начальном этапе очистки;
УФ-обеззараживатель — уничтожает микроорганизмы с помощью ультрафиолетового излучения;
сорбционные фильтры — доочистка: устраняет излишки хлора и специфические загрязнители.

Работа СБО на примере системы серии БИО-Б-П

Данная система рассчитана на очистку стоков при постоянном проживании не более 345 человек. За 1 с через систему проходит 100 м3 стоков. Эффективность очистки в зависимости от вида загрязнителей 97–99,3%.

Базовая комплектация БИО-Б-П состоит из:

КНС (канализационно-насосной системы);
песколовки;
УФ-обеззараживателя;
илонакопителя;
системы биологической очистки;
компрессора;
обезвоживателя.

Процесс следующий:

По входящим патрубкам жидкость попадает в отсек, где задерживается крупный мусор.
Вода собирается в ёмкость, где в дальнейшем она подаётся на очистку порционно (работает КНС).
Стоки попадают в песколовку, а после в блок биологической очистки.
Лишний ил с загрязнителями переходит в сборный блок — илонакопитель, а затем в обезвоживатель.
Вода после биологической очистки переходит в отсек УФ-обеззараживания.
По выходному патрубку очищенные стоки удаляются из системы в место назначения (колодец, водоём и т.д.).

Комплекты оборудования для станции нейтрализации

Станции для нейтрализации сточных вод состоят из многих рабочих модулей: песколовки, резервуары-усреднители, склады реагента, аппараты для приготовления реагента, дозаторы, смесители, камеры реакции, отстойники, накопители, шламовые площадки. Каждый из агрегатов интегрируется в систему по необходимости. Так, если в стоках есть песок – устанавливается песколовка.

Если на предприятии есть и кислотные, и щелочные стоки – минимальное количество усреднителей должно быть не менее двух. И они, согласно нормативам, должны быть доступны для чистки

Подача извести в пределах предприятия должна быть механизирована. Гашение реагента выполняется в специальных машинах, конструкции Руссола и Полякова. Крупные фракции извести должны предварительно дробиться. Известковое молочко приготовляется в мешалках с оборотами лопастей не менее 40 об/минуту. Его концентрация определяется по активности окиси кальция в пределах от 5 до 10%.

Для стоков, содержащих только соляную кислоту продолжительность контакта с реагентом должна быть 5 минут. Если в составе жидкости есть тяжелые металлы, время увеличивается до 30 минут. При повышенной мощности мешалки – уменьшается до четверти часа.

Объемы накопителей зависят от количества осадка при нейтрализации сточных вод. В таблице ниже приведены показатели для нейтрализации стоков известковым молочком с 50-процентной активностью окиси кальция.

Количество осадка, накапливаемого за 1 год от 1м3 нейтрализованной воды
Концентрация кислоты и ионов тяжелых металлов в кг*м3	5	10	15	20	30	40	50
Количество осадка в м3	33	51	65	76	93	108	118

Выбор метода отстаивания осуществляется на основании технико-экономических расчетов. Оборудование должно быть выполнено из материалов, стойких к средам сточных вод на конкретном предприятии. Перед сбросом жидкости в водоем нужно проводить тщательный лабораторный контроль ее состава.

Высокотехнологичные методы химической очистки

К высокотехнологическим методам очистки стоков, относятся методы, использующие в своем технологическом цикле новые разработки, позволяющие при помощи специфического оборудования обеспечить очистку от вредных и ядовитых примесей широкого спектра загрязнителей.

Наиболее прогрессивным и перспективным методом очистки выступает метод озонирования стоков. Озон, при попадании в сточные воды воздействует как на органические так и на неорганические вещества, проявляя при этом широкий спектр действия. Озонирование сточных вод позволяет:

обесцветить жидкость, значительно повысив ее прозрачность;
проявляет обеззараживающий эффект;
практически полностью устраняет специфические запахи;
устраняет сторонние привкусы.

Озонирование применимо при загрязнении воды:

нефтепродуктами;
фенолами;
сероводородными соединениями;
цианидами и производными от них веществами;
канцерогенными углеводородами;
уничтожает пестициды;
обезвреживает поврехностно-активные вещества.

Вдобавок к этому практически полностью уничтожаются опасные микроорганизмы.

Технологически озонирование как метод очистки может быть реализован как в локальных очистных установках, так и в стационарных станциях очистки.

Использование различных методов химической очистки сточных вод приводит к снижению вредных и опасных для человека и экосистем выбросов веществ от 2 до 5 раз, и сегодня именно химическая очистка позволяет добиться наиболее высокой степени очистки воды.

Что такое аппарат вихревого слоя

Аппарат вихревого слоя (АВС) предназначен для ускорения различных физических и химических процессов. Он представляет собой герметичную установку, оснащенную электромагнитным устройством с системой охлаждения, рабочей камерой (диаметр 9-13,6 см) и пультом управления. Внутри рабочей камеры находятся ферромагнитные частицы диаметром 0,5-5 мм и длиной 5-60 мм. Их количество варьируется от нескольких десятков до нескольких сотен штук.

Электромагнитное поле приводит частицы в хаотическое движение. Результативность любого процесса в установке зависит от скорости движения и частоты соударения частиц в камере. На эти показатели способно влиять изменение напряженности электромагнитного поля.

Очистка хозяйственных сточных вод

Хозяйственные сточные воды бытового характера отличаются невысокой степенью органического загрязнения. Хозяйственные сточные воды могут относиться к жилым помещениям или являются продуктом осуществляемой деятельности различных санитарно-гигиенических установок бытового назначения.

Если хозяйственные сточные воды имеют в своём составе значительные загрязнители, их очистка происходит в несколько этапов, как и в предыдущих случаях. Механический метод применяется в самом начале, чтобы утилизировать крупные твердые частицы отходов.

Далее задействуются способы по необходимости. Следует уточнить, что из сточных вод в обязательно порядке удаляются:

взвешенные частицы;
элементы коллоидного типа;
материи, растворившиеся в жидкости;
осадок любого типа;
ил активного подвида, появление которого обуславливается использованием метода биологического очищения.

ЛОС-Р-Н

Так как хозяйственно-производственные примеси могут быть достаточно опасными, сточные воды проходят поэтапный анализ и проверку на выявление загрязнений самого разного типа.

Соли, образующиеся в процессе реакции

В процессе нейтрализации образуются соли с различными показателями растворимости. Этот фактор нужно учитывать для установления остаточной их концентрации в жидкости и объемов осадка.

Растворы некоторых солей
Соли	Растворимость в г на 1 л воды при температуре в град
10	20	30
Сернокислый натрий, гидрат	50	90	194	408
Азотнокислый натрий	730	800	880	960
Углекислый натрий	70	125	215	388
Хлористый натрий	357	358	360	363
Сернокислый кальций (гипс)	1,76	1,93	2,03	2,1
Азотнокислый кальций, гидрат	1021	1153	1293	1526
Хлористый кальций	595	650	745	1020
Углекислый кальций	практически не растворим (1,45*10-2 при t=25°)
Углекислый магний	труднорастворим
Сернокислый магний, гидрат	—	309	355	408

Суммарный объем солей, образующийся при нейтрализации 1 грамма кислоты, приведен в таблице ниже:

Количество образующихся солей и углекислот при нейтрализации серной, соляной и азотной кислоты
Кислоты	Соли и CO₂	Растворимость в г на 1 л воды при температуре в град
Ca(OH)₂	CaCO₃	NaOH	HCO₃¯	CaMg(CO₃)₂
Серная	CaSO₄	1,39	1,39	—	—	0,695
Na₂SO₄	—	—	1,45	—	—
MgSO₄	—	—	—	—	0,612
CO₂	—	0,45	—	0,9	0,45
Соляная	CaCl₂	1,53	1,53	—	—	0,775
NaCl	—	—	1,61	—	—
MgCl₂	—	—	—	—	0,662
CO₂	—	0,61	—	1,22	0,61
Азотная	Ca(NO₃)₂	1,3	1,3	—	—	0,65
NaNO₃	—	—	1,25	—	—
Mg(NO₃)₂	—	—	—	—	0,588
CO₂	—	0,35	—	0,7	0,35

Физико-химические и химические методы очистки

Такие методы эффективны для очистки стоков от растворённых веществ и некоторых взвешенных примесей.

Одним из таких методов является флотация. Этот способ является одновременно и физико-химическим, и механическим. Он позволяет извлечь частицы, которые плохо смачиваются водой (гидрофобные) и поднять их на поверхность вместе с пузырьками газа или жиров. Он применяется в различных областях, а при очистке воды позволяет уменьшить содержание некоторых твёрдых и органических примесей. Метод считается довольно эффективным, так как с его помощью удаляют 9/10 всех примесей.

Применение сорбентов также может использоваться для очистки загрязнённых вод. Адсорбция может быть физической и химической. В качестве сорбентов используют высокопористые материалы: торф, глины, золу и другие.

Коагуляция представляет собой процесс укрупнения частиц за счёт их слипания друг с другом. При этом мельчайшие коллоидные взвеси, которые не удалось удалить механическими способами, превращаются в более крупные частицы, оседающие на дно. Коагуляция может начаться при введении в раствор специальных реагентов (флокуляция, гетерокоагуляция), либо под действием электрического тока (электрокоагуляция).

Метод ионного обмена. Он основан на взаимодействии между ионами загрязняющих веществ и твёрдого вещества – ионита. При очистке сточных вод иногда применяются ионообменные фильтры. Одним из видов ионного обмена является электродиализ. В данном случае вещества перемещаются под влиянием электрического поля, а сам ионный обмен происходит на ионообменных мембранах.

Иногда для очистки вод применяется выпаривание. Оно позволяет увеличить концентрацию растворённых веществ, после чего происходит кристаллизация. Такую очистку можно проводить только при высоких концентрациях загрязняющих веществ.

Эффективность применения нейтрализаторов запаха:

Реагенты Airhitone или Inhitone успешно применяются более 25 лет в коммунальном хозяйстве и промышленности в различных странах, в том числе Франции, Швейцарии, Китае, Алжире, Марокко и за последние 5 лет во многих городах РФ: Москва, Санкт- Петербург, Астрахань, Воронеж, Оренбург и др.

Клиентами фирмы Westrand – специалистами в сфере охраны окружающей среды, проводились серьёзные научные исследования по измерениям содержания сероводорода и меркаптанов после применения средств для удаления запаха типа Airhitone. Их исследования показали, что концентрация газов, вызывающих неприятный запах после применения продуктов типа Airhitone, снижается на 50-98%.

В 2013 году исследования проведены ОАО «НИИ АТМОСФЕРА» на полигоне Северный Санкт–Петербурга, показавшие, что содержание в воздухе меркаптанов снижается до 70%, а интенсивность запаха в целом уменьшается на 40 % и более.

Фильтрация азотной и соляной кислоты

Этот способ эффективен при содержании азотной и соляной кислоты в сточных водах в пределах от 6 до 8 г/л. При более высоких показателях нейтрализующий материал загипсовывается и непригоден к работе. Кроме этого, в водах не должно быть тяжелых солей.

Вертикальные фильтры

На вертикальном фильтре минимальная высота загрузочного материала рассчитывается по формуле Вознесенского:

H = KDn ( 3 + lgb) √v, где:

H – высота загрузки фильтра в см;
D – диаметр зерен загрузочного материала в мм;
b – концентрация кислоты в г-экв/л;
v – скорость фильтрации в м/час;
K и n – эмпирические константы, n – относительно постоянна и равна значению в 1,47, а K – варьируется в пределах от 0,62 до 1,31, и зависит от сорта доломита.

Это справедливо для серной кислоты, для других кислот нужно экспериментально устанавливать эмпирические константы.

Показатели скорости фильтрации обычно располагаются в пределах от 4 до 8 м/ч. Точное значение зависит от высоты загрузочного слоя и концентрации примеси.

Длина горизонтального фильтра определяется по формуле:

l = vt, где:

l – длина фильтра в метрах;
v – скорость движения потока в фильтре в м/сек;
t – продолжительность контакта загрузочного материала и сточной воды в сек.

Стандартные показатели v находятся в пределах: от 0,01 до 0,03 м/сек. Длительность контакта t определяется по формуле:

t = 6KD1,5/ √v ( 3 + lgb), где

D – средний диаметр зерен загрузочного материала в см;
b – концентрация кислоты в г-экв/л;
K – коэффициент, характеризующий активность реагента – доломита.

Горизонтальные фильтры

Горизонтальный фильтр должен располагаться под уклоном, его значения i определяются по формуле:

i = v2
/DS2p2, где:

v – скорость потока воды в см/сек;
D – крупность зерен загрузочного материала в см;
p– порозность загрузки, стандартные показатели: от 0,35 до 0,45;
S – коэффициент, находящийся в зависимости от D в пропорции, рассчитываемой по формуле Избаша: S = 20 – 14/ D.

Соотношение между B – шириной и H – высотой фильтра определяются для каждого конкретного случая индивидуально.

Суммарные потери напора в фильтре устанавливаются по формуле:

h = il.

Площадь поперечного сечения фильтра рассчитывается таким уравнением:

f = qv, где

q – приток сточных вод в м3/сек;
v – скорость фильтрации в м3/сек.

Для установления расхода загрузочного материала за 1 сутки определяется формула:

M = QmC, где

Q – количество нейтрализуемых стоков в сутки в м3/сутки;
C – концентрация кислоты в стоках в г/л или кг/м3;
m – коэффициент стехиометрического соотношения, его значения берутся из таблиц выше.

Поскольку 100-процентное использование загрузочного материала невозможно, то фактическое M_ф превышает расчетное M. Например, при использовании доломита M_ф = 1,5 M.

Расчетная работа фильтра без перезагрузки определяется по формуле:

T = P / M_ф, где:

P – вес загрузочного материала на фильтр.

Рассмотрим пример расчета. Количество нейтрализуемых стоков в сутки составляет 100 м3/сутки. Они загрязнены соляной кислотой в концентрации 5 г/л. Загрузочный материал – известняк с активностью 50%. Требуется определить расход нейтрализатора.

M = 100 х 1,37 х 5 = 685 кг/сутки.

Увеличив на 5% (о чем сказано выше) получим:

M = 685 х 5 = 720 кг/сутки.

Но поскольку активность известняка составляет 50%, делается еще один расчет:

M = 720 / 0,5 = 1440 кг/сутки.

Автоматический дозатор химических реагентов

Использование химических реагентов позволяет вывести в осадок загрязнения, пребывающие в растворенном виде или в виде дисперсионной составляющей. Для достижения лучших результатов очистки растворенные реагенты впрыскиваются в сточные воды в строго необходимом количестве. Их перерасход приводит к значительным экономическим издержкам, а также удорожанию очистных сооружений.

В системах очистки сточных вод, функционирующих на базе Аппаратов Вихревого Слоя, достигается существенная экономия реагентов за счет применения специального узла, который позволяет автоматизировать процесс их подачи в трубопровод. При помощи данного устройства измеряется кислотность, напор и процентная доля металлов на входном и выходном потоке сточных вод. На основании полученных данных выполняются следующие действия:

регулируется количество подаваемых реагентов;
меняется дозировка реагентов в зависимости от текущих показателей процесса и данных, заданных с помощью пульта управления;
регулируется скорость потока входящей жидкости;
переключается слив в резервный отстойник в случае пикового сброса загрязнений или усиления потока до неперерабатываемого уровня;
распределяется поток между несколькими аппаратами вихревого слоя.

Также возможна выдача статистических отчетов показателей сточных вод.

Использование АВС для дезинвазии сточных вод

Обработка сточных вод в аппарате вихревого слоя позволяет добиться удаления гельминтов, кишечной палочки, протея, стафилококков, бактероидов и других анаэробных микроорганизмов. Степень дезинвазии зависит от длительности обработки воды с помощью электромагнитного поля и вихревого слоя ферромагнитных частиц. АВС способствует ускорению процесса дезинвазии и экономии электроэнергии.

Отметим, что аппарата вихревого слоя (АВС) рекомендован к использованию в очистке сточных вод и навоза официальным документом “Ветеринарно-санитарные правила подготовки к использованию в качестве органических удобрений навоза, помета и стоков при инфекционных и инвазионных болезнях животных и птицы”.

Также АВС рассчитан на работу в комплексе с другими видами очистки, что помогает добиться более эффективного результата, включая очистку от органических и цианистых соединений и тяжелых металлов.