Химическая очистка сточных вод: современный подход

Вода, попавшая в канализацию  в результате деятельности человека, должна быть очищена от тяжелых металлов и других вредных примесей. Это достигается за счет целого комплекса мероприятий.

По происхождению все сточные воды можно условно разделить на:

  • промышленные;
  • бытовые;
  • осадки (снег, лед и т.п.).

Химическая очистка сточных вод предусматривает использование специальных веществ – реагентов, способных вступать в реакцию с нежелательными компонентами стоков. Среди них можно выделить хлор, марганцовку, соляную и серную кислоты, гидроксид натрия, озон, известь и др.

В большинстве случаев химическую очистку применяют в качестве этапа, предшествующего биологической очистке. Рассмотрим более детально этапы химической очистки сточных вод.

Нейтрализация предусматривает доведение кислотного числа стоков до значения 6,5-8,5. На практике этого можно добиться за счет смешивания кислых и щелочных сточных вод, введения реагентов и процессов фильтрации. Также известен метод поглощения аммикака кислыми водами и растворение газов щелочными.

Окисление – это процесс, который применяется для обеззараживания в случае, когда удаление вредных примесей нецелесообразно. В качестве окислителей используются диоксид хлора, хлорат кальция, кислород воздуха, озон и другие вещества.

Процесс окисления позволяет сделать стоки менее загрязненными и удалить токсины. Считается, что самым эффективным окислителем является фтор. Но этот элемент достаточно агрессивен, из-за чего наладить его массовое практическое использование сложно. Поэтому во многих случаях отдают предпочтение хлору, который позволяет бороться с сероводородом, гидросульфидами, цианидами, метил сернистыми соединениями и т.п.

Электролиз представляет собой окисление стоков при помощи электрохимических методов. Последние демонстрируют высокую эффективность при очистке сточных вод от органических и неорганических соединений.

Но даже при применении хорошо известных и отработанных методов очистки остаются нерешенными ряд проблем: большая длительность процесса, огромные производственные площади, которые необходимо отвести под очистные сооружения, расход реагентов и др. Поэтому вопросы повышения эффективности процессов очистки являются и сегодня актуальными.

Компания GlobeCore предлагает действенное решение – комплектация систем очистки аппаратами вихревого слоя (АВС).

Ферромагнитные частицы, которые находятся в рабочей зоне аппарата вихревого слоя АВС, под воздействием электромагнитного поля совершают интенсивное перемешивание поступающих в реакционную зону реагентов. Под воздействием удара и трения происходит их измельчение до коллоидной степени дисперсности. Образовавшийся коллоидный металл является хорошим восстановителем. Одновременно с образованием коллоидного металла в процессе диспергирования ферромагнитных частиц в вихревом слое идет образование водорода за счет электролиза воды. Оба фактора существенно влияют на реакцию восстановления шестивалентного хрома и других металлов в сточной воде. Эта способность вихревого слоя позволяет значительно сократить расход сернокислого железа на восстановление шестивалентного хрома и даже добиться полного восстановления шестивалентного хрома и других металлов в сточной воде только за счет коллоидного металла и выделяющегося водорода. Процесс восстановления в АВС длиться доли секунды, что обеспечивает возможность непрерывного ведения процесса с большей скоростью. Интенсивное перемешивание реагентов и воздействие электромагнитных полей, а также диспергирование образовавшихся соединений приводит к тому, что образовавшиеся гидроокиси металлов более дисперсны, чем полученные в аппаратах с механическими мешалками. Интересно, что увеличение дисперсности осадков не приводит к замедлению процесса их отстаивания. Наоборот, осаждение частиц твердой фазы после реакции в АВС происходит в полтора-два раза быстрее, чем после реакции в аппарате с мешалкой. Сказывается интенсивная магнитная обработка образовавшейся суспензии, приводящая к изменению поверхностного натяжения на границе жидкость-твердое тело.

Важнейшей особенностью вихревого слоя является тот факт, что после обработки в нем изменяются физико-химические свойства вещества, что в большой степени влияет на химическую активность обрабатываемого продукта.

Применение аппарата с механическими перемешивающими устройствами требует больших производительных площадей и значительных капитальных затрат. Длительность циклического прочеса очистки при использовании данного метода составляет от 30 до 120 минут. В противоположность этому в комплект установки с применением АВС для очистки сточных вод от хрома методом химического восстановителя в щелочной среде при одновременном осаждении хрома и других металлов в виде гидроокисей входят лишь емкости для сернокислого железа и известкового молока с дозаторами, один АВС и фильтр или шламонакопитель-отстойник.