2.1.1. Нейтрализация смешением

Взаимную нейтрализацию кислых и щелочных сточных вод осуществляют путем их смешения в стехиометрическом соотношении, которое производят в устройстве, называемом нейтрализатор смешения. Нейтрализатор представляет собой емкость, снабженную мешалкой для перемешивания кислых и щелочных стоков. Перемешивание указанных стоков в нейтрализаторе возможно путем барботирования воздуха. Нейтрализованную воду используют в оборотных системах водоснабжения, а полученные осадки обезвоживают.

2.1.2. Реагентная нейтрализация

Реагенты для нейтрализации кислых сточных вод выбирают в зависимости от вида кислот и их концентрации. Кроме того, учитывают, образуется ли в процессе реакции нейтрализации осадок. Для нейтрализации минеральных кислот применяют любой щелочной реагент, но чаще всего следующие: известь в виде пушонки или известкового молока, а также карбонаты кальция или магния в виде суспензии.

В практике очистки сточных вод доза нейтрализующего реагента обычно принимается на 10 % больше стехиометрического соотношения. Указанные данные представлены в табл. 5.2.

Количество реагентов для нейтрализации сточных вод может быть рассчитано по следующей формуле: ,

где G—количество реагентов, кг; k—коэффициент запаса расхода реагента по сравнению с теоретическим (для известкового молока k=1,1, для известкового теста и сухой извести k=1,5); В — количество активной части в товарном продукте, %; Q- количество сточных вод, подлежащих нейтрализации, м ; а- расход реагента для нейтрализации, кг/кг; А- концентрация кислоты или щелочи, кг/м³. Следует указать, что наиболее дешевым реагентом является гидроксид кальция (известковое молоко) с содержанием активной извести Ca(OH)₂ 5-10%.

При нейтрализации сточных вод, содержащих серную кислоту кальциевыми реагентами, образуется гипс CaSO₄·2Н₂О, растворимость которого в температурном интервале 0-40 °С лежит в пределах 1,76-2,11 г/л. При более высокой концентрации CaSO₄·2H₂O выпадает в осадок, забивая трубопроводы и аппаратуру. Для устранения этого явления рекомендуется промывать трубопроводы чистой водой и увеличивать скорость движения нейтрализованных вод в них. Кроме того, хороший эффект дает введение в сточные воды специальных умягчителей (гексаметафосфат), а также замена металлических трубопроводов на пластмассовые.

2.1.3. Нейтрализация кислых сточных вод путем их фильтрования через нейтрализующие материалы

Данный процесс ведут в горизонтальных или вертикальных фильтрах—нейтрализаторах. При нейтрализации сточных вод, содержащих серную кислоту, ее концентрация не должна превышать 1,5 г/л, так как при большей концентрации поверхность нейтрализующих материалов покрывается слоем гипса, и процесс нейтрализации прекращается.

Схема вертикального доломитового фильтра-нейтрализатора представлена на рис.1. При нейтрализации сточной воды, содержащей серную кислоту на вертикальном фильтре, его высоту определяют по следующей формуле: ,

где Н- высота слоя загрузочного материала, см; К и п- эмпирические константы; b- концентрация кислоты, г-экв/л; d- диаметр зёрен загрузочного материала, мм; V— скорость фильтрования, равная 4-8 м/ч.

Величина п = 1,47; величина К зависит от сорта доломита и лежит в пределах 0,62-1,31. У горизонтальных фильтров скорость течения сточных вод составляет 1-3 м/с.