Вопрос 6.
Как происходит процесс нейтрализации сточных вод аммиачной водой?
Жидкий аммиак, как и вода, является сильным ионизирующим растворителем, в котором растворяется ряд активных металлов: щелочные, щёлочноземельные, Mg, Al. Растворимость щелочных металлов в жидком NH3 составляет несколько десятков процентов. В жидком аммиаке NH3 также растворяются некоторые интерметаллиды, содержащие щелочные металлы.
Разбавленные растворы металлов в жидком аммиаке окрашены в синий цвет, концентрированные растворы имеют металлический блеск и похожи на бронзу. При испарении аммиака щелочные металлы выделяются в чистом виде, а щелочноземельные — в виде комплексов с аммиаком [Э(NH3)6] обладающих металлической проводимостью. При слабом нагревании эти комплексы разлагаются на металл и NH3.Растворенный в NH3 металл постепенно реагирует с образованием амида:
Для нейтрализации органических жирных кислот применяют смесь извести с 25 % - ной технической аммиачной водой , или известь, содержащую не менее 25 - 30 % активного оксида кальция (NН4ОН)(Аммиак NH3).
Перед нейтрализацией сточных вод, содержащих жирные кислоты, предусматривается устройство отстойника-жироуловителя для выделения парафиновых углеводородов. Конструкцию жироуловителей целесообразно принимать по типу используемых в хозяйственно-бытовой канализации. Расход аммиака определяется с учетом последующей биологической очистки сточщых вод. На одну весовую часть БПКб ( на единицу О2) следует принимать 0.3 весовых части азота. Для нейтрализации используется техническая аммиачная вода 25 % концентрации и известковое молоко 5 - 10 % концентрации, приготовляемое на месте.
Схема установки нейтрализации сточных вод:
1 — смеситель; 2 — погружной датчик; 3 — приборы системы автоматического регулирования;
4 — сборник известкового молока; 5 — насос; 6 — приемная часть дозатора; 7— дозатор; * — исполнительный механизм.
Принципиальная технологическая схема водно-реагентной нейтрализации сточных вод:
1— кислые сточные воды; 2 — щелочные сточные воды; 3 — нейтрализованные стоки; / — песколовка; 2 — усреднители; 3 — смеситель; 4 — контактный резервуар; 5 — отстойник; 6 — уплотнитель осадка; 7 — механическое обезвоживание осадка; 8 — шламовые площадки для обезвоживания осадка (при отсутствии механического обезвоживания); 9 — накопитель обезвоженного осадка; 10 — склад реагентов; 11 — приготовление раствора реагента; 12 — дозаторная реагента.
Аммиак и соли аммония тормозят биологические процессы в водоемах и высокотоксичны для рыб. Кроме того, аммониевые соли в результате биохимических процессов окисляются до нитратов.
Вопрос 7
Что представляет собой процесс обратного осмоса?
Обратный осмос — процесс, в котором с помощью давления принуждают растворитель (обычно вода) проходить через полупроницаемую мембрану из более концентрированного в менее концентрированный раствор, то есть в обратном для осмоса направлении. При этом мембрана пропускает растворитель, но не пропускает некоторые растворённые в нём вещества. Обратный осмос используют с 1970-х при очистке воды, получении питьевой воды из морской воды, получения особо чистой воды для медицины, промышленности и других нужд. С помощью обратного осмоса можно производить концентраты соков без нагрева.
Мембраны, используемые для обратного осмоса, очень чувствительны к загрязнению, для чего механический фильтр для защиты мембраны обязателен. Многие растворённые в воде вещества задерживаются и не проходят через мембрану. Для преодоления осмотического давления на мембране воду подают под давлением около 2…17 атм для фильтрации и опреснения питьевой и солоноватой воды, и 24…70 атм для морской воды.
В системах очистки воды обычно используются синтетические полупроницаемые мембраны. Мембрана задерживает высокомолекулярные загрязнители, но пропускает низкомолекулярные вещества, например такие газы, как кислород, хлор, углекислый газ и пр. Некоторые газы могут определять вкус воды. Очищенная вода может иметь слабокислую реакцию (pH<7) из-за наличия растворенного углекислого газа.
Свойство практически полностью очищать воду от всех примесей лишает её важных микроэлементов (если они в ней были до опреснения). Поэтому добавление необходимых солей в опреснённую воду — следующий шаг в производстве качественной питьевой воды. Вода же для технических нужд, например для полива и мойки, может быть сразу получена на более простых и дешевых мембранах удалением лишь 95 % солей.
В отличие от перегонки, в процессе обратного осмоса, вода практически не нагревается, затраты энергии только на работу насоса. По оценке норвежских специалистов объединение опреснительных установок обратного осмоса и электростанций, использующих осмос, выглядит многообещающе.
Промышленная установка обратноосмотического опреснения включает следующее оборудование: фильтр тонкой очистки воды, система реагентной подготовки, насос высокого давления, блок фильтрующих модулей, датчики и приборы управления.
Основной элемент установки обратного осмоса — полупроницаемая обратноосмотическая мембрана, помещённая в корпус. В неё поступает исходная вода, а отводится два потока — очищенная и обессоленная, которая называется пермеатом, и вода с концентрированными примесями, называемая концентратом, которая сливается. Продавливание воды через мембрану ведётся при высоком давлении, которое создает насос, обычно центробежный многоступенчатый или роторный. Для замедления образования нежелательных отложений на мембранах применяется дозирование ингибитора осадкообразования. Для снятия осадков с поверхности мембран используется система химпромывки. Для контроля качества очистки и рН — проточные измерители солесодержания и рН-метры. Для контроля расхода пермеата и концентрата — проточные расходомеры. Управление системой обратного осмоса можно осуществлять в полуавтоматическом и автоматическом режиме. Проверить качество работы обратноосмотической мембраны можно TDS метром.