гидролиза и окисления с образованием гидроксида железа. Растворимость карбоната железа 5,79-10- г/л. Остальные продукты нейтрализации, а также избыток вводимых реагентов остаются в растворе, повышая солесодержание нейтрализованных стоков.

На основании стехиометрических соотношений реакций нейтрализации необходимые дозы реагентов могут быть определены по формулам, г/л:

Д..г.п.к.г.п. = (1.67HCl+0,96FeCl2);

ЫагСОа+КгСОз -

ЮО/Сз

-NaCO, - -NaOH =

А, ЮО/Сз

(l,45HCl+0.84FeCl2); (l,IHCl+0,63FeCl2);

Са(ОН)2-ЬСаСОз

IOO/C4 Л,

(0,77НС1+0,44РеС1з),

(5.29)

где/Ci,/С - коэффициент запаса расхода реагента по сравнению с теоретическим;

Ai, Ai-активность товарных реагентов, определяется анализом, %;

НС1 и FeClg - концентрация соляной кислоты и хлорида железа в стоках, определяемая анализом, г/л. Расчетные данные по расходу кислоты для нейтрализации щелочи приведены в табл. 5.9.

Таблица 5.9 Количество кислот, требуемое для нейтрализации 1 г щелочи

Нейтрализация производственных сточных вод реагентами затруднена тем, что состав и приток сточной воды на установку резко колеблются в течение суток. Вместо устройства усреднителей большой вместимости в этих условиях следует применять автоматическое регулирование подачи реагентов. За регулируемый параметр во многих случаях может быть взята величина рН сточной воды. Для измерения рН поступающих сточных вод следует применять погружные датчики, которые в меньшей степени подвержены засорению. Для измерения рН очищенных стоков могут применяться проточные датчики.

Нейтрализация путем смешения кислых стоков со щелочными. Релси-мы сброса сточных вод, содержащих кислоту и отработавшую щелочь, на заводах, как правило, различны. Кислые воды обычно сбрасываются в канализацию равномерно в течение суток и имеют постоянную концентрацию; щелочные воды сбрасываются периодически один или два раза за смену по мере того, как срабатывается щелочной раствор. В связи с этим для щелочных вод часто необходимо устраивать регулирующий резервуар, объем которого должен быть достаточным, чтобы принять суточное количество щелочных вод. Из резервуара щелочные воды должны равномерно выпускаться в камеру, где в результате смещения их с кислыми водами происходит нейтрализация.

Баланс кислых и щелочных сточных вод составляется на период, в течение которого производится выпуск сточных вод от всех цехов и агрегатов, в том числе таких, от которых стоки спускаются периодически.

Нейтрализация стоков путем добавления реагента. Если сточные воды содержат больше кислоты или щелочи, чем может быть нейтрализовано при взаимодействии стоков, то добавляют соответствующие реагенты.

Этим методом наиболее часто пользуются для нейтрализации кислот. Обычно реагентом служат отходы местного производства, в частности шлам химводоочистки ТЭЦ (мел в шламовой воде) и другие отработавшие щелочи.

Для обезвреживания сточных вод, содержащих серную кислоту, и образующихся при травлении металлических изделий используются отходы металлургической промышленности: шлаки сталеплавильного, фер-рохромового и доменного производства. Основными компонентами этих шлаков являются соединения кальция - 30-59% (в пересчете на СаО), до 17% оксида магния и до 39% соединений кремния (в пересчете на ЗЮг). Высокая дисперсность шлаков позволяет использовать их в естественном состоянии, минуя измельчение. Значительно меньшая стоимость шлаков по сравнению с известью обусловливает экономическую целесообразность их использования. Для нейтрализации применяют и другие реагенты. Выбор реагента производится в зависимости от характера нейтрализуемых сточных вод и их концентрации с учетом того, будут ли образующиеся при нейтрализации соли выпадать в виде осадка или оставаться в растворе.

Для нейтрализации минеральных кислот применяют любой щелочной реагент, дающий в растворе гидроксил-ионы ОН"; чаще всего применяют едкие, углекислые и двууглекислые щелочи. Наиболее дешевыми реагентами являются Са(0Н)2 (в виде пушонки или известкового молока), а также карбонаты кальция и магния (в виде дробленого мела, известняка и доломита). Гидроксид натрия и соду применяют только в тех случаях, когда эти реагенты являются отходами местного производства.

В качестве реагентов для нейтрализации органических жирных кислот применяют известь, содержащую не менее 25-30% активного оксида кальция, или смесь извести с 257о-ной технической аммиачной водой (NH4OH). Добавление аммиака способствует последующей биологической очистке этих вод и снижает содержание известкового шлама.

Различают три вида кислотосодержащих сточных вод:

воды, содержащие сильные кислоты (НС1, HNO3), кальциевые соли которых хорошо растворимы в воде; для нейтрализации этих кислот может быть использован любой из указанных выше реагентов;

воды, содержащие сильные кислоты (H2SO4, H2SO3), кальциевые соли которых трудно растворимы в воде;

воды, содержащие слабые кислоты (Н2СО3, СН3СООН).

При нейтрализации сильных кислот, кальциевые соли которых трудно растворимы в воде, эти соли не только выпадают в осадок, но при больших концентрациях могут отлагаться на поверхности нейтрализующего материала, что тормозит ход реакции.

Наиболее часто приходится иметь дело с нейтрализацией серной кислоты; реакция нейтрализации в этом случае в зависимости от применяемого реагента протекает по уравнениям:

H2S04-fCa(OH)2-CaS04+2HaO

Н2504+СаСОз=Са504+Н20+С02.

Растворимость сульфата кальция (гипса) CaS04-2H20 при 18°С составляет 2,02 г/л (в пересчете на CaS04 1,6 г/л). При более высокой концентрации сульфат кальция выпадает в осадок.

при нейтрализации сильных кислот углекислыми солями образующаяся в результате реакции углекислота в свою очередь может вступить в реакцию с избытком СаСОз и привести к образованию гидрокарбоната кальция:

СОгЧ Н20+СаСОз=Са(НСОз)2.

Однако эта реакция протекает медленно, поэтому в течение того времени, в которое практически заканчивается нейтрализация сильных кислот, успевает прореагировать только незначительная часть углекислоты. Так же медленно, как и углекислота, реагируют с карбонатами и другие слабые кислоты.

Теоретическое количество оснований и солей, требуемых для нейтрализации кислоты, приведено в табл. 5.10.

Таблица 5.10

Количество оснований и солей, г, требуемых для нейтрализации 1 г кислоты

Доза реагента определяется из условия полной нейтрализации свободной кислоты и принимается несколько больше расчетной. Так, например, при нейтрализации сернокислотных сточных вод известковым молоком доза активного оксида кальция берется на 10%, а при сухом дозировании - на 50% больще расчетной. Практически принимают: 1 мае. ч. извести на 1,5 мае. ч. серной кислоты и 1 мае. ч. на 1 мае. ч. соляной и азотной кислоты.

Для нейтрализации небольших количеств кислых вод (до 200 мсут-ки) могут быть применены также растворы гидроксида натрия, соды и др.

В качестве реагента известь вводится в виде известкового молока (способ мокрого дозирования) или в виде сухого порошка (способ сухого дозирования); реже применяются мелкодробленый известняк, мел или доломит крупностью зерен не более 0,5 мм (способы сухого дозирования).

При производительности установки более 5 т/сутки нейтрализуемой кислоты при сухом дозировании выгоднее применять в качестве реагента известь-пушонку. Для установок с небольшим суточным количеством поступающей в сток серной кислоты (примерно до 5-7 т/сутки) более рациональной является нейтрализация известковым молоком (рис. 5.33).

В число основных сооружений установки входят: резервуары-усреднители кислых и щелочных стоков 1; камеры реакции-нейтрализаторы 2; отстойники для нейтрализованных сточных вод или накопители 3, являющиеся одновременно отстойниками и емкостью для осадка; сооружения для обезвоживания осадков 4; реагентное хозяйство (дозаторы 5, растворные баки 6, аппараты для гашения извести 7, склад негашеной извести 8).

На складах известь хранится в виде теста или в сухом виде в закрытых бункерах. Храпение сухой извести навалом не допускается.

Подача известкового теста из склада к месту приготовления известкового молока может производиться грейферным краном; подачу сухой извести следует производить закрытыми транспортерами и элеваторами для обеспечения минимального пыления.

Применение гашеной извести для нейтрализации предусматривается