Контрол на процесите на пречистване на промишлени отпадъчни води и методите за извличане на вредни вещества от тях
Таблица 1 дава представа за основните методи за пречистване на промишлени отпадъчни води. 2,20 [15].
Много методи за пречистване и пречистване на промишлени отпадъчни води имат обща основа с някои методи за пречистване на градски отпадъчни води.
Препоръчителни методи за третиране на промишлени отпадъчни води
Почистването се извършва в подобни по дизайн съоръжения. Технологичните процеси се описват по същите закони, като се отчитат обаче спецификите на пречистените отпадъчни води; управлявани и контролирани според същите принципи. В тази връзка в този параграф ще се разглеждат само такива методи, които по правило не се използват за пречистване на градски отпадъчни води - неутрализация и осредняване.
Методи за пречистване на отпадъчни води, съдържащи предимно вещества:
I a a) o i 3 *N ® v
Органично с точка на кипене,
Биологични, химични, сорбционни
Механични, химични, сорбционни
Химически (озониране, хлориране), сорбция, окисление в течна фаза с биологична последваща обработка, изгаряне в пещи
Химично, сорбционно, течнофазово окисление с биологична последваща обработка, изгаряне в пещи
Сорбция, течнофазово окисление с биологична последваща обработка, изгаряне в пещи
Механични, сорбционни, изпарителни
Химическо, екстракционно, течнофазово окисление с биологична последваща обработка, изгаряне в пещи
Механично, изпарение, изхвърляне в морето, изхвърляне на земя, сушене в кипящ слой
Екстрактно, течнофазово окисление с различни методи за последваща обработка, изгаряне в пещи
Неутрализационните станции могат да бъдат с непрекъснато или циклично действие. Последните се изграждат в предприятия с малък бройзамърсени отпадъчни води. Станциите за непрекъсната работа включват изравнителни резервоари, оборудвани с устройства за изравняване на концентрациите на замърсители, смесители, реакционни камери, утаителни резервоари или утаители, филтри, устройства за обезводняване на утайки или платформи за утайки, както и единица за подготовка на реагенти и помпени агрегати.
Използват се следните методи за неутрализация: 1) взаимна неутрализация на киселинни и алкални отпадъчни води; 2) неутрализация с реагенти (разтвори на киселини, негасена и гасена вар, калцинирана сода и сода каустик, както и амоняк); 3) филтриране през неутрализиращи материали (натрошен варовик, мрамор и доломит, както и креда, изгорен и неизгорен магнезит).
В табл. 2.21 показва дозите на реагентите, необходими за пълната неутрализация на киселините и основите, съдържащи се в отпадъчните води.
Разход на реагенти (kg/kg) за неутрализиране на киселини и основи
Вар: негасена вар
Забележка.Във фракцията над линията е посочена консумацията на основа, а под линията - консумацията на киселина.
Тъй като йони на тежки метали винаги присъстват в киселинни и алкални отпадъчни води, дозата на реагента трябва да се определи, като се вземе предвид утаяването на соли на тежки метали (Таблица 2.22).
Крайният резултат от неутрализацията на отпадъчните води в съответствие с установените правила се контролира рационално от стойността на pH. Потенциометричната крива на титруване служи като статистическа характеристика на обект, контролиран от стойността на pH. При неутрализиране на отпадъчни води, съдържащи смеси от слаби и силни киселини, основи и техните соли, кривите на титруване (неутрализация) имат ясно изразена ^-образна форма, поради факта, че рН факторът е логаритмичен показател.
Товазначителната нелинейност затруднява използването на pH като контролен параметър за процеса на неутрализация. Това води до факта, че при едно и също увеличение на концентрацията на замърсители в отпадъчните води, промените в потенциала, измерени в различни диапазони на скалата на pH метъра, могат да се различават многократно една от друга. И така, в отпадъчните води с pH » 1, намаляването на съдържанието на сярна киселина с 50 mg/l ще доведе до незначително повишаване на pH (около 0,01 pH единици). Същото намаляване на киселинността при pH = 3 ще доведе до увеличаване на показанията на pH метъра с 4 единици.
Разход на реагенти (kg/kg), необходими за отстраняване на определени метали от отпадъчни води
Наличието на метални катиони в киселинния разтвор значително изкривява формата на кривите на титруване.
Важна роля в динамичните свойства на реакциите на неутрализация играят характеристиките на реагента. В отворени и затворени хетерогенни системи (за пречистване на филтрирана вода) необходимостта от неутрализатор се увеличава няколко пъти в сравнение с хомогенна реакция.
Мярка за динамиката на реакцията на неутрализация може да бъде буферният коефициент, определен по формулата
където Df е промяната в количеството на реагента в mg-eq/dm3; DPH - промяна на pH.
В редица предприятия от химическата промишленост стойността на буферния коефициент може да се променя десетки пъти през годината.
Голямо усложнение при контрола на почистването чрез параметъра pH внася нестационарността на концентрацията на многокомпонентни замърсители. Неутрализирането на такива отпадъчни води дава не една, а много потенциометрични криви на титруване, всяка от които съответства на определено съотношение на концентрациите на компонентите. Следователно само pH не може да се използва за контролиране на неутрализацията на отпадъчните води с много променливо буфериране.
В тезиВ случаите една от възможностите за контролна система на процеса на неутрализация може да бъде комбинираното използване на pH метър и автоматичен титриметър. Определено съотношение на стойностите на pH и общата киселинност или алкалност на първоначалните отпадъчни води характеризира степента на тяхното буфериране. В реални условия, с колебания в концентрацията на реагента и дебита на отпадъчните води, съотношението на дебита на реагента към стойността на рН на първоначалната отпадъчна вода характеризира степента на самонивелиране на процеса на пречистване, ако се поддържа неутрална реакция на пречистената отпадъчна вода на изхода на реактора.
Осредняването на отпадъчните води е метод, използван за изравняване на концентрациите на замърсители и реакцията на околната среда, когато киселинни и алкални отпадъчни води се изхвърлят в приемника за отпадъчни води, както и за изравняване на дебита на заустваните отпадъчни води. Капацитетът на еквалайзерите обикновено съответства на 4-12-часов приток. За да се предотврати утаяването, еквалайзерите често са оборудвани с бъркалки. Понякога за тази цел се подава въздух с интензивност най-малко 2-5 m3 / (h x m2).
Осигурява се ежедневен мониторинг на работата на усреднителя чрез определяне на един или два показателя, например стойността на рН на средата, перманганатната окисляемост и вида на специфичното замърсяване. Препоръчително е да използвате експресни методи. Най-надеждният контрол на процесите на хомогенизиране, както и неутрализиране на отпадъчните води, се постига чрез използването на автоматични измервателни уреди за качество на водата.
Съгласно общия график за вземане на средни дневни проби, 1-2 пъти на всеки 10 дни се извършва пълен анализ на водата на входа и изхода на изравнителя, което позволява да се оцени възможността и ефективността на неговата работа, както и работата на следващите съоръжения.
Един от най-ефективните начини за извличане на отделни компоненти от отпадъчните води (тежки метали, петролни продукти, хлорорганични съединения,Повърхностноактивни вещества, феноли) са сорбция, флотация и ултрафилтрация.
Сорбцията на много примеси от промишлени отпадъчни води се извършва ефективно върху активен въглен. Освен активен въглен като сорбенти се използват глини, торф, дървени стърготини, пепел, йонообменни смоли, железни и алуминиеви оксихидрати и др.
Сорбцията се извършва при статични и динамични условия. В първия вариант сорбентът под формата на трохи или прах се въвежда в пречистената отпадъчна вода; след определено време на контакт сместа се утаява. Вторият вариант включва филтриране на пречистените отпадъчни води през слой сорбент.
Основната технологична характеристика на сорбционния процес е сорбционният капацитет, който се определя от количеството на замърсителите, останали в 1 m3 или 1 kg сорбент. Тази стойност определя общото потребление на сорбента и следователно един от основните разходни елементи за пречистване на отпадъчни води. Отнесено към времето на процеса, стойността на сорбционния капацитет ви позволява да определите обема на сорбционните колони.
Най-трудната част от процеса на сорбция е регенерацията на сорбента. За извличане на сорбирани вещества се използва екстракция с органичен разтворител, промяна на степента на дисоциация на слаб електролит в равновесен разтвор, дестилация на адсорбирано вещество с водна пара и изпаряване на адсорбирано вещество чрез ток на инертен газообразен топлоносител. В някои случаи се извършват химически трансформации на сорбираните вещества, последвани от десорбция.
Контролът на процесите на флотация е подобен на контрола на процесите на утаяване, но включва дефинирането на параметри, специфични за този метод. Така общото и специфичното количество въздух, подаван към флотатора, са фиксирани; налягането, при което се вкарва въздухсграда; обемът на получената пяна и нейният състав. От химичните характеристики най-често се определя променлив показател, например концентрацията на отстранените нефтопродукти. Общ анализ на водата се извършва 1-2 пъти на 10 дни.
Процесът на флотация протича 4-6 пъти по-бързо от утаяването при същата ефективност на отстраняване на замърсителите. По време на флотацията на отпадъчни води, съдържащи около 1 kg/m3 суспендирани твърди вещества, продължителността на флотацията е най-малко 45 минути, а със съдържание на суспендирани вещества 4–7 kg/m3 - най-малко 30 минути [16]. Оптималният специфичен разход на въздух е няколко пъти по-голям от необходимото количество въздух за създаване на условия за плаване на инертни материали с твърди частици (1–1,6 dm3/kg). Въпреки това, големият излишък на въздух може да доведе до натрупване на въздушни мехурчета под слоя утайка, а дебелината на горния слой на утайката - въздуходвижещ се слой, увеличавайки се, може да достигне зоната на хидравлични смущения, създадени от входящите устройства, което ще влоши ефекта на флотация. Поради това височината на слоя натрупана утайка не трябва да надвишава 0,5 m, а натоварването със сухо вещество на 1 m2 водна повърхност във флотатора е ограничено.