Фізико-хімічні основи процесу очищення стічних вод

Стічні води повинні очищатися від іонів важких металів (міді, цинку, нікелю і ін). Традиційно воду від з'єднань важких металів очищають шляхом перекладу їх в нерозчинні у воді з'єднання, які потім видаляють відстоюванням, флотацією, фільтрацією і іншими способами розділення твердої і рідкої фаз. Переклад в тверду фазу в основному здійснюють введенням лугу з утворенням гідроксидів, гидроксокарбонатов, карбонатів, а також сульфідних іонів, що приводить до утворення водонерозчинних сульфідів важких металів.

Згідно діючим нормативним документам скидання стічних вод в системи каналізації населених пунктів і у водні об'єкти допустимі у випадках, якщо вони характеризуються величиною рН=6.5 - 8.5.

У тому випадку, коли рН стічних вод відповідає кислій (рН< 6.5) або лужній (рН> 8.5) реакції, стічні води підлягають нейтралізації, під якою розуміють зниження концентрації в них вільних Н+ або ОН - іонів до встановлення рН в інтервалі 6.5-8.5.

Висока концентрація Н+-іонів в стічних водах обумовлена наявністю в них вільних мінеральних кислот (H2SO4, HCL HNO3, HPO3) і в значно меншому ступені органічних. Нейтралізація кислот досягається додаванням різних розчинних у воді лужних реагентів (оксиду кальцію, гідроксидів натрію, кальцію, магнію, карбонату натрію).

Реакція нейтралізації йде по схемі:

H+ + OH - = H2O (1.1)

Високі концентрації ОН - іонів у воді обумовлені надлишком вільних лугів (гідроксидів натрію, калія і лужноземельних металів). Їх нейтралізація досягається додаванням до стічних вод мінеральних кислот (сірчаної, соляної і ін).

Проте, як правило, кислі стічні води, нанесення гальванічних покриттів, що утворюються в процесах, містять також іони заліза і важких металів в концентраціях, що часто набагато перевищують концентрації вільних кислот. Тому практично нейтралізація кислот в чистому вигляді зустрічається вельми рідко. В більшості випадків вона супроводжується реакціями хімічного осадження перетворення іонів металів в важкорозчинні гідроксиди, що випадають в осад.

Утворення гідроксидів йде по схемах:

Ме2+ + 2ОН - Ме (ОН) 2¯ (1.2)

Ме3+ + 3ОН - Ме (ОН) 3¯ (1.3)

Таким чином, при нейтралізації кислих стічних вод їдкі луги витрачаються як на зниження концентрації в них Н+ - іонів, так і на утворення гідроксидів важких металів. У ряді випадків на осадження іонів металів витрачається значно більше реагенту, чим на нейтралізацію вільних кислот.

Для нейтралізації кислих стічних вод можна застосовувати наступні лужні реагенти: оксид кальцію (негашене вапно), гідроксид кальцію (гашене вапно), їдкий натр, карбонат кальцію (вапняк, крейда, мармур), карбонат магнію (магнезит), карбонат натрію (кальцинована сода).

Для нейтралізації стічних вод найчастіше застосовують вапно, яке додають у воду у вигляді грубої суспензії - вапняного молока. При нейтралізації вапном стічних вод, що містять вільну сірчану кислоту і її солі, утворюється сульфат кальцію, який досягши певної концентрації випадає в осад. Присутній у вапняному молоці шлам сприяє коагуляції частинок гідроксидів металу і інших нерозчинних домішок. Розчинність осаду залежить від його структури, яка в свою чергу визначається умовами проведення процесу нейтралізації

Цікаві статті з розділу

Агроекологічний моніторинг грунтів
Актуальність теми: Багато пізніше, вже в XX столітті, в науці виник термін моніторинг для визначення системи цілеспрямованих повторних спостережень за одним або більше елементами навколишнього природ ...

Екологічна оцінка стану навколишнього середовища в басейні річки Дніпро
До найактуальніших проблем сьогодення, що торкаються кожного жителя планети, й від яких залежить майбутнє людства слід віднести проблеми екологічні - проблеми раціонального використання природних ресу ...

Тварини-індикатори забруднення навколишнього середовища
Актуальність. Всі живі організми тісно пов’язані з навколишнім середовищем, яке впливає на їх життя і розвиток. Сучасний глобальний характер впливу людини на біосферу у поєднанні з підвищ ...