Нейтрализация кислых стоков

Завод ООО «ПЗГО» тепло приветствует всех промышленников и производственников России и Зарубежья, теоретически или практически заинтересованных в таком процессе как нейтрализация кислых стоков и вод предприятий промышленности.

По любым вопросам, касающимся проектирования, изготовления, доставки и монтажа водоочистных станций, пожалуйста, контактируйте с нами любым удобным способом. Вы также можете осуществить быстрый запрос цены, воспользовавшись кнопкой ниже.

Осведомиться о стоимости оборудования или заказать проектирование

Кислоты – огромная группа химических соединений, играющих, без преувеличения, огромную роль во всех биологических и технократических сферах человеческой жизни.

Физический смысл кислот

На сегодняшний день приняты три основных научных концепции – протонная, электронная и катионно-анионная:

1. Концепция Бренстеда-Лоури – протонная теория, определяющая кислоту как молекулярный конгломерат, способный на эмиссию протона (протонирование) соединения-основания. Основанием в разрезе данной категоризации именуется любая молекула, способная акцептировать протон;
2. Теория Льюиса – энергетическая концепция, согласно которой под кислотой может пониматься любое химсоединение с незаполненными электронными орбиталями, молекула со связями полярного характера, карбкатионы, переходно-металлические галоиды;
3. Обобщенная теория российского ученого Михаила Ильича Усановича, объединяющая подходы Бренстеда-Лоури и Льюиса и определяющая кислоту как соединение, принципиально способное эмитировать положительные ионы и акцептировать отрицательные.

^{Гилберт Льюис – отец-основатель "электронной" теории ксилых соединений}

Помимо этого, существует еще множество представлений о кисло-основных взаимодействиях, не нашедших широкого использования в современной химии или утративших актуальность из-за неправильности изначальных представлений ученых 18-19 веков (водородная, кислородная, электролитическая теория и некоторые другие).

Резюмируя, стоит отметить, что категоризация по Льюису является более распространенной, популярной и обобщенной теорией, описывающей большее количество соединений.

Впрочем, нужно уточнение: ни один из вышеописанных подходов не является абсолютно «идеальным», поскольку практически ежедневно химиками открываются все новые соединения, которые не подпадают ни под одну из вышеописанных систем, проявляя, тем не менее, свойства окислителя.

^{Таблица растворимости в воде некоторых кислот, оснований и солей}

Образование кислых стоков

В то время как в одних областях присутствие кислых соединений обеспечивает протекание множественных «полезных» реакций, существует немало ситуаций, когда они оказывают и крайне негативное влияние на здоровье, экологию и промышленное оборудование.

^{Даже небольшое изменение уровня pH естественной природной среды приводит к ужасающим для экологии последствиям}

В рамках текущей страницы мы рассмотрим именно те случаи, когда присутствие кислот неоправданно, нежелательно или вредно. Так, образование кислых сточных вод в значительных количествах образуется в следующих отраслях промышленности.

Таблица: использование кислот в различных производственных и обрабатывающих сферах

Помимо представленных в таблице, слабо концентрированные кислотные сливы в значительных количествах образуются в результате работы воздухо- и газоочистного оборудования мокрого типа действия (жидкие шламы химических абсорберов, газопромывателей, скрубберов).

Вопреки расхожему мнению, многие кислоты могут существовать и в твердом состоянии, (например, вольфрамовая, борная, ортофосфорная, а также известная всем кулинарам лимонная кислота).

Как видно, предочистка и очистка кислотных стоков требуется на множестве предприятий, участков, заводов, фабрик. Прямой выброс в канализацию химикалий не только вредит экологической обстановке, но и значительно снижает срок службы промышленной канализации (трубопровода), а также вспомогательного оборудования, контактирующего со сточными сбросами (насосы, компрессоры, фильтры, буферные баки-усреднители).

^{Промышленный сливной трубопровод после длительного контакта с канализационной средой – химикалии полностью разрушили стенки трубы}

Помимо прочего, несоблюдение санитарных и гигиенических норм сливаемых водных масс может вызвать серьезные проблемы с природоохранными организациями и законом в целом.

Типы кислотных стоков

В общем, все кислотные выбросы можно подразделить на несколько групп – согласно их активности и химическим свойствам.

• Сильные – способны создавать в результате реакции кальциевые соли;
• Слабые – неспособны на образование кальциевых солей;
• Имеющие хорошую водную растворимость, (например, азотная, ортофосфорная, серная);
• Имеющие недостаточно хорошую растворимость, (например, кремниевая).

С точки зрения очищения сред от кислых стоков особую проблему представляют растворы, активно реагирующие с водой. Интенсивная и быстрая реакция нейтрализации способствует избыточному осаждению солей на микрочастичках агента, что замедляет общий ход реакции.

Таблица с типичными примерами взаимной нейтрализации

Методы нейтрализации кислых сред и принципиальная схема работы водоподготовительных установок

Существует два основных метода нейтрализации стоков кислотных выбросов: перемешивание со щелочными водами и взаимная реакция ассоциации с отдельным реагентом.

Перед тем как продолжить, следует сделать сноску по органической номенклатуре кислот:

1. Органические – это соединения, содержащие углерод и участвующие в биологических процессах; имеют устоявшиеся, простые названия (уксусная, муравьиная, щавелевая, лимонная);
2. Неорганические (минеральные) – не содержат углерода, но проявляют все свойства кислот (хлорная, соляная, азотная, серная).

Нижеперечисленные методы нейтрализации одинаково эффективны для кислых сред как органической, так и неорганической природы.

Смешивание

Смешивание водных масс, загрязненных щелочными и кислотными стоками: этот вариант наиболее удобен в тех случаях, когда производственные циклы организации предполагают побочную выработку обоих компонентов.

Фактически, и смешивание, и ассоциация имеют схожую природу – имеет место образование в качестве продуктов реакции солей и воды – особенность заключается лишь в технологическом подходе обеспечения процесса.

Количество сливаемых активных химикалий основного и кислотного характера на производствах, как правило, неравномерно по объему, поэтому водоочистные установки, работающие по данному методу, обычно оснащаются буферными емкостями.

^{Загрязненные водные выбросы с угольной шахты}

Взаимная нейтрализация кислотных и щелочных стоков

Под этим понятием подразумеваются нейтрализационные мероприятия, осуществляемые путем добавления более концентрированного щелочного реагента, например, KOH (едкое кали), NaOH (едкий натр). Данный подход эффективен в случае выработки предприятием только кислых сливов.

Рассмотрим процесс на примере такого оборудования как система очистки стоков «ШВ-600» – установка доступна к расчету и приобретению на нашем заводе.

Сердце системы «ШВ-600» – 600-литровый бак-реактор, в который заливается отработанная жидкость, (обычно – вода), чей водородный показатель pH смещен в красную зону диаграммы.

^{Линейная шкала-диаграмма кислотности (pH) от 0 до 14. На текущий момент открыто множество соединений, которые выходят за границы данной диаграммы (с обеих сторон).}

Система автоматически анализирует pH сточной воды и через насос-дозатор подает в бак – в строго определенном количестве – щелочной раствор требуемой концентрации. Параллельно включается мешалка.

Концентрация раствора измеряется в режиме онлайн датчиками pH, и система работает до тех пор, пока сток не будет соответствовать заданным параметрам. После этого мешалка выключается, и очищенная среда выбрасывается центробежным насосом в канализацию. По этому же принципу функционируют и другие станции модельного ряда «ШВ».

^{Общий вид установки: 1 – емкость для щелочного реагента, 2 - емкость для кислого реагента, 3 - бак-реактор, 4 - отстойник (опциональный элемент)}

Преимущества данных систем – в относительной простоте, эффективности, доступной стоимости, компактности и надежности, что делает их привлекательным выбором водоочистки для большинства существующих промышленных участков, где требуется быстрая, бесперебойная и качественная нейтрализация кислотных стоков.

Прочие схемы нейтрализации сточных вод

Заметим, что кроме вышеописанных, существуют и другие способы приведения pH сточных водных выбросов к нормам, закрепленных в ГОСТ, ГН и СанПин:

• Озонирование;
• Электрохимическое воздействие;
• Радиационная обработка;
• Осушение (выпаривание, перегонка);
• Насыщение газами и др.

Помимо прочего, стоит упомянуть и промышленный мутуализм некоторых предприятий, которые могут вести крайне эффективное сотрудничество, выгодно «обмениваясь» отходами своих производств. Примером подобной кооперации может служить поставка шламов (или зольных отвалов) теплоэлектростанций (синтетический гипс) на металлургические участки, использующие H₂SO₄.

Получаемый в результате такого взаимодействия сульфат кальция может быть на партнерских условиях поставлен третьей стороне – для изготовления гипсовых изделий, штукатурных составов, пиротехнической продукции и др.

Производство оборудования

По любым вопросам, касающимся индивидуального изготовления промышленных систем очистки или нейтрализации кислых стоков, пожалуйста, без промедления обращайтесь в Клиентский отдел ООО «ПЗГО» любым удобным способом. Мы понимаем с полуслова.