Известь – это недорогой щелочной реагент для очистки сточных вод, эффективно нейтрализующий кислоты. Так, с помощью извести сегодня очищают стоки, содержащие в себе серную, соляную, азотную и уксусную кислоту, а также диоксид углерода (углекислоту). В результате образуются удаляемый осадок и осветленная вода, которую можно направлять на повторный производственный цикл или без негативных последствий сбрасывать в окружающую среду.
Как проходит процесс очищения?
Кислотные загрязнения, содержащиеся в сточной воде, могут удаляться известью двумя способами: выпадая в осадок или всплывая на ее поверхность вместе с пузырьками углекислого газа. Во втором случае создается флотационный эффект – такой же, как в сфере обогащения полезных ископаемых.
При взаимодействии с разными кислотами, известь образует несколько разновидностей осадков. В случае с серной кислотой это сульфат кальция, а в случае с азотной и соляной кислотами – хлориды и нитраты кальция. Очистка сточных вод при этом может проводиться двумя основными способами: реагентной обработкой и фильтрацией через материалы-нейтрализаторы.
Реагентная обработка
Этот метод подразумевает добавление в сточные воды нейтрализирующего реагента: негашеной извести CaO или гашеной извести Ca(OH)2. Наибольшую эффективность показывает известковый раствор, или так называемое «известковое молочко» в концентрации 5-10%. Помимо самой извести, в нем также присутствует шлам, улучшающий коагуляцию нерастворимых частиц, в том числе – гидроксидов металлов.
К примеру, растворимость сульфата кальция, выпадающего в осадок при нейтрализации серной кислоты, составляет всего 2 г/л. А растворимость хлоридов и нитратов кальция, образующихся при распаде азотной и соляной кислот, исчисляется сотнями граммов на литр.
Фильтрация через нейтрализующие материалы
Этот метод заключается в установке фильтрующих установок на пути движения сточных вод. Как правило, это горизонтальные фильтры с загрузкой известняка и других щелочных нейтрализаторов. Проходя через фильтр со средней скоростью 1-2,5 метра в секунду, стоки очищаются от кислотных загрязнений, которые распадаются на осаждаемые соединения.
Важнейшее требование, которое нужно выполнять при использовании таких фильтрующих установок – поддержка оптимального уровня кислотности pH = 1-6. При показателе pH = 7 и выше, растворенные соли тяжелых металлов формируют труднорастворимые соединения, забивающие фильтры.
Механизированная подача нейтрализатора
В сфере водоочистки применяется механизированная подача извести в рабочую зону. Высокую эффективность в этом плане демонстрируют аппараты Руссола и Полякова, применяемые для известковой нейтрализации кислот в сточных водах. Сначала известь дробится до порошкообразного состояния, а затем – смешивается с водой с постоянным перемешиванием лопастей со скоростью 40 об/мин. В результате образуется «известковое молочко» оптимальной концентрации и консистенции, подаваемое в рабочую зону беспрерывным потоком.
В «молочко» также могут добавлять дополнительные присадки. Например – ионы железа, которые снижают концентрацию в воде цинка до предельно допустимой (ПДК) и ниже. Без добавления ионов Fe цинкосодержащие растворы не могут нейтрализоваться в нужной степени, и концентрация Zn может превышать критическую отметку в 300 мг/л.
