Οξειδωτικές μέθοδοι επεξεργασίας λυμάτων

Οξειδωτική μέθοδος επεξεργασίας λυμάτων

Η οξειδωτική μέθοδος χρησιμοποιείται στην επεξεργασία νερού και στη διάθεση των βιομηχανικών λυμάτων που περιέχουν τοξικές ακαθαρσίες (κυανίδια, φαινόλες), καθώς και για την εκχύλιση ουσιών από λύματα που δεν μπορούν ή δεν είναι σκόπιμο να εξαχθούν με άλλες μεθόδους.

Η μέθοδος εφαρμόζεται στις ακόλουθες βιομηχανίες:

- μηχανική (στα καταστήματα ηλεκτρολυτικής).

- εξόρυξη (στους συγκεντρωτές) ·

- πετροχημικών (σε διυλιστήρια και πετροχημικά εργοστάσια) ·

- πολτού και χαρτιού και άλλα.

Η απολύμανση είναι το τελικό στάδιο της επεξεργασίας αστικών λυμάτων. Η απελευθέρωση ακόμη και των βιολογικώς επεξεργασμένων λυμάτων σε υδατικά συστήματα συνδέεται αναπόφευκτα με την απειλή εισαγωγής παθογόνων βακτηρίων και ιών που προκαλούν εντερικές λοιμώξεις σε αυτά. Από την πρακτική της επεξεργασίας λυμάτων είναι γνωστό ότι ο αριθμός των βακτηρίων στην ομάδα του Escherichia coli μειώνεται κατά 30-40% κατά την αρχική καθίζηση και κατά 90-95% μετά τις δευτερεύουσες δεξαμενές καθίζησης. Ως εκ τούτου, για την πλήρη απελευθέρωση των λυμάτων από παθογόνα βακτήρια και ιούς, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν ειδικές μέθοδοι απολύμανσης.

Χλωρίωση, οζονίωση και υπεριώδης ακτινοβολία χρησιμοποιούνται για την απολύμανση (απολύμανση) λυμάτων. Τα αντιδραστήρια (οξειδωτικά) είναι το χλώριο, το όζον, το τεχνικό οξυγόνο και το οξυγόνο του αέρα.

1) Η χλωρίωση είναι η πιο συνηθισμένη μέθοδος απολύμανσης και είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική έναντι παθογόνων βακτηρίων. Το αέριο χλώριο και τα παράγωγά του (χλωρίνη, υποχλωριώδες ασβέστιο και νάτριο, λευκαντικό, διοξείδιο χλωρίου) χρησιμοποιούνται ως απολυμαντικό.

Η χλωρίωση χρησιμοποιείται επίσης για την απομάκρυνση φαινολών, κυανιδίων, υδρόθειου και άλλων ενώσεων από λύματα, για την καταπολέμηση της βιολογικής ρύπανσης των δομών. Το χλώριο παρέχεται στην παραγωγή σε υγρή μορφή με περιεκτικότητα τουλάχιστον 99,5%.

Το υποχλωριώδες οξύ HC10 έχει την ίδια οξειδωτική ικανότητα με το χλώριο. Ωστόσο, οι οξειδωτικές του ιδιότητες εκδηλώνονται μόνο σε όξινο περιβάλλον. Επιπλέον, το υποχλωριώδες οξύ είναι ένα ασταθές προϊόν - αποσυντίθεται με το χρόνο και υπό το φως.

Άλατα υποχλωριώδους οξέος χρησιμοποιούνται ευρέως. Υποχλωριώδες ασβέστιο Ca (C10)2 Διατίθεται σε τρεις βαθμίδες με συγκέντρωση ενεργού χλωρίου από 32 έως 35%. Το πιο σταθερό άλας του υποχλωριώδους νατρίου είναι το NαOCl * 5Η2Ο.

Οξείδιο χλωρίου (IV) С102 - αέριο χρώματος πρασινωπού-κίτρινου, καλά διαλυτό στο νερό, ισχυρό οξειδωτικό μέσο. Όταν αλληλεπιδρούν με το νερό, δεν προχωρούν οι αντιδράσεις χλωρίωσης, γεγονός που εξαλείφει τον σχηματισμό οργανοχλωρικών ουσιών. Πρόσφατα, πραγματοποιήθηκαν εκτενείς εξελίξεις για τη διευκρίνιση των συνθηκών αντικατάστασης του χλωρίου με οξείδιο του χλωρίου ως οξειδωτικού παράγοντα. Σε πολλά ρωσικά εργοστάσια έχουν εισαχθεί προηγμένες τεχνολογίες που χρησιμοποιούν οξείδιο του χλωρίου.

Η μέθοδος χλωρίωσης των λυμάτων έχει σοβαρά μειονεκτήματα, καθώς και υγειονομικούς και περιβαλλοντικούς περιορισμούς.

Α) Μεγάλος χρόνος επαφής χλωρίου με νερό για να επιτευχθεί απολυμαντικό αποτέλεσμα και υψηλές αρχικές συγκεντρώσεις ενεργού χλωρίου. Το χλώριο που προστίθεται στα λύματα πρέπει να αναμειγνύεται καλά με αυτό και στη συνέχεια να έρχεται σε επαφή με τα λύματα για τουλάχιστον 30 λεπτά, μετά το οποίο η ποσότητα του υπολειπόμενου χλωρίου πρέπει να είναι τουλάχιστον 1,5 mg / l. Για να επιτευχθεί αυτή η τιμή, η αρχική δόση του ενεργού χλωρίου είναι, σύμφωνα με τις απαιτήσεις του SNiP, δεκάδες mg / l.

Για να μειωθεί η μορφή Coli κατά 99,9%, απαιτούνται οι ακόλουθες δόσεις χλωρίου, mg / l:

- μετά από μηχανικό καθαρισμό - 10;

- μετά από χημικό καθαρισμό - 3 - 10;

- μετά από πλήρη και ελλιπή βιολογική επεξεργασία - 3 και 5,

- μετά το φιλτράρισμα σε φίλτρα άμμου - 2 - 5.

Η μονάδα χλωρίωσης αερίου χλωρίου έχει μονάδα χλωρίωσης, αναμικτήρα και δεξαμενές επαφής.

Β) Η έλλειψη της απαραίτητης επιδημικής ασφάλειας για ιούς με δόση υπολειπόμενου χλωρίου 1,5 mg / l.

Β) Υψηλός βαθμός τοξικότητας του χλωρίου. Το χλώριο είναι ένα πολύ τοξικό αέριο, είναι αρκετά δύσκολο να εργαστεί κανείς μαζί του.

D) υψηλό κίνδυνο έκρηξης αποθήκευσης υγρού χλωρίου.

Ε) Σχηματισμός σε φυσικό νερό κατά την επαφή με ενώσεις χλωρίου χλωριούχου οργανοχλωρίου σε συγκεντρώσεις που είναι τοξικές για τους οργανισμούς του ύδατος και του ανθρώπου. Όταν απελευθερώνεται στο νερό, η υδρόλυση του χλωρίου συμβαίνει με το σχηματισμό υδροχλωρικού οξέος. Τα βιολογικά επεξεργασμένα αστικά λύματα, που έχουν επίπεδα BOD 15-20 mg / l, φέρουν επαρκή ποσότητα οργανικών ενώσεων διαφόρων κατηγοριών ικανών να οξείδωσης. Με ορισμένες οργανικές ουσίες που υπάρχουν στο διάλυμα, το χλώριο μπορεί να εισέλθει σε μια αντίδραση χλωρίωσης.

Ως αποτέλεσμα, οργανοχλωριούχα σχηματίζονται δευτερεύοντα προϊόντα που έχουν υψηλό βαθμό τοξικότητας, μεταλλαξιογένεσης και καρκινογένεσης, μπορεί να συσσωρεύονται στα ιζήματα πυθμένα, τους ιστούς των υδρόβιων οργανισμών και, τελικά εισέλθουν στον ανθρώπινο οργανισμό. Αυτό απαιτεί την αποχλωρίωση των λυμάτων πριν από την απελευθέρωσή τους σε δεξαμενές. Ως εκ τούτου, πρόσφατα υπήρξε μια τάση να εγκαταλειφθεί η απολύμανση του νερού με χλώριο και η χρήση εναλλακτικών μεθόδων.

2) οζονισμού χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό του νερού αποβλήτων από φαινόλες, πετρελαίου, υδρόθειο, ενώσεις αρσενικού, επιφανειοδραστικά, κυανίδια, βαφές, καρκινογόνες αρωματικοί υδρογονάνθρακες, φυτοφάρμακα, et αϊ., Καθώς και για τη λεύκανση και απολύμανση του πόσιμου νερού, απομάκρυνση των οσμών και γεύσεων.

Το όζον είναι ένας από τους ισχυρότερους οξειδωτές. Παράγεται σε γεννήτριες από οξυγόνο αέρα υπό την επίδραση ηλεκτρικής εκφόρτισης. Για την οξείδωση, το μίγμα όζοντος-αέρα εισάγεται στο νερό, στο οποίο διαχωρίζεται το όζον. Το όζον είναι απολυμαντικό, χρησιμοποιείται για την ομαλοποίηση της μικροβιολογικής σύνθεσης του νερού.

Τα πλεονεκτήματα της μεθόδου οζονισμού περιλαμβάνουν:

Α) Το όζον έχει υψηλή βακτηριοκτόνο δράση και παρέχει αξιόπιστη απολύμανση νερού, ακόμη και σε σχέση με τα βακτήρια που σχηματίζουν σπόρια. Λόγω της ισχυρής οξειδωτικής του ικανότητας, το όζον καταστρέφει τις κυτταρικές μεμβράνες και τους τοίχους. Η επεξεργασία των λυμάτων με όζον στο τελικό στάδιο επιτρέπει την επίτευξη υψηλότερου βαθμού καθαρισμού και την εξουδετέρωση διαφόρων τοξικών ενώσεων.

Β) Το όζον δεν σχηματίζεται σε ενώσεις νερού όπως το οργανοχλωρίδιο. Μετά την αντίδραση με τη χρήση του όζοντος, σχηματίζεται οξυγόνο και το νερό δεν μολύνεται από πλευρικές ουσίες.

Γ) Το όζον βελτιώνει τις οργανοληπτικές ιδιότητες του νερού και παρέχει βακτηριοκτόνο αποτέλεσμα με μικρότερο χρόνο επαφής. Κατά την επεξεργασία του νερού με το όζον, οι παθογόνοι μικροοργανισμοί πεθαίνουν χιλιάδες φορές πιο γρήγορα από ό, τι όταν είναι χλωριωμένο.

Ωστόσο, η εκτεταμένη εισαγωγή της οζονίωσης στην πρακτική της επεξεργασίας των υδάτων εμποδίζει το υψηλό κόστος και την ενεργειακή ένταση της διαδικασίας παραγωγής όζοντος. Δεν πρέπει να αποκλειστεί και ο κίνδυνος αρνητικής επίδρασης του όζοντος στο ανθρώπινο σώμα.

3) Η υπεριώδης ακτινοβολία έχει εισαχθεί με επιτυχία στην πρακτική της απολύμανσης των λυμάτων τα τελευταία 10 χρόνια. Η πρώτη εγκατάσταση δημιουργήθηκε το 1982 στον Καναδά. Στη Ρωσία, οι εγκαταστάσεις άρχισαν να χρησιμοποιούνται από το 1991. Από το 2000, οι εγκαταστάσεις λειτουργούν στον σταθμό αερισμού Zelenograd (περιοχή Μόσχα), στα εργοστάσια επεξεργασίας λυμάτων στην πόλη Samara, Tolyatti και σε άλλες πόλεις.

Η απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία αναφέρεται σε φυσικές μεθόδους (χωρίς αντιδραστήριο). Ταυτόχρονα, χρησιμοποιούνται βακτηριοκτόνοι λαμπτήρες υδραργύρου-χαλαζία υψηλής ή χαμηλής πίεσης.

Τα πλεονεκτήματα της μεθόδου περιλαμβάνουν:

Α) Ευρύ φάσμα αντιμικροβιακής δράσης. Οι υπεριώδεις ακτίνες έχουν έντονο βιοκτόνο αποτέλεσμα σε διάφορους μικροοργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων, των ιών και των μυκήτων. Η ακτινοβολία UV επηρεάζει όχι μόνο τη βακτηριακή χλωρίδα, αλλά και τα βακτηριακά σπόρια.

Β) Δεν υπάρχει κίνδυνος υπερδοσολογίας. Αυτή η μέθοδος δεν απαιτεί την εισαγωγή χημικών αντιδραστηρίων στο νερό. Το βακτηριοκτόνο αποτέλεσμα των υπεριωδών ακτίνων δεν συνοδεύεται από το σχηματισμό επικίνδυνων προϊόντων μετασχηματισμού χημικών ουσιών στο νερό.

Γ) Ένας σύντομος χρόνος επαφής των υπεριωδών ακτίνων με τα λύματα (αναφέρεται στα τεχνολογικά πλεονεκτήματα της μεθόδου). Η βακτηριοκτόνος ακτινοβολία δρα σχεδόν ακαριαία και επομένως το νερό που έχει περάσει από την εγκατάσταση μπορεί να εισέλθει αμέσως στη δεξαμενή.

D) Επιτάχυνση της διαδικασίας οξείδωσης των ακαθαρσιών σε βιομηχανικά απόβλητα κατά 100 - 10.000 φορές.

Δ) Η απουσία τοξικών επιδράσεων στους υδρόβιους οργανισμούς.

Ε) Διατήρηση των οργανοληπτικών ιδιοτήτων του νερού.

Ωστόσο, η σωστή υγιεινή και η αξιοπιστία της απολύμανσης παρέχονται μόνο με μια ορισμένη ποιότητα των λυμάτων.

Η διαδικασία καθαρισμού μπορεί να επιταχυνθεί σημαντικά με τη συνδυασμένη χρήση όζοντος και υπεριώδους ακτινοβολίας των λυμάτων.

Κατά την απολύμανση των λυμάτων πριν από την απελευθέρωσή τους σε υδατικό σύστημα στο Vodokanal OSK MUP, Khabarovsk Vodokanal, χρησιμοποιείται σήμερα η μέθοδος χλωρίωσης. Για την επίτευξη των τυπικών δεικτών ποιότητας των λυμάτων για όλους τους ρύπους, προτείνεται η εισαγωγή φίλτρων βιοσυσσωρεύσεως με περαιτέρω απολύμανση στο φυτό UV. Ταυτόχρονα, λαμβάνεται ως βάση το σχήμα του σταθμού UV-απολύμανσης, το οποίο χρησιμοποιείται στο εργοστάσιο επεξεργασίας λυμάτων Novo-Lyubertsy στη Μόσχα.

Για τη φόρτωση βιοσυσσωρευτών, χρησιμοποιείται ενεργός άνθρακας με μέγεθος σωματιδίων 1 - 2 mm. Τα φίλτρα λειτουργούν σε αναερόβιες συνθήκες με το σχηματισμό βιοφίλμ για την απομάκρυνση οργανικών ουσιών, ενώσεων αζώτου, προϊόντων πετρελαίου και φαινολών. Ως πηγές βακτηριοκτόνου ακτινοβολίας σε εγκαταστάσεις της σειράς UV, χρησιμοποιούνται λαμπτήρες υδραργύρου DB 36 που παράγονται από την εγχώρια βιομηχανία. Ως αποτέλεσμα της εισαγωγής ενός νέου εξοπλισμού καθαρισμού, το φορτίο στη λεκάνη θα μειωθεί σημαντικά. Cupid, η οποία θα βελτιώσει την περιβαλλοντική κατάσταση στην περιοχή του Khabarovsk.

3.3. Μέθοδος ανάκτησης για επεξεργασία λυμάτων

Η μέθοδος ανάκτησης χρησιμοποιείται για την επεξεργασία λυμάτων από μεταλλικές ενώσεις (υδράργυρος, χρώμιο, αρσενικό, χαλκό), νιτρώδη, νιτρικά, θειικά, κλπ. Για κάθε ουσία, χρησιμοποιείται η δική της μέθοδος μείωσης και οι αντίστοιχοι αναγωγικοί παράγοντες. Επί του παρόντος, υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία μεθόδων ανάκτησης.

Ηλεκτρονική βιβλιοθήκη

Για τον καθαρισμό των λυμάτων χρησιμοποιώντας τα ακόλουθα οξειδωτικά και υγροποιημένα αέρια χλώριο, διοξείδιο του χλωρίου, λεύκανση σκόνη, και υποχλωριώδες ασβέστιο, υπερμαγγανικό κάλιο, διχρωμικό κάλιο, υπεροξείδιο του υδρογόνου, το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, υπεροξοθειικού οξέος, όζον, κλπ πυρολουσίτη.

Στη διαδικασία οξείδωσης, οι τοξικές ακαθαρσίες που περιέχονται στα λύματα μετατρέπονται σε λιγότερο τοξικές χημικές ουσίες ως αποτέλεσμα χημικών αντιδράσεων και στη συνέχεια απομακρύνονται από το νερό. Ο καθαρισμός με οξειδωτικούς παράγοντες συσχετίζεται με υψηλή κατανάλωση αντιδραστηρίων και ως εκ τούτου οι μέθοδοι οξείδωσης χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου ουσίες που ρυπαίνουν απόβλητα δεν είναι πρακτικές ή δεν μπορούν να απομακρυνθούν με άλλα μέσα, π.χ. όταν καθαρίζονται από ενώσεις κυανίου, διαλυμένες αρσενικές ενώσεις κλπ.

Η ικανότητα των ουσιών να διεξάγουν οξείδωση καθορίζεται από το μέγεθος του οξειδωτικού δυναμικού. Από όλα τα οξειδωτικά που είναι γνωστά στη φύση, το φθόριο είναι το πρώτο, το οποίο, ωστόσο, λόγω της υψηλής επιθετικότητας του δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην πράξη. Για άλλες ουσίες, το μέγεθος του οξειδωτικού δυναμικού είναι: για το όζον - 2,07. για το χλώριο - 0,94. για το υπεροξείδιο του υδρογόνου - 0,68. για το υπερμαγγανικό κάλιο - 0,59.

Το χλώριο και οι ουσίες που περιέχουν "ενεργό" χλώριο είναι οι πιο κοινές οξειδωτικές ουσίες. Χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία λυμάτων από υδρόθειο, υδροσουλφίδιο, ενώσεις μεθυλο-θείου, φαινόλες, κυανίδια κλπ. Όταν προστίθεται χλώριο στο νερό, σχηματίζονται υποχλωριώδη και υδροχλωρικά οξέα:

Περαιτέρω διάσπαση υποχλωριώδους οξέος συμβαίνει, ο βαθμός του οποίου εξαρτάται από το ρΗ του μέσου. Σε pH> 4, το μοριακό χλώριο είναι σχεδόν απουσιάζει:

Ποσό (Cl2 + HOCl + Ocl -) ονομάζεται ελεύθερο "ενεργό" χλώριο. Παρουσία ενώσεων αμμωνίου, υποχλωριώδες οξύ, χλωραμίνη (ΝΗ2C1) και διχλωροαμίνη (NHCl2). Το χλώριο με τη μορφή χλωραμινών ονομάζεται δεσμευμένο "ενεργό" χλώριο.

Το Σχ. 1.21. Σχέδιο εγκατάστασης για τον καθαρισμό του νερού με χλωρίωση:

1 - μέσος όρος. 2, 5 - αντλίες, 3 - μπεκ ψεκασμού, 4 - χωρητικότητα

Η διαδικασία χλωρίωσης διεξάγεται σε περιοδικούς και συνεχείς χλωριωτές, πίεση και κενό. Η χλωρίωση πραγματοποιείται στη δεξαμενή 4 (Εικ. 1.21). Στον εγχυτήρα 3, το αέριο χλώριο συλλαμβάνεται από τα λύματα που κυκλοφορούν στο σύστημα μέχρις ότου επιτευχθεί ο επιθυμητός βαθμός οξείδωσης.

Όταν εξουδετερώνεται το νερό από τα κυανίδια, η διαδικασία διεξάγεται σε αλκαλικό μέσο με pH> 9. Τα κυανίδια μπορούν να οξειδωθούν στο στοιχειακό άζωτο και το διοξείδιο του άνθρακα:

Πηγές "ενεργού" χλωρίου μπορούν επίσης να είναι λευκαντικά, υποχλωριώδη, χλωρικά, διοξείδιο χλωρίου. Το λευκαντικό παράγεται με την αλληλεπίδραση του χλωρίου με ασβέστιο που έχει υποστεί σβήσιμο:

Το υποχλωριώδες νάτριο σχηματίζεται περνώντας από αέριο χλώριο μέσω αλκαλικού διαλύματος:

Το υποχλωριώδες ασβέστιο παρασκευάζεται με χλωρίωση του ασβέστου σε θερμοκρασία 25... 30 ° C:

Για την επεξεργασία των λυμάτων με υψηλό βαθμό μόλυνσης, η βιομηχανία παράγει το διβασικό άλας του Ca (C1O2) 2Ca (OH) 2∙ 2H2Ο.

Ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας είναι το χλωριούχο νάτριο NaClO2, η οποία αποσυντίθεται με την απελευθέρωση του διοξειδίου του χλωρίου ClO2. Το διοξείδιο του χλωρίου είναι ένα δηλητηριώδες αέριο πρασινοκίτρινο με μια πιο έντονη οσμή από το χλώριο. Για να ληφθεί αυτό, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες αντιδράσεις:

Όταν το κυάνιο οξειδώνεται με "ενεργό" χλώριο, η διαδικασία μπορεί να διεξαχθεί σε ένα στάδιο για να ληφθούν κυανικά άλατα:

Η οξείδωση των κυανιδίων σε κυανικά άλατα οφείλεται στο ατομικό οξυγόνο κατά τη στιγμή του διαχωρισμού του από τον οξειδωτικό παράγοντα.

Ο ρυθμός υδρόλυσης εξαρτάται από το ρΗ του μέσου. Σε ρΗ = 5,3, περίπου το 80% των κυανικών ενώσεων υδρολύονται ανά ημέρα. Σε μια διαδικασία δύο σταδίων, τα κυανίδια οξειδώνονται σε Ν2 και CO2. Στο πρώτο στάδιο, η διαδικασία προχωρά σύμφωνα με την αντίδραση (1.12). Στο δεύτερο στάδιο, εισάγεται μια επιπλέον ποσότητα οξειδωτικού παράγοντα και η αντίδραση προχωρά σύμφωνα με την εξίσωση:

Η ταχύτητα της διαδικασίας οξείδωσης επιταχύνεται με την εισαγωγή καταλυτών - μεταλλικών οξειδίων μεταβλητής σθένος.

Κατά τη διάρκεια των αντιδράσεων, το pH διατηρείται εντός της περιοχής 8... 11. Ο έλεγχος της οξειδωτικής πληρότητας διεξάγεται με υπολειμματικό "ενεργό" χλώριο, η συγκέντρωση του οποίου πρέπει να είναι τουλάχιστον 5... 10 mg / l.

Το προϊόν λεύκανσης περιέχει έως και 33% "ενεργό" χλώριο και υποχλωριώδες ασβέστιο - έως και 60%. Απαιτήσεις αντιδραστηρίου (x1) σε χιλιόγραμμα ημερησίως για την οξείδωση υπολογίζεται από τον τύπο:

όπου x είναιCl - κατανάλωση "ενεργού" χλωρίου, απαραίτητο για την οξείδωση των κυανιδίων, kg / m 3. W - κατανάλωση νερού, m 3 / ημέρα. n είναι ο συντελεστής της περίσσειας αντιδραστηρίου (η = 1,2... 1,3). α είναι το περιεχόμενο του "ενεργού" χλωρίου στο αντιδραστήριο, σε κλάσματα μιας μονάδας.

Ως οξειδωτικό μέσο στην επεξεργασία των λυμάτων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί υπεροξείδιο του υδρογόνου, το οποίο είναι ένα άχρωμο υγρό και αναμειγνύεται με νερό σε οποιαδήποτε αναλογία. Η διαδικασία οξείδωσης πρέπει να διεξάγεται σε δεξαμενή με έντονη ανάδευση ή σε συσκευή με φυσαλίδες. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου αποσυντίθεται εύκολα νιτρώδη άλατα, νιτρώδη άλατα, αλδεΰδες, φαινόλες, θειικά άλατα.

Αποχρωματισμός αποβλήτων

Ο αποχρωματισμός των λυμάτων που περιέχουν αντιδραστικές χρωστικές σε pH = 7... 10 προχωρεί με υψηλή απόδοση. Η παρουσία καταλυτών (άλατα FeSO4 και CuSO4) επιταχύνει τη διαδικασία αποχρωματισμού κατά 8... 10 φορές.

Προοπτική είναι η οξείδωση της ρύπανσης από υπεροξοθειικά οξέα: υπεροξομονοοξική (Η2Έτσι5) και υπεροξοδισουλίνη (Η2S2Ο8). Για παράδειγμα, η φαινόλη οξειδώνεται με υπεροξομονοσουλφονικό οξύ (καροξικό οξύ) σε ρΗ = 10. Αυτή η μέθοδος μπορεί να μειώσει την περιεκτικότητα σε φαινόλη σε 5,10-6%. Ο ρυθμός οξείδωσης εξαρτάται από την αναλογία του Η2Έτσι5 / C6H5OH και αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Η καταστροφή των κυανιδίων υπό τη δράση των υπεροξοθειικών οξέων προχωρά πολύ γρήγορα. Επιπλέον, στην περίπτωση μικρών συγκεντρώσεων κυανιδίων (0,01... 0,05%) στα λύματα, χρησιμοποιήστε το Η2Έτσι5, και σε υψηλές συγκεντρώσεις - Η2S2Ο8. Η βέλτιστη κατάσταση είναι ρΗ = 9. Σε ουδέτερο περιβάλλον, η αντίδραση οξείδωσης επιβραδύνεται απότομα με τη δράση ιόντων σιδήρου, τα οποία σχηματίζουν σιδηροκυάνες, οι οποίες δεν υφίστανται οξείδωση.

Οξυγόνωση του αέρα

Το οξυγόνο του αέρα χρησιμοποιείται στον καθαρισμό του νερού από τον σίδηρο, για την οξείδωση των σιδηρούχων ενώσεων σε σίδηρο σιδήρου, ακολουθούμενο από το διαχωρισμό του υδροξειδίου του σιδήρου από το νερό. Η αντίδραση οξείδωσης σε υδατικό διάλυμα διεξάγεται σύμφωνα με το σχήμα:

Η οξείδωση διεξάγεται με αερισμό αποβλήτων ύδατος στους πύργους με ακροφύσιο χορδής. Το προκύπτον υδροξείδιο του σιδήρου αποκαθίσταται στη δεξαμενή επαφής και στη συνέχεια διηθείται. Η διαδικασία απλουστευμένου αερισμού είναι δυνατή. Σε αυτή την περίπτωση ψεκάζεται νερό πάνω από την επιφάνεια του φίλτρου, η οποία πέφτει με τη μορφή σταγονιδίων πάνω στην επιφάνεια του φορτίου φιλτραρίσματος. Με την επαφή των σταγονιδίων νερού με τον αέρα, ο σίδηρος οξειδώνεται.

Η οξείδωση του πυρρολησίτη πραγματοποιείται με διήθηση των λυμάτων μέσα από αυτό το υλικό ή σε συσκευή με αναδευτήρα. Ο πυρολυσίτης είναι ένα φυσικό υλικό που αποτελείται κυρίως από διοσίδιο μαγγανίου. Χρησιμοποιείται ευρέως για την οξείδωση τρισθενούς αρσενικού έως πενταεστέρα:

Η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει τον βαθμό οξείδωσης. Ο βέλτιστος τρόπος οξείδωσης έχει ως εξής: κατανάλωση MnO2 τέσσερις φορές σε σύγκριση με τη στοιχειομετρική κατανάλωση, η οξύτητα του νερού είναι 30... 40 g / l, η θερμοκρασία του νερού είναι 70... 80 ° C.

Επεξεργασία λυμάτων με οξείδωση ακαθαρσιών

Μέθοδοι επεξεργασίας χημικών λυμάτων

Οι χημικές μέθοδοι επεξεργασίας λυμάτων περιλαμβάνουν την εξουδετέρωση, την οξείδωση και τη μείωση. Όλες αυτές οι μέθοδοι συνδέονται με την κατανάλωση διαφόρων αντιδραστηρίων, επομένως δαπανηρές. Χρησιμοποιούνται για την αφαίρεση διαλυτών ουσιών και σε συστήματα κλειστού νερού. Ο χημικός καθαρισμός πραγματοποιείται ενίοτε ως προκαταρκτικός πριν από τον βιολογικό καθαρισμό ή μετά από αυτόν ως μέθοδο τριτοβάθμιας επεξεργασίας λυμάτων.

Εξουδετέρωση

Σχεδόν ουδέτερη θεωρείται νερό με ρΗ = 6,5-8,5.

Η εξουδετέρωση μπορεί να πραγματοποιηθεί με διάφορους τρόπους: με ανάμιξη όξινων και αλκαλικών αποβλήτων, προσθήκη αντιδραστηρίων, διήθηση όξινων υδάτων μέσω εξουδετερωτικών υλικών, απορρόφηση όξινων αερίων από αλκαλικά ύδατα ή απορρόφηση αμμωνίας από όξινα νερά.

Εξουδετέρωση με ανάμιξη Η μέθοδος χρησιμοποιείται όταν υπάρχουν όξινα και αλκαλικά νερά που δεν έχουν μολυνθεί από άλλα συστατικά. Τα όξινα και αλκαλικά ύδατα αναμιγνύονται μέσα και με ή χωρίς αναδευτήρα.

Εξουδετέρωση με την προσθήκη αντιδραστηρίων. Τα ΝΑΟΗ, ΚΟΗ, Na χρησιμοποιούνται ως αντιδραστήρια.2Με3, NH4ΗΑ (νερό αμμωνίας), SASO3, MgSO3, Δολομίτης (CaCO)3∙ MgSO3), τσιμέντο. Μερικές φορές χρησιμοποιήθηκε για την εξουδετέρωση διαφόρων προϊόντων αποβλήτων. Για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται χάλυβες, σιδηροχρώμιο και σκωρίες υψικαμίνου για την εξουδετέρωση των υδάτων που περιέχουν θειικό οξύ. Το φθηνότερο αντιδραστήριο είναι το υδροξείδιο του ασβεστίου με ενεργό περιεχόμενο ασβέστου Ca (OH).2 5-10%.

Τα αντιδραστήρια επιλέγονται ανάλογα με τη σύνθεση και τη συγκέντρωση των όξινων λυμάτων. Αυτό λαμβάνει υπόψη το αν η διαδικασία θα σχηματίσει ένα ίζημα ή όχι. Το σχηματικό διάγραμμα της εγκατάστασης παρουσιάζεται στο Σχ. 15

Υπάρχουν τρεις τύποι όξινων λυμάτων:

1) νερό που περιέχει ασθενή οξέα (Η2CO3, CH3COOH);

2) νερά που περιέχουν ισχυρά οξέα (HC1, HNO3) ·

3) ύδατα που περιέχουν θειικά και θειούχα οξέα.

Το Σχ. 15. Σχέδιο του σταθμού εξουδετέρωσης αντιδραστηρίου: 1 - παγίδες άμμου. 2 - μέσες τιμές. 3 - Αποθήκη αντιδραστηρίων. 4 - Δεξαμενή κονιάματος. 5 - διανομέας. 6 - μίξερ; 7 - ουδετεροποιητής; 8 - καζανάκι. 9 - κατακρημνιστής. 10 - φίλτρο κενού. 11 - αποθήκευση των αφυδατωμένων ιζημάτων. 12 - περιοχή υδαρούς κοπριάς

Για να εξουδετερωθούν τα νερά των 1 και 2 ομάδων, μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοδήποτε από τα παραπάνω αντιδραστήρια. Τα άλατα αυτών των οξέων είναι καλά διαλυτά στο νερό. Τα άλατα ασβεστίου των θειικών και θειικών οξέων (τύπος 3) είναι ελάχιστα διαλυτά στο νερό και καθιζάνουν. Όταν εξουδετερώνετε τα νερά που περιέχουν θειικό οξύ με ασβέστιο, καταβυθίζεται το CaSO4∙ 2H2O. Υπάρχει εναπόθεση γύψου στους τοίχους των αγωγών και το φράξιμο τους. Για να εξαλειφθεί το κλείσιμο του αγωγού, είναι απαραίτητο να τα ξεπλύνετε με καθαρό νερό ή να προσθέσετε ειδικά μαλακτικά στα λύματα, για παράδειγμα, εξαμεταφωσφορικό. Εξουδετέρωση αλκαλικών λυμάτων χρησιμοποιώντας διάφορα οξέα ή όξινα αέρια.

Εξουδετέρωση με διήθηση όξινου νερού μέσω εξουδετερωτικών υλικών. Σε αυτή την περίπτωση, για την εξουδετέρωση των όξινων υδάτων, διηθούνται μέσω στρώματος μαγνησίτη, δολομίτη, ασβεστόλιθου, στερεά απόβλητα (σκωρία, τέφρα). Η διαδικασία διεξάγεται σε φίλτρα εξουδετέρωσης, τα οποία μπορούν να είναι οριζόντια ή κάθετα. Για κατακόρυφα φίλτρα, χρησιμοποιήστε κομμάτια ασβεστόλιθου ή δολομίτη μεγέθους 30-80 mm με διάρκεια επαφής τουλάχιστον 10 λεπτών.

Εξουδετέρωση με όξινα αέρια Για να εξουδετερωθούν τα αλκαλικά λύματα, αρχίζουν να χρησιμοποιούν τα απόβλητα που περιέχουν CO2, Έτσι2, Όχι2, Ν2Ο3 Η χρήση όξινων αερίων επιτρέπει όχι μόνο την εξουδετέρωση των λυμάτων, αλλά ταυτόχρονα και την παραγωγή εξαιρετικά αποτελεσματικού καθαρισμού των ίδιων των αερίων από επιβλαβή συστατικά. Πρόκειται για ένα παράδειγμα τεχνολογίας εξοικονόμησης πόρων, το οποίο επιτρέπει την εξάλειψη της χρήσης οξέων, για να δημιουργηθεί ένα σύστημα κατανάλωσης νερού χωρίς νερό.

Επεξεργασία λυμάτων με οξείδωση ακαθαρσιών

Η μέθοδος οξειδωτικού καθαρισμού χρησιμοποιείται για την απόρριψη βιομηχανικών λυμάτων που περιέχουν τοξικές ακαθαρσίες (κυανίδια) ή ενώσεις που δεν είναι πρακτικό να εκχυλίζονται από λύματα, καθώς και να καθαρίζονται με άλλες μεθόδους (υδρόθειο, σουλφίδια).

Αυτοί οι τύποι λυμάτων βρίσκονται στα μηχανήματα (καταστήματα ηλεκτρολυτικής), στα ορυχεία (συγκεντρωτές μολύβδου-ψευδαργύρου και χαλκού), στη βιομηχανία πετροχημικών και χαρτοπολτού και χαρτιού (χαρτοποιία).

Χλωριούχο, υποχλωριώδες ασβέστιο, υποχλωριώδες νάτριο, λευκαντικό, διοξείδιο χλωρίου, όζον, τεχνικό οξυγόνο και οξυγόνο χρησιμοποιούνται ως οξειδωτικοί παράγοντες. Σε μερικές περιπτώσεις (για την οξείδωση των φαινολών, κρεσόλες, ακαθαρσίες που περιέχουν κυανό), μπορεί να χρησιμοποιηθεί υπεροξείδιο του υδρογόνου, οξείδια μαγγανίου, υπερμαγγανικό άλας και διχρωμικό κάλιο.

Η οξείδωση με ενεργό χλώριο είναι μία από τις πιο κοινές μεθόδους επεξεργασίας λυμάτων από φαινόλη, κρεσόλη, κυανίδια, υδρόθειο, υδροσουλφίδιο, μεθυλομερκαπτάνη, αλλά και από τη βιολογική ρύπανση των δομών.

Το χλώριο εισέρχεται στην παραγωγή σε υγρή μορφή, περιέχει τουλάχιστον 99,5% Cl2. Η σύνθεση του λευκαντικού περιλαμβάνει διάφορες ουσίες: CaCl2· Ca (OH)2∙ H2O; χλωρικό ασβέστιο CaClO2. υποχλωριώδες ασβέστιο Ca (ClO)2. Ανάλογα με τη σχέση αυτών των ουσιών, το λευκαντικό είναι διαθέσιμο στους βαθμούς Α, Β, Β. Το υποχλωριώδες ασβέστιο Ca (ClO)2 Διατίθεται σε τρεις ποικιλίες.

Όταν εισάγεται σε νερό, το χλώριο υδρολύεται για να σχηματίσει υποχλωριώδη και υδροχλωρικά οξέα: Cl2 + H2Ο ↔ ΗΟΟΙ + ΗΟΙ. Περαιτέρω διάσπαση υποχλωριώδους οξέος συμβαίνει, ο βαθμός του οποίου εξαρτάται από το ρΗ του μέσου. Σε τιμές pH> 4, το μοριακό χλώριο στο νερό είναι σχεδόν απουσιάζει. Το υποχλωριώδες οξύ που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της υδρόλυσης του χλωρίου διαχωρίζεται στο υποχλωριώδες ιόν ΟΟΙ - και στο ιόν υδρογόνου Η +.

Cl ποσό2, ΗΟΟΙ, ΟΟΙ - καλείται ελεύθερο "ενεργό" χλώριο. Παρουσία ενώσεων αμμωνίου, η χλωραμίνη ΝΗ σχηματίζεται σε νερό.2Cl και διχλωροαμίνη NHCl2.

Η διαδικασία χλωρίωσης διεξάγεται σε περιοδικούς και συνεχείς χλωριωτές, πίεση και κενό. Η εγκατάσταση αγωγών είναι κατασκευασμένη από αντιδιαβρωτικά υλικά. Το υγρό χλώριο εξατμίζεται πριν τροφοδοτηθεί στη μονάδα.

Όταν διεξάγεται διαδικασία εξουδετέρωσης κυανίου σε αλκαλικό περιβάλλον pH = 9. Τα κυανίδια μπορούν να οξειδωθούν σε στοιχειακό άζωτο και διοξείδιο του άνθρακα από τις εξισώσεις:

CN - + 2ΟΗ - + Cl2 → CNO - + 2Cl - + Η2Ο,

Η οξείδωση των ιόντων CN μπορεί να πραγματοποιηθεί με μεταφορά τους σε CNO - κυανικά άλατα, τα οποία στη συνέχεια υδρολύονται για να σχηματίσουν ιόντα αμμωνίου και ανθρακικά άλατα:

CN - + ΟΟΙ -> CNO - + Cl -,

Το υπεροξείδιο του υδρογόνου αποσυνθέτει νιτρώδη άλατα, νιτρώδη άλατα, αλδεϋδες, φαινόλες, θειικά άλατα. Ταυτόχρονα, γίνεται η λεύκανση των λυμάτων. Η διαδικασία λεύκανσης επιταχύνεται παρουσία καταλυτών FeSO.4 και CuSO4. Η βιομηχανία παράγει 85-95% υπεροξείδιο του υδρογόνου και υπερυδρόλη που περιέχει 30% Η2Ο2. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου σε όξινα και αλκαλικά περιβάλλοντα αποσυντίθεται σύμφωνα με τα ακόλουθα σχήματα.

Στο όξινο περιβάλλον, η οξειδωτική λειτουργία είναι πιο έντονη, και στην αλκαλική, η λειτουργία μείωσης. Σε ένα όξινο περιβάλλον, το υπεροξείδιο του υδρογόνου μετατρέπει άλατα σιδήρου σε άλατα σιδήρου, νιτρώδες οξύ σε νιτρικό οξύ και σουλφίδια σε θειικά άλατα. Τα κυανίδια σε κυανικά άλατα οξειδώνονται σε αλκαλικό περιβάλλον.

Η οξείδωση του αέρα με οξυγόνο πραγματοποιείται για την απομάκρυνση του σιδήρου από τα λύματα, για την οξείδωση των αποβλήτων σουλφιδίων της κυτταρίνης, της διύλισης πετρελαίου και των πετροχημικών φυτών. Οι ενώσεις του σιδηρούχου σιδήρου οξειδώνονται προς τρισθενή και στη συνέχεια, με τη μορφή υδροξειδίου του σιδήρου, απομακρύνονται. Η διαδικασία διεξάγεται στον αερισμό του αέρα μέσω των λυμάτων του πύργου με ένα ακροφύσιο. Το προκύπτον υδροξείδιο του σιδήρου αποκαθίσταται και στη συνέχεια διηθείται.

Όταν τα ορυκτά σουλφίδια οξειδώνονται, η διαδικασία οξείδωσης του θειούχου και θειούχου θείου προχωράει σε μια σειρά σταδίων όταν το σθένος του θείου μεταβάλλεται από -2 σε +6. Ένα σχηματικό διάγραμμα της εγκατάστασης οξείδωσης σουλφιδίου φαίνεται στο Σχ. 16

Το Σχ. 16. Το σχέδιο εγκατάστασης της οξείδωσης των σουλφιδίων:

1 - Δεξαμενή υποδοχής. 2 - αντλία. 3 - εναλλάκτης θερμότητας. 4 - στήλη οξείδωσης. 5 - συσκευή διανομής αέρα. 6 - Διαχωριστής. 7 - ψυγείο

Οξείδωση από πυρολυσίτη. Ο πυρολυσίτης είναι ένα φυσικό υλικό, το οποίο αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του μαγγανίου, τον τύπο MnO2∙ H2Α. Το λύμα διηθείται μέσω αυτού του υλικού προκειμένου να οξειδωθεί τρισθενές αρσενικό σε πενταετή.

Η αύξηση της θερμοκρασίας συμβάλλει στην αύξηση του βαθμού οξείδωσης, επομένως, η οξείδωση του πυρρολουσίτη διεξάγεται σε θερμοκρασία 70-80 ° C.

Οζονισμός Η οξείδωση με το όζον σας επιτρέπει να αποχρωματίζετε ταυτόχρονα τα λύματα, να εξαλείφετε τις οσμές και τα γούστα και να διεξάγετε απολύμανση. Η οζονίωση μπορεί να καθαρίσει τα λύματα από φαινόλες, προϊόντα πετρελαίου, υδρόθειο, ενώσεις αρσενικού, χρωστικές, καρκινογόνες ουσίες, αρωματικούς υδρογονάνθρακες, εντομοκτόνα κλπ. Επιπλέον, οι μεταλλικές ενώσεις οξειδώνονται με το όζον σε υψηλό σθένος.

Το όζον τροφοδοτείται σε λύματα με τη μορφή μίγματος όζοντος-αέρα ή όζοντος-οξυγόνου, όπου το περιεχόμενό του είναι 3%. Οι εγκαταστάσεις για την επεξεργασία λυμάτων αποτελούνται από συσκευές για τον καθαρισμό και την ξήρανση του αέρα, τους οζονιστές, τους θαλάμους επαφής των λυμάτων με το όζον, τον εξοπλισμό για τη διάθεση του υπολειμματικού όζοντος. Το όζον εισάγεται στο νερό που επεξεργάζεται με διάφορους τρόπους: διοχέτευση αέρα που περιέχει όζον μέσω στρώματος νερού. ανάμιξη νερού με μείγμα όζοντος-αέρα σε εγχυτήρες ή περιστροφικούς μηχανικούς μίκτες, σε απορροφητές διαφόρων σχεδίων.

Η διαδικασία οζονισμού εντείνεται όταν χρησιμοποιείται υπερηχογράφημα ή υπεριώδης ακτινοβολία ταυτόχρονα με το όζον. Για παράδειγμα, στην τελευταία περίπτωση, η οξείδωση επιταχύνεται έως και 10.000 φορές.

Κεφάλαιο 1. Βασικά στοιχεία επεξεργασίας λυμάτων

6. Χημικές μέθοδοι επεξεργασίας λυμάτων

6.2. Οξείδωση και μείωση

Οξείδωση. Η οξειδωτική μέθοδος καθαρισμού ακαθαρσιών για την απόρριψη βιομηχανικών λυμάτων που περιέχουν τοξικές ακαθαρσίες (κυανίδια, σύνθετα κυανίδια χαλκού και ψευδαργύρου) ή ενώσεις που δεν είναι πρακτικό να εκχυλίζονται από τα λύματα και καθαρίζονται επίσης με άλλες μεθόδους (υδρόθειο, σουλφίδια). Αυτοί οι τύποι λυμάτων βρίσκονται στο μηχανοστάσιο (εργοστάσιο ηλεκτρολυτικής), στη μεταλλουργία (εργοστάσιο επεξεργασίας μολύβδου-ψευδαργύρου και χαλκού), πετροχημικών (διυλιστήρια και πετροχημικά εργοστάσια), χαρτοπολτού και χαρτιού (εργαστήριο πολτοποίησης) και σε άλλες βιομηχανίες.

Με τη στενή έννοια, η οξείδωση είναι η αντίδραση του συνδυασμού οποιασδήποτε ουσίας με οξυγόνο, και με μια ευρύτερη έννοια, οποιαδήποτε χημική αντίδραση, η ουσία της οποίας συνίσταται στη λήψη ηλεκτρονίων από άτομα ή ιόντα.

Οι ακόλουθοι οξειδωτές χρησιμοποιούνται για επεξεργασία λυμάτων: αέριο και υγροποιημένο χλώριο, λευκαντικό, διοξείδιο χλωρίου, χλωρικό ασβέστιο, υποχλωριώδη ασβέστιο και νάτριο, οξυγόνο αέρα, τεχνικό οξυγόνο, υπεροξοθειικά οξέα, όζον, πυρολυσίτης. Οι οξειδωτές υπερμαγγανικού καλίου, διχρωμικό κάλιο, υπεροξείδιο του υδρογόνου, οξείδια μαγγανίου, αν και δεν χρησιμοποιούνται ευρέως, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την οξείδωση των φαινολών, κρεσολίων, ακαθαρσιών που περιέχουν κυανιούχο κ.λπ.

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας οξείδωσης, οι τοξικές ακαθαρσίες που περιέχονται στα λύματα, ως αποτέλεσμα χημικών αντιδράσεων, καθίστανται λιγότερο τοξικές και απομακρύνονται από το νερό. Ο καθαρισμός με οξειδωτικούς παράγοντες συσχετίζεται με υψηλή κατανάλωση αντιδραστηρίων, επομένως χρησιμοποιείται μόνο στις περιπτώσεις που οι ουσίες που μολύνουν τα λύματα είναι πρακτικές ή δεν μπορούν να απομακρυνθούν με άλλα μέσα. Για παράδειγμα, καθαρισμός από κυανίδια, διαλυμένες ενώσεις αρσενικού, κ.λπ.

Η δραστικότητα μίας ουσίας ως οξειδωτικού παράγοντα προσδιορίζεται από το μέγεθος του οξειδωτικού δυναμικού. Από όλα τα οξειδωτικά που είναι γνωστά στη φύση, το φθόριο είναι το πρώτο, το οποίο, ωστόσο, λόγω της υψηλής επιθετικότητας του δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην πράξη. Για άλλες ουσίες, το μέγεθος του οξειδωτικού δυναμικού είναι: για το όζον - 2,07. για το χλώριο - 0,94: για το υπεροξείδιο. υδρογόνο - 0.68; για το υπερμαγγανικό κάλιο - 0,59.

Οξείδωση με "ενεργό" χλώριο. Η εξουδετέρωση των λυμάτων με χλώριο ή τις ενώσεις του είναι μια από τις πιο κοινές μεθόδους καθαρισμού από τοξικές κυανίνες, καθώς και από οργανικές και ανόργανες ενώσεις όπως υδρόθειο, υδροθειώδες, σουλφίδιο, μεθυλομερκαπτάνη κλπ.

Τα απόβλητα που περιέχουν τοξικά κυανιούχα παράγονται σε μηχανήματα κατασκευής και κατεργασίας μετάλλων σε φυτά ηλεκτρολυτικής. Μια σημαντική ποσότητα απόβλητου νερού που περιέχει κυανιούχο λαμβάνεται με πλύσιμο των προϊόντων μετά την απόσβεσή τους σε τήγματα κυανιούχων αλάτων. Συνήθως, η περιεκτικότητα των εν λόγω λυμάτων σε κυανίδια κυμαίνεται από 20 έως 100 mg / l, αλλά μερικές φορές υψηλότερη.

Η οξείδωση των δηλητηριωδών ιόντων CN-κυανιδίου διεξάγεται με μετατροπή τους σε μη τοξικά κυανικά CNO, τα οποία στη συνέχεια υδρολύονται με τη μετατροπή ιόντων αμμωνίου και ανθρακικών αλάτων:

CN - + 2OH - - 2e → CNO - + ΑΛΛΑ?

Είναι επίσης δυνατή η μεταφορά τοξικών ενώσεων σε ένα μη τοξικό σύμπλοκο ή στο ίζημα (υπό μορφή αδιάλυτων κυανιδίων), που ακολουθείται από την απομάκρυνσή του από τα λύματα με καθίζηση ή διήθηση.

Το χλώριο και οι ουσίες που περιέχουν "ενεργό" χλώριο είναι οι πιο κοινές οξειδωτικές ουσίες. Χρησιμοποιούνται για επεξεργασία λυμάτων από υδρόθειο, υδροσουλφίδιο, ενώσεις μεθυλο-θείου, φαινόλες, κυανίδια, κλπ.

Όταν εισάγεται σε νερό, το χλώριο υδρολύεται για να σχηματίσει υποχλωριώδη και υδροχλωρικά οξέα:

Σε ένα ισχυρό όξινο μέσο, ​​η ισορροπία αυτής της αντίδρασης μετατοπίζεται προς τα αριστερά · το μοριακό χλώριο υπάρχει στο νερό. σε τιμές ρΗ> 4, το μοριακό χλώριο στο νερό πρακτικά απουσιάζει.

Το υποχλωριώδες οξύ που σχηματίζεται στο διάλυμα υδρόλυσης χλωρίου διασπάται στο ιώδιο υποχλωριώδους ΟΟΙ - και το ιόν υδρογόνου Η +.

Ο βαθμός διάστασης του υποχλωριώδους οξέος εξαρτάται από το ρΗ του μέσου. Σε ρΗ = 4, το μοριακό χλώριο ουσιαστικά απουσιάζει:

Ποσό του cl2 + NOS + O + - και ονομάζεται ελεύθερο "ενεργό" χλώριο.

Με την παρουσία ενώσεων αμμωνίου, σχηματίζεται υποχλωριώδες οξύ σε νερό, χλωραμίνη ΝΗ2Cl και διχλωροαμίνη NHCl2. Το χλώριο με τη μορφή χλωραμίνης ονομάζεται συνδεδεμένο "ενεργό" χλώριο.

Το χλωρικό ασβέστιο, τα υποχλωριώδη, τα χλωρικά, το διοξείδιο του χλωρίου μπορούν επίσης να αποτελέσουν πηγές "ενεργού" χλωρίου. Το χλωρικό ασβέστιο (λευκαντικό) λαμβάνεται με την αλληλεπίδραση του Ca (OH) 2+Сl2 = CaOCl2+H2Ο.

Η διαδικασία χλωρίωσης διεξάγεται σε περιοδικούς και συνεχείς χλωριωτές, πίεση και κενό. Το σχηματικό διάγραμμα καθαρισμού ύδατος με χλωρίωση φαίνεται στο σχ. 1.52. Η χλωρίωση διεξάγεται σε δεξαμενή που περιλαμβάνεται στο σύστημα κυκλοφορίας. Στον εγχυτήρα, το αέριο χλώριο συλλαμβάνεται από τα λύματα που κυκλοφορούν στο σύστημα μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή κατάσταση οξείδωσης, μετά την οποία το νερό αφαιρείται για χρήση.

Το Σχ. 1.52. Σχέδιο εγκατάστασης για τον καθαρισμό του νερού με χλωρίωση:

1 - μέσος όρος. 2, 5 - αντλίες. 3-εγχυτή 4 - χωρητικότητα

Όταν εξουδετερώνεται το νερό από τα κυανίδια, η διαδικασία διεξάγεται σε αλκαλικό μέσο (ρΗ = 9). Τα κυανίδια μπορούν να οξειδωθούν σε στοιχειακό άζωτο και διοξείδιο του άνθρακα από τις εξισώσεις

Με μείωση του pH, η αντίδραση άμεσης χλωρίωσης του κυανίου είναι δυνατή με το σχηματισμό τοξικού κυανογόνου.

Μια πιο αξιόπιστη και οικονομικά βιώσιμη μέθοδος είναι η οξείδωση του κυανίου με υποχλωριώδη άλατα σε ένα αλκαλικό μέσο (pH = 10-11). Το αντιδραστήριο που περιέχει το υποχλωριώδες ιόν OSI - είναι υποχλωριώδες λευκαντικό, ασβέστιο ή νάτριο. Όταν το κυάνιο οξειδώνεται με "ενεργό" χλώριο, η διαδικασία μπορεί να διεξαχθεί σε ένα στάδιο για να ληφθούν κυανικά άλατα:

Η αντίδραση προχωρά γρήγορα (1-3 λεπτά) και ολοκληρώνεται. Η οξείδωση των κυανιδίων σε κυανικά άλατα οφείλεται στο ατομικό οξυγόνο κατά τη στιγμή του διαχωρισμού του από τον οξειδωτικό παράγοντα. Τα προκύπτοντα κυανικά CNO - εύκολα υδρολύονται σε ανθρακικά άλατα:

Ο ρυθμός υδρόλυσης εξαρτάται από το ρΗ του μέσου. Σε ρΗ = 5,3, περίπου το 80% των κυανικών ενώσεων υδρολύονται ανά ημέρα. Σε μια διαδικασία δύο σταδίων, τα κυανίδια οξειδώνονται σε Ν2 και CO2. Στο πρώτο στάδιο, η διαδικασία προχωρά σύμφωνα με την εξίσωση της αντίδρασης οξείδωσης (1) για να ληφθούν κυανικά άλατα. Στο δεύτερο στάδιο, εισάγεται μια επιπλέον ποσότητα οξειδωτικού παράγοντα και η αντίδραση προχωρά σύμφωνα με την εξίσωση

Σε διαλύματα που περιέχουν κυανίδια και χαλκό, σύνθετα κυανίδια χαλκού μπορούν να υπάρχουν ταυτόχρονα και η οξείδωση των οποίων με υποχλωριώδες ακολουθεί τις εξισώσεις

Όταν το τοξικό σύμπλοκο κυανιούχου ψευδαργύρου οξειδώνεται, λαμβάνει χώρα η ακόλουθη αντίδραση:

Για τον προσδιορισμό του κόστους των υποχλωριωδών ασβεστίου ή νατρίου, καθώς και του λευκαντικού για την οξείδωση των λυμάτων που περιέχουν κυανιούχο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον τύπο

όπου Χ είναι η απαιτούμενη ποσότητα αντιδραστηρίου, kg / ημέρα. k - συντελεστής ασφαλείας αντιδραστηρίου, λαμβανόμενος ίσος με 1,2-1,3. Q - η ποσότητα των λυμάτων που περιέχουν κυανιούχο, m3 / ημέρα. και - η περιεκτικότητα σε δραστικό χλώριο στο αντιδραστήριο, ίση με το λευκαντικό σε βασικά προϊόντα 30-35%, σε υποχλωριώδες ασβέστιο 30-45%. x1 - θεωρητική ποσότητα ενεργού χλωρίου που απαιτείται για την οξείδωση των κυανιδίων, g / m 3:

όπου n είναι ο στοιχειομετρικός συντελεστής (για το ενεργό χλώριο). C είναι η συγκέντρωση κυανιδίων στα λύματα (σε όρους κυανιδίων), g / m 3.

Για τον προσδιορισμό του συντελεστή και τον υπολογισμό της ποσότητας του ενεργού χλωρίου στο υποχλωριώδες. Το ενεργό χλώριο προσδιορίζεται από τον αριθμό των γραμμομορίων του ιωδίου που απομονώνεται με αυτό το αντιδραστήριο από ιωδιούχο κάλιο σε όξινο περιβάλλον. Γράφουμε την αντίδραση οξείδωσης του απλού υποχλωριώδους κυανιούχου σε μορφή ιόντων-ηλεκτρονίων

Αυτό σημαίνει ότι οι ακόλουθες αντιδράσεις παρατηρήθηκαν στην αλληλεπίδραση του υποχλωριώδους με το ΚΙ (ιωδιούχο κάλιο)

Τα απελευθερωμένα δύο γραμμάρια άτομα ιωδίου αντιστοιχούν σε δύο γραμμάρια άτομα ενεργού χλωρίου. Συνεπώς, η αναλογία μάζας αντιδραστικού ιόντος κυανιούχου και "ενεργού χλωρίου" υποχλωριώδους είναι 26:71, επομένως απαιτούνται 2,73 μέρη ενεργού χλωρίου για ένα μέρος ιόντος κυανιδίου, δηλ. n = 2,73.

Η τιμή του συντελεστή η προσδιορίζεται για κάθε αντίδραση οξείδωσης των ενώσεων που περιέχουν κυανίδιο. Κατά τη διάρκεια της οξείδωσης των πολύπλοκων κυανιδίων του χαλκού και της τιμής του n είναι ίσο με 3,18 και 2,96 αντίστοιχα, και για την οξείδωση σύνθετων κυανιδίων ψευδαργύρου, η = 2,73. Στην οξείδωση της κυανιούχου ιόντος υποχλωρίτη λυμάτων οξειδωτικό μπορεί να καταναλωθεί όχι μόνο για την οξείδωση του κυανιδίου, αλλά και για την οξείδωση των άλλων ουσιών που υπάρχουν στα λύματα. Επομένως, η τιμή του n πρέπει να ελέγχεται πειραματικά για συγκεκριμένα λύματα.

Με την παρουσία του νερού στις αμμωνίας αποβλήτων, άλατα αμμωνίου ή οργανικές ουσίες που περιέχουν αμινομάδες, χλώριο, υποχλωριώδες οξύ και υποχλωριώδη άλατα εισάγετε τους να αντιδράσουν, σχηματίζοντας μονο- και διχλωραμίνη, τριχλωριούχο άζωτο και

Κατά τη διάθεση των λυμάτων χρησιμοποιείται συνήθως ένα διάλυμα εργασίας 5% αντιδραστηρίου (για το "ενεργό" χλώριο).

Επεξεργασία υγρών αποβλήτων που περιέχουν κυανιούχο με διοξείδιο του χλωρίου ClO2 έχει πολλά πλεονεκτήματα:

- υψηλή οξειδωτική ικανότητα του ClO2 σε σύγκριση με άλλους οξειδωτικούς παράγοντες (εκτός από το φθόριο και το όζον).

- υδατικά διαλύματα C102 ανθεκτικό για μεγάλο χρονικό διάστημα.

- όταν επεξεργάζονται λύματα με διοξείδιο του χλωρίου, δεν σχηματίζονται πολύ τοξικά προϊόντα άμεσης χλωρίωσης (χλωροκυάνιο, χλωροφαινόλη κλπ.) σε οποιαδήποτε τιμή pH.

Η οξείδωση του κυανίου με διοξείδιο του χλωρίου προχωρά σύμφωνα με την εξίσωση

Η διαδικασία οξείδωσης είναι πιο αποτελεσματική σε ρΗ 10.

Με αρχική περιεκτικότητα σε κυανιούχα 25 mg / l και διάρκεια οξείδωσης 1 λεπτό, η αποτελεσματικότητα είναι 95% και μετά από 10 λεπτά η αντίδραση οξείδωσης σχεδόν τελειώνει.

Η χλωρίωση χρησιμοποιείται για την αποσύνθεση των λυμάτων που παράγονται κατά το μαγείρεμα του θειικού πολτού και στην εξάτμιση του απόβαθρου σε χαρτοπολτού και χαρτοποιίας. Αυτά τα λύματα περιέχουν υδρόθειο, σουλφίδια, μεθυλο-μερκαπτάνη κ.λπ.

Σε ένα αλκαλικό περιβάλλον, το χλώριο οξειδώνει τα σουλφίδια σε θειικά άλατα:

Σε όξινο και ουδέτερο περιβάλλον, είναι δυνατή η δημιουργία θειωδών:

Με μια περίσσεια χλωρίου, η οξείδωση πηγαίνει πάντα στα θειικά άλατα. Η μεθυλική μερκαπτάνη οξειδώνεται με χλώριο κάπως αργότερα από ό, τι με το υδρόθειο, αλλά σημαντικά ταχύτερα από τα σουλφίδια και τα δισουλφίδια. Ανάλογα με την κατανάλωση χλωρίου, η οξείδωση της μεθυλικής μερκαπτάνης μπορεί να προχωρήσει με το σχηματισμό διαφόρων προϊόντων:

Δεδομένου μερκαπτάνη οξειδώνεται χλώριο συγκριτικά γρήγορα, ο χρόνος επαφής του φυτού εξατμιστήρα λυμάτων (μολυσμένα κυρίως με υδρόθειο και μεθυλική μερκαπτάνη) με το χλώριο είναι 5 λεπτά.

Ανάλογα με την κατάσταση συσσωμάτωσης των αντιδραστηρίων που περιέχουν χλώριο ή χλώριο που εισάγονται στο νερό, προσδιορίζεται η τεχνολογία επεξεργασίας λυμάτων. Αν το νερό αυτό επεξεργαστεί με αέριο χλώριο ή διοξείδιο χλωρίου, η διαδικασία οξείδωσης διεξάγεται σε απορροφητές. αν το διάλυμα χλωρίου ή διοξειδίου του χλωρίου βρίσκεται σε διάλυμα, τροφοδοτούνται στον ανάμικτη και στη συνέχεια στη δεξαμενή ελέγχου, αναμιγνύονται πιο αποτελεσματικά και απαιτούνται η απαιτούμενη διάρκεια επαφής με τα λύματα.

Το υποχλωριώδες νάτριο (οξοχλωρικό άλας) σχηματίζεται περνώντας από αέριο χλώριο μέσω αλκαλικού διαλύματος:

Το υποχλωριώδες ασβέστιο παρασκευάζεται με χλωρίωση του υδροξειδίου του ασβεστίου σε θερμοκρασία 25-30 ° C:

Η βιομηχανία παράγει διβασικό άλας

Ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας είναι το χλωριούχο νάτριο NaClO2, η οποία αποσυντίθεται για να απελευθερώσει ClO2. Το διοξείδιο του χλωρίου είναι ένα δηλητηριώδες πράσινο-κίτρινο αέριο με πιο έντονη οσμή από το χλώριο. Για να επιτευχθεί αυτό, διεξάγονται οι ακόλουθες αντιδράσεις:

Κατά τη διάρκεια των αντιδράσεων, το ρΗ διατηρείται εντός της περιοχής 8-11. Ο έλεγχος της πληρότητας της οξείδωσης διεξάγεται με υπολειμματικό "ενεργό" χλώριο, η συγκέντρωση του οποίου πρέπει να είναι τουλάχιστον 5-10 mg / l.

Οξείδωση με υπεροξείδιο του υδρογόνου. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι ένα άχρωμο υγρό, αναμεμειγμένο με νερό σε οποιαδήποτε αναλογία. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την οξείδωση νιτρωδών, αλδεϋδών, φαινολών, κυανιδίων, αποβλήτων που περιέχουν θείο, ενεργών χρωμάτων. Η βιομηχανία παράγει 85-95% υπεροξείδιο του υδρογόνου και υπερυδρόλη που περιέχει 30% Η2Ω2. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι τοξικό. Το MPC σε νερό είναι 0,1 mg / l.

Το υπεροξείδιο του υδρογόνου σε όξινα και αλκαλικά περιβάλλοντα αποσυντίθεται σύμφωνα με τα ακόλουθα σχήματα:

Στο όξινο περιβάλλον, η οξειδωτική λειτουργία είναι πιο έντονη, και στην αλκαλική, η λειτουργία μείωσης.

Σε ένα όξινο περιβάλλον, το υπεροξείδιο του υδρογόνου μετατρέπει άλατα σιδήρου σε άλατα σιδήρου, νιτρώδες οξύ σε νιτρικό οξύ και σουλφίδια σε θειικά άλατα. Τα κυανίδια σε κυανικά άλατα οξειδώνονται σε αλκαλικό μέσο (ρΗ = 9-12).

Σε αραιά διαλύματα, η διαδικασία οξείδωσης των οργανικών ουσιών προχωρά αργά, επομένως χρησιμοποιούνται καταλύτες - μεταλλικά ιόντα μεταβλητού σθένους. Για παράδειγμα, η διαδικασία οξείδωσης με υπεροξείδιο του υδρογόνου με άλας, ο σίδηρος προχωρά πολύ αποτελεσματικά σε ρΗ = 3-4,5. Τα προϊόντα οξείδωσης είναι μουκονικά και μηλεϊνικά οξέα.

Στη διαδικασία επεξεργασίας του νερού χρησιμοποιώντας όχι μόνο τις οξειδωτικές, αλλά και τις μειωτικές ιδιότητες του υπεροξειδίου του υδρογόνου. Σε ουδέτερα και ασθενώς αλκαλικά περιβάλλοντα, αλληλεπιδρά εύκολα με το χλώριο και τα υποχλωρίδια, μετατρέποντάς τα σε χλωρίδια:

Αυτές οι αντιδράσεις χρησιμοποιούνται στην αποχλωρίωση του νερού. Η περίσσεια υπεροξειδίου του υδρογόνου μπορεί να αφαιρεθεί με επεξεργασία με διοξείδιο του μαγγανίου:

Η προοπτική είναι η οξείδωση της ρύπανσης από τα υπεροξοθειικά οξέα: υπεροξομονοσουλφόνη Η2Έτσι5 και υπεροξειδωτικό Η2S2Ο8. Για παράδειγμα, η φαινόλη οξειδώνεται με υπεροξομονοσουλφονικό οξύ (Caro acid) σε ρΗ = 10. Η μέθοδος αυτή μπορεί να μειώσει την περιεκτικότητα της φαινόλης σε συγκέντρωση 5-10 6%. Ο ρυθμός οξείδωσης εξαρτάται από την αναλογία του Η2Έτσι5 / C6H5OH και αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Η καταστροφή των κυανιδίων υπό τη δράση των υπεροξοθειικών οξέων προχωρά πολύ γρήγορα. Επιπλέον, στην περίπτωση χαμηλών συγκεντρώσεων κυανιδίων (0,01-0,05%), το Η χρησιμοποιείται στα λύματα2Έτσι5, και σε υψηλές συγκεντρώσεις - Η2Έτσι5. Η βέλτιστη κατάσταση είναι ρΗ = 9. Σε ουδέτερο περιβάλλον, η αντίδραση οξείδωσης επιβραδύνεται απότομα με τη δράση ιόντων σιδήρου, τα οποία σχηματίζουν σιδηροκυάνες, οι οποίες δεν υφίστανται οξείδωση.

Οξείδωση με οξυγόνο αέρα. Πολύ πλατύτερο από τα αντιδραστήρια που περιέχουν χλώριο, το οξυγόνο χρησιμοποιείται για την οξείδωση των λυμάτων των σουλφιδίων από την κυτταρίνη, το διυλιστήριο πετρελαίου και τα πετροχημικά φυτά. Το οξυγόνο του αέρα χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό του νερού από το σίδηρο για την οξείδωση των σιδηρούχων ενώσεων σε σίδηρο, ακολουθούμενη από διαχωρισμό του υδροξειδίου του σιδήρου από το νερό. Η αντίδραση οξείδωσης σε υδατικό διάλυμα διεξάγεται σύμφωνα με το σχήμα:

Η οξείδωση διεξάγεται με αερισμό αέρα μέσα από τα λύματα στους πύργους με ακροφύσιο χορδών. Το προκύπτον υδροξείδιο του σιδήρου αποκαθίσταται στη δεξαμενή επαφής και στη συνέχεια διηθείται. Η χρήση των στηλών με ένα ακροστόμιο ή δακτυλίους Raschig είναι ανέφικτη επειδή εμφανίζεται υπερβολική ανάπτυξη του ακροφυσίου. Η διαδικασία απλουστευμένου αερισμού είναι δυνατή. Σε αυτή την περίπτωση ψεκάζεται νερό πάνω από την επιφάνεια του φίλτρου, η οποία πέφτει με τη μορφή σταγονιδίων πάνω στην επιφάνεια του φορτίου φιλτραρίσματος. Με την επαφή των σταγονιδίων νερού με τον αέρα, ο σίδηρος οξειδώνεται.

Ο οξυγονούχος αέρας οξειδώνει επίσης τις αποχετεύσεις σουλφιδίων από κυτταρίνη, διυλιστήρια πετρελαίου και πετροχημικά φυτά. Η διαδικασία οξείδωσης του υδροθειούχου και του σουλφιδικού θείου προχωρεί μέσω μίας σειράς σταδίων όταν αλλάζει το σθένος του θείου από 2 έως 6:

Έτσι, στην οξείδωση του σουλφιδίου προς υδρόθειο και θειοθειικού ρΗ διαλύματος αύξησε την οξείδωση υδρόθειου σε σουλφίδιο και διάλυμα θειικού ρΗ μειώνεται, και η δραστική μέσο αντίδρασης δεν μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της οξείδωσης του σουλφιδίου σε θειικού άλατος και θειώδους άλατος. Σε υδατικά διαλύματα υπό την επίδραση του ατμοσφαιρικού οξυγόνου, η διαδικασία οξείδωσης μεθυλικής μερκαπτάνης διέρχεται από σειρά διαδοχικών σταδίων.

Εάν η ενεργός αντίδραση του υδάτινου περιβάλλοντος pH = 7-13.75, τότε το κύριο προϊόν της οξείδωσης του υδρόθειου, υδροθειούχου και θειώδους είναι θειοθειικό.

Η οξείδωση του σταθμού εξάτμισης λυμάτων (pH = 7-7.5) προχωρά σύμφωνα με τις εξισώσεις:

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας οξείδωσης, η τιμή του ρΗ του διαλύματος μειώνεται, είναι δυνατός ο σχηματισμός στοιχειακού θείου.

Κατά την οξείδωση του μαύρου υγρού (ρΗ = 12,15-12,75) εμφανίζονται οι ακόλουθες αντιδράσεις:

Η οξείδωση υδροθειούχου και σουλφιδίου προς θειοθειικό αυξάνει το ρΗ του διαλύματος, η οξείδωση υδροθειούχου προς θειώδες και θειικό μειώνει το ρΗ του διαλύματος και η οξείδωση του σουλφιδίου προς θειώδες και θειικό δεν αλλάζει την ενεργό αντίδραση του μέσου.

Με αύξηση της θερμοκρασίας και της πίεσης αυξάνεται ο ρυθμός αντίδρασης και το βάθος οξείδωσης των σουλφιδίων και υδροσουλφιδίων. Θεωρητικά, καταναλώνεται 1 g οξυγόνου για την οξείδωση 1 g σουλφιδικού θείου. Για την πλήρη οξείδωση του μαύρου υγρού (με συγκέντρωση σουλφιδίου 6 g / l) με θερμοκρασία 80-100 ° C υπό πίεση 0,1-0,8 MPa, απαιτούνται 5,4 kg οξυγόνου και 28 m 3 αέρα και 1 m 3 υγρού, η διάρκεια επαφής με αυτό είναι 1 λεπτό.

Ένα σχηματικό διάγραμμα της εγκατάστασης οξείδωσης σουλφιδίου φαίνεται στο Σχ. 1.53. Τα απόβλητα ύδατα εισέρχονται στη δεξαμενή υποδοχής και μέσω του εναλλάκτη θερμότητας τροφοδοτούνται στη στήλη οξείδωσης και εισάγουν αέρα στο κατώτερο τμήμα της στήλης. Η υγρασία από τον αέρα εξαγωγής συμπυκνώνεται στον διαχωριστή, από όπου αποστέλλεται στη δεξαμενή λήψης. Μετά την οξείδωση, τα λύματα ψύχονται στο ψυγείο και παρέχονται για περαιτέρω καθαρισμό. Τα μη επεξεργασμένα λύματα θερμαίνονται από υδρατμούς και θερμότητα συμπυκνώματος.

Το Σχ. 1.53. Σχηματικό διάγραμμα της εγκατάστασης της οξείδωσης των σουλφιδίων που περιέχονται στα λύματα με οξυγόνο αέρα:

1 - Δεξαμενή υποδοχής. 2 - αντλία. 3 - εναλλάκτης θερμότητας. 4 - στήλη οξείδωσης. 5 - διανομέας αέρα. 6 - ψυγείο. 7 - διαχωριστικό

Οξείδωση από καπναέρια. Εκτελέστε τη διαδικασία καταστροφής των ενώσεων σουλφιδίου μπορεί επίσης να είναι το διοξείδιο του άνθρακα που περιέχεται στα καυσαέρια καυσαερίων. Η ουσία αυτής της μεθόδου είναι η ακόλουθη: το απόβλητο ύδωρ που περιέχει θειούχα αλκάλια από την παγίδα λαδιού εισέρχεται στη δεξαμενή υποδοχής, στη συνέχεια θερμαίνεται σε εναλλάκτη θερμότητας και αποστέλλεται για απόσμηση στη στήλη, στην οποία φτάνουν οι ατμοί και τα καυσαέρια. Ο σχηματισμός ανθρακικών αλάτων συμβαίνει σύμφωνα με τις ακόλουθες εξισώσεις:

Το εκπεμπόμενο υδρόθειο που απομακρύνεται από καυσαέρια και ατμό αποστέλλεται για αποτέφρωση και όταν χρησιμοποιεί διοξείδιο του άνθρακα χρησιμεύει ως πρώτη ύλη για την παραγωγή θειικού οξέος.

Οξείδωση από πυρολυσίτη. Η διαδικασία διεξάγεται διηθώντας τα λύματα μέσω αυτού του υλικού ή σε συσκευή με έναν αναμικτήρα. Ο πυρολυσίτης είναι ένα φυσικό υλικό που αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του μαγγανίου. Χρησιμοποιείται ευρέως για την οξείδωση τρισθενούς αρσενικού έως πενταεστέρα:

Η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει τον βαθμό οξείδωσης. Ο βέλτιστος τρόπος οξείδωσης έχει ως εξής: ο ρυθμός ροής είναι τέσσερις φορές σε σύγκριση με τον στοιχειομετρικό. Η οξύτητα του νερού είναι 30-40 g / l, η θερμοκρασία του νερού είναι 70-80 ° C.

Οζονισμός. Η οξείδωση του όζοντος σας επιτρέπει να παράγετε ταυτόχρονα αποχρωματισμό νερού, εξάλειψη των γεύσεων και οσμών και απολύμανση. Οζονισμός μπορεί να καθαρίσει τα λύματα από φαινόλες, προϊόντα πετρελαίου, υδρόθειο, την ένωση: αρσενικό, επιφανειοδραστικές ουσίες, κυανίδια, βαφές, καρκινογόνους αρωματικούς υδρογονάνθρακες, παρασιτοκτόνα κ.λπ.

Το όζον είναι αέριο χλωμό ιώδες. Στη φύση, βρίσκεται στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Σε θερμοκρασία 111,9 ° C, το όζον μετατρέπεται σε ασταθές υγρό με σκούρο μπλε χρώμα. Φυσικοχημικές ιδιότητες όζοντος: σχετικό μοριακό βάρος 48, πυκνότητα (σε θερμοκρασία 0 ° C και πίεση 0,1 ΜΡα) 2,154 g / l; σημείο τήξεως 192,5 ° C. θερμότητα σχηματισμού 143,64 kJ / mol; ο συντελεστής διαλυτότητας σε νερό στους 0 ° Ο είναι 0,49. στους 20 ° C - 0.29; δυναμικό οξειδοαναγωγής 2.07 V. Η διαλυτότητα του όζοντος στην είσοδο εξαρτάται επίσης από την ενεργό αντίδραση του μέσου, την παρουσία οξέων, αλκαλίων και αλάτων. Έτσι, παρουσία οξέων και αλάτων, η διαλυτότητα του όζοντος αυξάνεται και παρουσία αλκαλικών μειώνεται.

Το όζον είναι ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας και έχει την ικανότητα να καταστρέφει πολλές οργανικές ουσίες και ακαθαρσίες σε υδατικά διαλύματα σε κανονικές θερμοκρασίες. Το όζον αποσυνδέεται αυθόρμητα στον αέρα και σε υδατικά διαλύματα, αποσυντίθεται σε ένα μόριο και ένα άτομο οξυγόνου. Ο ρυθμός αποσύνθεσης σε υδατικό διάλυμα αυξάνεται με την αυξανόμενη αλατότητα, το ρΗ και τη θερμοκρασία.

Το καθαρό όζον είναι εκρηκτικό, επειδή όταν αποσυντίθεται, μια σημαντική ποσότητα θερμότητας απελευθερώνεται, πολύ τοξική. Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση στον αέρα της περιοχής εργασίας είναι 0,0001 mg / m 3. Η απολυμαντική επίδραση του όζοντος βασίζεται σε υψηλή οξειδωτική ικανότητα, λόγω της ευκολίας παροχής του ενεργού ατόμου οξυγόνου (Ο3 = Ο2 + Ο). Το όζον οξειδώνει όλα τα μέταλλα εκτός από τον χρυσό, μετατρέποντάς τα σε οξείδια.

Σε υδατικό διάλυμα, το όζον διασπάται ταχύτερα από ό, τι στον αέρα. πολύ γρήγορα διαχωρίζεται σε αδύναμα αλκαλικά διαλύματα. Σε όξινα διαλύματα, το όζον είναι πιο ανθεκτικό. Αποικοδομείται πολύ αργά σε καθαρό, ξηρό αέρα.

Όταν το νερό επεξεργάζεται με όζον, η οργανική ύλη αποσυντίθεται και το νερό απολυμαίνεται. τα βακτήρια πεθαίνουν αρκετές χιλιάδες φορές πιο γρήγορα από ό, τι όταν το νερό επεξεργάζεται με χλώριο. Η διαλυτότητα του όζοντος στο νερό εξαρτάται από το pH και την περιεκτικότητα των διαλυτών ουσιών στο νερό. Μια χαμηλή περιεκτικότητα σε οξέα και ουδέτερα άλατα αυξάνει τη διαλυτότητα του όζοντος. Η παρουσία αλκαλίων μειώνει τη διαλυτότητα του Ο3. Η δράση όζοντος σε διαδικασίες οξείδωσης μπορεί να συμβεί σε τρεις διαφορετικές κατευθύνσεις: άμεση οξείδωση με τη συμμετοχή ενός ατόμου οξυγόνου, προσθήκη ολόκληρου του μορίου όζοντος στην οξειδωμένη ουσία με σχηματισμό οζονιδίων. καταλυτική ενίσχυση των οξειδωτικών επιδράσεων του οξυγόνου που υπάρχει στον οζονισμένο αέρα. Ο μηχανισμός της αντίδρασης αποσύνθεσης του όζοντος είναι αρκετά περίπλοκος, δεδομένου ότι πολλοί παράγοντες επηρεάζουν την ταχύτητα καταστροφής: συνθήκες μετάβασης του όζοντος από την αέρια φάση σε υγρό, αναλογία μεταξύ της μερικής πίεσης του αερίου και της διαλυτότητάς του σε υδατικό διάλυμα, της κινητικής οξείδωσης του όζοντος της υδατοφερόμενης μόλυνσης.

Σε σύγκριση με άλλους οξειδωτικούς παράγοντες, όπως το χλώριο, το όζον έχει πολλά πλεονεκτήματα. Μπορεί να ληφθεί απευθείας στη μονάδα επεξεργασίας και η πρώτη ύλη είναι τεχνικό οξυγόνο ή ατμοσφαιρικός αέρας.

Η υπόσχεση της χρήσης οζονισμού ως οξειδωτικής μεθόδου οφείλεται επίσης στο γεγονός ότι δεν οδηγεί σε αύξηση της σύνθεσης άλατος των επεξεργασμένων λυμάτων, δεν ρυπαίνει το νερό με προϊόντα αντίδρασης και η ίδια η διαδικασία είναι εύκολα προμηθεύεται με πλήρη αυτοματοποίηση.

Στη διαδικασία επεξεργασίας λυμάτων, το όζον που τροφοδοτείται στον θάλαμο αντίδρασης με τη μορφή μίγματος όζοντος-οξυγόνου ή αέρα-οζονίου, εισέρχεται σε χημική αντίδραση με ουσίες που ρυπαίνουν τα λύματα. Έτσι, η οζονίωση είναι μια διαδικασία απορρόφησης που περιπλέκεται από χημικές αντιδράσεις.

Ο πιο οικονομικός τρόπος είναι η απευθείας απόκτηση όζοντος στη μονάδα επεξεργασίας μέσω μιας ήπιας (βραχείας) ηλεκτρικής εκκένωσης στον αέρα. Μία ήρεμη απαλλαγή σχηματίζεται σε στενό χώρο αερίου μεταξύ δύο ηλεκτροδίων, στους οποίους εφαρμόζεται ρεύμα 5-25 χιλιάδων V. Ο οζονιστής χρησιμοποιεί ηλεκτρόδια από γυαλί, η εσωτερική επιφάνεια του οποίου καλύπτεται με μεταλλικό αμάλγαμα. Το στρώμα του είναι ηλεκτρόδιο υψηλής τάσης.

Στις υπάρχουσες βιομηχανικές γεννήτριες, οι οζονιστές χρησιμοποιούν υάλινα σωληνωτά ή ελασματοειδή στοιχεία. Συνήθως, οι οζονιστές κατασκευάζονται με τη μορφή κυλινδρικών δοχείων, στις οποίες είναι διατεταγμένες αρκετές δωδεκάδες παράλληλα σωληνωτά στοιχεία οζονισμού, αποτελούμενα από δύο ομόκεντρα τοποθετημένα γυάλινα σωληνοειδή ηλεκτρόδια. Ο αέρας κινείται κατά μήκος του άξονα των στοιχείων οζονισμού στον δακτυλιοειδή χώρο μεταξύ των ομόκεντρα τοποθετημένων ηλεκτροδίων. Τα μόρια οξυγόνου υπό τη δράση των ηλεκτρικών εκκενώσεων θρυμματίζονται και τα προκύπτοντα άτομα συνδέονται εύκολα με ολόκληρα μόρια της μοριακής τους συγγένειας σχηματίζοντας ένα μόριο όζοντος:

Μεγάλη σημασία έχει επίσης το γεγονός ότι το άτομο οξυγόνου που απελευθερώνεται σε αυτή την αντίδραση μπορεί να αλληλεπιδράσει με το μόριο του όζοντος με την απελευθέρωση θερμότητας:

Η απόδοση του οζονιστή και η κατανάλωση ενέργειας για την παραγωγή όζοντος εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από την περιεκτικότητα σε υγρασία του αέρα που εισέρχεται στον οζονιστήρα, τη θερμοκρασία του, τη συγκέντρωση οξυγόνου, καθώς και από τον σχεδιασμό του οζονιστήρα και τη μέθοδο παροχής του μίγματος όζοντος-αέρα στον αντιδραστήρα.

Το βασικό τεχνολογικό σχέδιο οζονισμού βιομηχανικών λυμάτων εικ. Το 1.54 αποτελείται από δύο βασικούς κόμβους: την παραγωγή όζοντος και την επεξεργασία λυμάτων. Η μονάδα παραγωγής όζοντος περιλαμβάνει τις ακόλουθες μονάδες: λήψη και ψύξη αέρα, ξήρανση, φιλτράρισμα αέρα, παραγωγή όζοντος.

Το Σχ. 1.54. Τεχνολογικό σχέδιο για την οζονίωση βιομηχανικών λυμάτων

Ο ατμοσφαιρικός αέρας διαμέσου του άξονα εισαγωγής αέρα 1 τροφοδοτείται χρησιμοποιώντας φυσητήρα 4 διαμέσου της γραμμής 2 στο φίλτρο 3, όπου καθαρίζεται από σκόνη, μετά τον οποίο τροφοδοτείται αέρας μέσω του εναλλάκτη θερμότητας 5 στον διαχωριστή ύδατος της συμπυκνωμένης υγρασίας 6 και στη συνέχεια

σε αυτόματες εγκαταστάσεις για ξήρανση με αέρα 7 (προσροφητές), φορτωμένες με ενεργή αλουμίνα. Ο αέρας τροφοδοτείται στην αναγέννηση των προσροφητών μέσω της γραμμής 8. Ο ξηρανθείς αέρας εισέρχεται στις αυτόματες μονάδες φίλτρου 9, όπου ο αέρας καθαρίζεται λεπτομερώς από τη σκόνη. Από τα φίλτρα, ο ξηρός και καθαρισμένος αέρας τροφοδοτείται στις μονάδες οζονιστήρα 11, όπου παράγεται με την επίδραση μιας ηλεκτρικής εκφόρτισης όζον, η οποία μαζί με τον αέρα με τη μορφή μίγματος όζοντος αέρα διαβιβάζεται μέσω της γραμμής 13 στον θάλαμο επαφής 14 και αναμειγνύεται με τα επεξεργασμένα λύματα που τροφοδοτούνται μέσω της γραμμής 15. Το μίγμα όζοντος-αέρα ψεκάζεται με πορώδεις κεραμικούς σωλήνες 16. Η κυκλοφορία του επεξεργασμένου υγρού και του μίγματος όζοντος-αέρα στον θάλαμο επαφής προς την αντίθετη κατεύθυνση παρέχει μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα οζονισμού. Τα οζονισμένα λύματα εκκενώνονται μέσω της γραμμής 17. Βοηθητικός εξοπλισμός: γραμμή 10 - παροχή πόσιμου νερού, 12 - εκφόρτωση στο σύστημα αποχέτευσης, 18 - παροχή ψυχρού άλμης, 19 - δεξαμενή ψυχόμενης άλμης, 20 - τριφασική βαλβίδα ανάμιξης, 21, αντίστοιχα θερμαινόμενη και ψυχρή άλμη, 23 - θερμαινόμενη δεξαμενή άλμης, 24 - θερμαινόμενη παροχή αλατιού, 25 - μηχανή ψύξης. Οι κάμερες επαφής μπορεί να είναι μονής και διπλής βαθμίδας.

Λόγω αναπνευστική τοξικότητα του όζοντος και του κεντρικού νευρικού συστήματος, ιδιαίτερη προσοχή έχει δοθεί στο σχεδιασμό των εγκαταστάσεων του όζοντος κτήρια των αντιδραστήρων διαρροή εξαερισμού (μέγιστη επιτρεπόμενη περιεκτικότητα του όζοντος σε αέρα στους εσωτερικούς χώρους, όπου οι άνθρωποι βρίσκονται, είναι 0,0001 mg / L). Η ξήρανση του αέρα είναι ένα από τα κύρια στάδια της προετοιμασίας του αέρα πριν από την παραγωγή όζοντος, δηλ. ακόμη και μια μικρή περιεκτικότητα σε υγρασία μειώνει την παραγωγή όζοντος και οδηγεί σε υπερβολική κατανάλωση ενέργειας. Για την παροχή του επιθυμητού βαθμού ξήρανσης αέρα (σημείο δρόσου έως 50 ° C) κατά τη διάρκεια περιόδων του έτους, η οποία χαρακτηρίζεται από μια υψηλή περιεκτικότητα σε υγρασία στον αέρα περιβάλλοντος, υπό την προϋπόθεση προ-ψύξη του αέρα σε μια θερμοκρασία 8 ° C. Ο αέρας σύστημα ψύξης επεξεργασία παγωμένο αλατόνερο, τροφοδοτούμενο από το ψυκτικό συγκρότημα φρέον η οποία αποτελείται από τις δεξαμενές ψύχεται και θερμαίνεται άλμη, εξοπλισμό και ένα στοιχείο ελέγχου θερμοκρασίας αέρα άντληση μετά τους εναλλάκτες θερμότητας.

Το όζον και τα υδατικά διαλύματα του είναι εξαιρετικά διαβρωτικά: καταστρέφουν το χάλυβα, το χυτοσίδηρο, το ελαστικό χαλκού, το εβόνη. Επομένως, όλα τα στοιχεία των εγκαταστάσεων όζοντος και των αγωγών που έρχονται σε επαφή με το όζον και τα υδατικά διαλύματα του είναι κατασκευασμένα από ανοξείδωτο χάλυβα και αλουμίνιο.

Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για την απόκτηση ενός κιλού όζοντος από καλά αποξηραμένο αέρα για τους οζονιστήρες διαφόρων τύπων είναι 13-29 kW ∙ h και από ξηρό αέρα 43-57 kWh. Η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για την αφυδάτωση αέρα και η συμπίεσή της για παραγωγή όζοντος είναι 6-10 kW ∙ h.

Στα επεξεργασμένα λύματα το όζον εγχέεται με διάφορους τρόπους:

- με διοχέτευση αέριου που περιέχει όζον μέσω ενός στρώματος νερού (ο αέρας διανέμεται μέσω φίλτρων).

- Αντίστροφη απορρόφηση του όζοντος με νερό σε απορροφητές με διάφορα ακροφύσια (ακροφύσιο χορδής, δακτύλιοι Raschig κ.λπ.).

- με ανάμιξη νερού με ένα μείγμα όζοντος-αέρα σε εγχυτήρες ή ειδικούς περιστροφικούς μηχανικούς αναμίκτες.

Κατά τον υπολογισμό των θαλάμων αντίδρασης επαφής, πρώτα απ 'όλα καθορίζουν την περιοχή των στοιχείων διασκορπισμού που τοποθετούνται στον πυθμένα του θαλάμου για ομοιόμορφη κατανομή του μείγματος όζοντος-αέρα στο νερό. Κατά τη χρήση κεραμομετάλλου ή κεραμικό σωλήνα με μέγεθος πόρων 40-100 um, αντίστοιχα, και 60-100 microns, την βέλτιστη διασπορά λειτουργία η οποία συμβαίνει σε ένα ρυθμό ψεκασμού αντίστοιχα 76-91 και 20-26 m 3 / (m 2 ώρες ∙) όπως διακοπτών. Η απαιτούμενη συνολική επιφάνεια όλων των στοιχείων ψεκασμού του θαλάμου επαφής του τύπου φυσαλίδων προσδιορίζεται από τον τύπο:

όπου Q - ροή λυμάτων, m 3 / h; - την απαιτούμενη δόση όζοντος, g / m 3, - τη συγκέντρωση όζοντος στο μείγμα όζοντος-αέρα, g / m 3, - την ένταση ψεκασμού ανά μονάδα επιφάνειας πορωδών ψεκαστήρων, m 3 / (m 2 h).

Ο αριθμός των στοιχείων ψεκασμού:

όπου - η περιοχή ενός στοιχείου ψεκασμού, m 2.

Οι μεταλλικοί κεραμικοί σωλήνες ψεκασμού πρέπει να τοποθετούνται στο κάτω μέρος των θαλάμων επαφής σε απόσταση 0,4 μ., Σε κεραμικούς σωλήνες σε απόσταση 0,5 μέτρων μεταξύ των αξόνων. Με αυτή τη διάταξη των σωλήνων, οι φούσκες φούσκας συνδυάζονται σε ύψος 2 m.

Ο συνολικός όγκος του θαλάμου υπολογίζεται από τον τύπο

όπου kpr - συντελεστής αύξησης του όγκου του νερού λόγω καθαρισμού του με μείγμα όζοντος-αέρα, συνήθως ίσο με 1,1 · t είναι η διάρκεια διαμονής των λυμάτων στο θάλαμο αντίδρασης, h.

Doz και t προσδιορίζονται πειραματικά για κάθε τύπο βιομηχανικών λυμάτων. Το ύψος του στρώματος νερού πάνω από τα ακροφύσια H = 4.5-5 m. Σε θαλάμους αντίδρασης δύο σταδίων, το ύψος της υδατικής στρώσης σε κάθε θάλαμο είναι 2.5-2.8 m.

Η απαιτούμενη ποσότητα όζοντος σε kg / h καθορίζεται από την έκφραση:

Ο αριθμός των οζονιστών βασίζεται στην απόδοση των εμπορικών οζονιστών:

όπου k είναι ο συντελεστής ασφαλείας που λαμβάνεται για να είναι 1,05-1,1. qoz - παραγωγικότητα ενός οζονιστή, kg / h.

Στην καρτέλα. 1.9 Τα κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά της εγχώριας πολυάριθμες μελέτες ozonatorov.Privedennye στην οξείδωση των διαφόρων οργανικών ρύπων με όζον αποδείξει την αποτελεσματικότητα αυτής της μεθόδου για τη θεραπεία των υδατικών διαλυμάτων που περιέχουν φαινόλες, κυκλοπεντάνιο, κυκλοεξάνιο, τετρα-etilsvinets, και sulfanaftenovye ναφθενικά οξέα, τα κυανιούχα, κρεσόλες, anionoakiativnye μη ιονικό επιφανειοδραστικό, λάδι, κλπ.

Κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά των οζονιστήρων οικιακής χρήσης

Ονομαστική χωρητικότητα όζοντος, kg / g