Реагентный метод. 
Реагентный метод

Реагентный метод

Сущность метода: заключается в переводе растворимых веществ в нерастворимые при добавлении различных реагентов с последующим отделением их в виде осадков. В ряде случаев реагентная обработка требуется в качестве предварительной перед последующей очисткой сточных вод.

Метод включает в себя процессы нейтрализации, коагуляции, окислительно-восстановительные реакции, осаждение и обезвоживание образующегося осадка, и позволяет довольно полно удалять из стоков ИТМ (ионы тяжелых металлов).

Нормализация рН может быть достигнута за счет введения в нее подкисляющих реагентов (кислот) или подщелачивающих веществ (щелочей). Этот процесс называется коррекция кислотно-щелочного баланса воды.

Несмотря на то, что реагентный способ используется повсеместно, достичь требуемого качества очистки он не позволяет. Дело осложняется тем, что каждый металл имеет свой интервал рН при котором происходит реакция обмена с образованием нерастворимого гидроксида. При дальнейшем повышении рН осадок опять начинает растворяться.

В качестве реагентов используют флокулянты и коагулянты, вещества, нормализующие кислотно-щелочной состав:

• — окислители — хлор, перманганат калия, озон;
• — подщелачивающие вещества — известь, гидроксид кальция и натрия, сода;
• — подкисляющие вещества — серная и соляная кислоты.

До недавнего времени на очистных сооружениях промышленных сточных вод в качестве реагента использовалось известковое молоко (водный раствор гидратной извести), но такой метод обладает рядом недостатков, которых можно избежать при использовании щелочи (NaOH). Замена известкового молока на щелочь позволяет:

• 1. Избежать использования дорогостоящего известкового хозяйства;
• 2. Сократить количество используемых реагентов на станции нейтрализации;
• 3. Отказаться от транспортирования извести;
• 4. Повысить безопасность рабочего места оператора за счет сокращения выбросов известковой пыли в воздух рабочей зоны;
• 5. Уменьшить потребность в производственных площадях.

Рис. 1. Схема реагентной очистки производственных сточных вод:

1 — подача сточных вод, 2 — сооружения механической очистки, 3 — смеситель, 4 — дозирующее устройство, 5 — реагентное хозяйство (склады реагентов, растворные баки), 6 — нейтрализатор, 7 — отстойник, 8 — выпуск сточных вод, 9 — выпуск осадка, 10 — сооружения по обработке осадка реагент химический осадок Достоинства метода:

• 1) широкий интервал начальных концентраций ионов тяжелых металлов;
• 2) универсальность;
• 3) простота эксплуатации;
• 4) отсутствует необходимость в разделении промывных вод и концентратов.

Недостатки метода:

• 1) не обеспечивается ПДК для рыбохозяйственных водоемов;
• 2) громоздкость оборудования;
• 3) значительный расход реагентов;
• 4) дополнительное загрязнение сточных вод;
• 5) невозможность возврата в оборотный цикл очищенной воды из-за повышенного солесодержания.
• 6) затрудненность извлечения из шлама тяжелых металлов для утилизации;
• 7) потребность в значительных площадях для шламоотвалов.

Эффективность очистки реагентным методом 60%.

500 мг/л = 0,5 г/л.

H₂SO₄:

NaOH = 0,5· 0,82 = 0,41 г на 1 литр

HCl:

NaOH = 0,5· 1,09 = 0,545 г на 1 литр

NaOH+ H₂SO₄=Na₂SO₄ + H₂O.

NaOH + HCl = NaCl + H₂O.

Значения рН осаждения гидроксидов металлов

Таблица растворимости гидроксидов.

Гидроксид железа (III) Fe (OH)₃ — вещество красно-бурого цвета, нерастворимое в воде и избытке щелочи.

Гидроксид железа (III) получают из солей железа (III) при взаимодействии их со щелочами:

FeCl₃ + 3NaOH = Fe (OH)₃ + 3NaCl,.

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Fe (OH)₃ + 3Na₂SO₄

Гидроксид цинка Zn (OH)₂ — белое аморфное вещество малорастворимо в воде.

Гидроксид цинка Zn (OH)₂ получают, действуя щелочами на растворы солей цинка:

реагент химический осадок.

ZnCl₂+2NaOH = Zn (OH)₂+2NaCl,.

ZnSO₄ + 2NaOH = Zn (OH)₂ + Na₂SO₄