Курсовая работа (т): Нейтрализация сточных вод

Более универсальным, хотя и более дорогими, являются методы, основанные на разделении компонентов или получении на основе входящих в ОТР ингредиентов новых ценных продуктов. [1]

4. Описание основного аппарата

При высокой производительности может быть применен и непрерывный процесс получения магнетита с помощью каскада реакторов. Для интенсификации процесса следует использовать устройство, позволяющее уменьшить пенообразование, которое неизбежно происходит при интенсивной аэрации стоков, содержащих ПАВ. Для этого достаточно предусмотреть обработку образующегося газопенного потока исходным кислым раствором. Противоточное движение газов и жидкости позволяет при этом, как и обычно в химической технологии, увеличить "выход реакции" (уменьшить потери тепла, улучшить использование воздуха и др.). На рисунке показан аппарат, разработанный для этой цели.

5. Технико-экономический анализ выбранного метода

Наиболее существенным преимуществом метода очистки стоков, основанного на получении магнетита, кроме прямого снижения затрат на обезвоживания шламов, является возможность организации оборотного водоснабжения. Основные технико-экономические показатели процессов очистки промывных вод приведены в таблице.

Затраты на очистку промывных вод при нейтрализации, руб/т стали¹.

¹ Числитель-обычная нейтрализация известковым молоком; знаменатель-с ферритизацией шлама и оборотным водоснабжением.

² Стоимость воды с учетом платы за сброс в канализацию принята 10 коп/м³.

Сущность метода заключается в применении активной гипсовой затравки, ускоряющей снятие пересыщения. Затравка, приготовленная из ОТР или из ПВ с добавлением небольшого количества ОТР для ее активации, обеспечивает резкое увеличение скорости кристаллизации растворенного гипса и одновременно играет роль утяжелителя и флокулянта (седиментанта), так как она содержит и магнетит.

Применение активной затравки, приготовляемой из серной кислоты и извести, как это практикуется в других отраслях, потребовало бы специальной аппаратуры и дополнительного расхода реагентов энергии и не привело бы к интенсификации осаждения взвеси и ее отделения от воды.

Комплексное решение вопросов интенсификации уплотнения осадка и стабилизации воды является одним из преимуществ метода. Дополнительный эффект его применения - улучшение качества осветленной воды в шламонакопителях.

При обычной нейтрализации, даже в случае избытка извести, как известно, гидрооксида, образуется также и основные соли, например:

2FeSO₄+Ca(OH)₂=[Fe(OH)₂]SO₄+CaSO₄

С течением времени происходят их окисление растворенным кислородом и гидролиз с образованием свободной кислоты:

[Fe(OH)₂]SO₄+H₂O+0,5O₂=2FeOOH+H₂SO₄

В результате часть осадка растворяется и загрязняет осветленную воду солями железа. Так, вода над шламом одного из накопителей даже при нейтрализации до рН=8 содержала до 1г/л железа.

Длительное наблюдение за составом воды, контактировавшей с влажным и высушенным осадком, полученным при нейтрализации модельных растворов различных видов, показало, что при нейтрализации до рН=8-9 при слабом перемешивании кислотность воды вначале снижается (что связано с растворением избытка извести), а затем повышается до рН=4-5. В суспензии, нейтрализованной до рН=8,1, содержание железа в отфильтрованной пробе составляло 100 мг/л, а через 10 суток достигло уже 200. В образцах, предохраняемых от воздействия воздуха, снижения рН практически не наблюдалось.

Если нейтрализацию проводить при длительном перемешивании, первоначально повышения рН не происходит (известь реагирует полностью), но снижение рН в результате гидролиза все равно имеет место. Над осадком магнетита и солей железа, а также в контрольной пробе, не содержащей железа (осадок извести), подкисление обусловлено только влиянием углекислоты воздуха и незначительно (на единицу рН за 6 месяцев).

Для выяснения необходимой длительности перемешивания известкового молока со стоками в целях более полного протекания реакции были проведены эксперименты, которые подтвердили ту же закономерность: рН суспензии вначале повышается, а затем через 30-40 минут стабилизируется.

Таким образом, для предотвращения загрязнения водоемов и почвы растворимыми солями необходимо либо полное окисление солей железа до Fe(III), либо перевод осадка в форму магнетита. Для более полного использования извести с учетом реакции гидролиза основных солей требуется перемешивать нейтрализованную суспензию не менее 30-40 минут.

Заключение

Разработаны методы получения магнетита и гипса или магнетита и сульфата аммония и при переработка ОТР сернокислого травления. В институте "черметэноргоочистка" выполнено технико-экономическое сравнение ряда методов переработки ОТР. Оценка сделана на основании проектных проработок для заводов различной производительности. Анализ показал, что самый простой метод очистки - нейтрализации стоков со сбросом их в шламонакопитель - не только не обеспечивает защиты среды, но и в экономическом отношении уступает другим, если учитывать стоимость шламонакопителя. Метод с получением уплотненного осадка предпочтительнее.[1]

Список используемой литературы

1 Вайнштейн И.А. Очистка и использование сточных вод травильных отделений. - М.: Металлургия, 1986. - 112с.

Шабалин А.Ф. Очистка и использование сточных вод на предприятиях черной металлургии. - М.: Металлургия, 1968. - 505с.

Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации веществ в окружающей среде: Справочник. - Л.: Химия, 1985. - 528с.

Мичри А.А. Очистка водного раствора сульфата закисного железа// РЖХ сводный том. - М.: Химия. - №19. - 248с.