Нейтрализация

Нейтрализацией называется обработка воды с целью регулирования значения рН. Нейтрализация оказывается необходимой для предотвращения коррозионных процессов в трубопроводах, для поддержания оптимальных условий жизнедеятельности микроорганизмов на очистных сооружениях систем водоотведения, перед сбросом некоторых видов очищенных сточных вод в водоем. Во всех перечисленных случаях в результате нейтрализации желательно иметь значение рН воды близким к 7.

Для обработки кислых вод в качестве нейтрализующих реагентов используются каустическая сода, кальцинированная сода и известь. Рассмотрим три основных случая, когда с помощью перечисленных реагентов требуется нейтрализовать воду, содержащую либо избыток СО2, либо HCl, либо H2SO4. Реакции нейтрализации записываются следующим образом:

CO2 + NaOH = NaHCO3;

HCL + NaOH = NaCl + H2O;

H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O;

CO2 + Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3;

2HCL + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2↑;

H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + H2O + CO2↓;

CO2 + Ca(OH)2 = Ca(HCO3)2;

2HCL + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O;

H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4↓ + 2H2O.

Выбор нейтрализующего реагента в каждом конкретном случае должен быть обоснован. В частности, следует учитывать: 1) в результате реакций нейтрализации образуются хорошо растворимые соли^ вследствие чего солесодержание обработанной воды возрастает; 2) выделяющийся в реакциях СО2 может вызвать ряд нежелательных явлений: пенообразование, флотацию взвешенных частиц и т.д.; 3) нейтрализация серной кислоты известью сопровождается образованием осадка, поэтому требуется отстаивание нейтрализованной воды. Образование относительно малорастворимого гипса и выпадение его в осадок приводит к значительным осложнениям, поскольку гипс откладывается на стенках трубопроводов и аппаратуры. Растворы гипса обладают способностью к пересыщению, что затем приводит к усиленной кристаллизации. Для уменьшения этого явления применяют рециркуляцию (возврат образующегося осадка в зону реакции). Возврат концентрированного раствора препятствует пересыщению и способствует тем самым поддержанию условий равновесия.

Из рассмотренных реагентов наиболее часто применяется известь, что объясняется более низкой стоимостью ее по сравнению с NaOH и Na2CO3.

Для нейтрализации щелочных сточных вод используются обычно сильные кислоты.

При обработке сточных вод обязательно рассматривается возможность взаимной нейтрализации кислых и щелочных стоков, если и те и другие образуются в технологическом цикле производства.

При расчете количеств нейтрализующего реагента составляют стехиометрическое уравнение реакции и принимают величину на 10% выше расчетной. Если в обрабатываемой воде есть другие примеси, способные связывать нейтрализующий реагент, например, при нейтрализации кислых сточных вод с большим содержанием в них тяжелых металлов, количество реагента принимают с учетом этих дополнительных реакций.

www.ovode.net 2011