11-1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
Нейтрализация кислых сбросных вод является одним из важнейших вопросов, возникающих при проектировании и эксплуатации обессоливающих установок, но до настоящего времени его нельзя считать решенным. Разрабатывая схему нейтрализации кислых сбросных вод, нужно учитывать солевой состав исходной воды, схему обессоливающей установки и ее производительность и др. специфические условия. Разработанная схема должна быть по возможности простой, экономичной, легко обслуживаемой эксплуатационным персоналом и самое главное — обеспечивающей полную нейтрализацию кислых вод применяемыми согласно схеме реагентами.
Ниже приводится описание важнейших схем нейтрализации кислых сбросных вод.
Нейтрализация кислых сбросных вод может быть осуществлена в дренажном канале различными способами В одном случае в специальный приямок дренажного канала загружается комковая известь или дробленый белый мрамор. Однако такой способ нейтрализации себя не оправдал: происходит гипсование поверхности комков извести или кусков мрамора, вследствие чего не достигается полная нейтрализация кислых ,вод. Шурование загрузки канала является очень трудоемкой операцией и не обеспечивает полной нейтрализации. Расход извести и мраморной крошки оказывается весьма значительным даже при небольшой производительности установки и средней минерализованности обессоливаемой воды, в чем легко убедиться, сделав соответствующий расчет.
Хорошие результаты можно получить при применении для нейтрализации магнезитовой или доломитовой крошки. Магнезитовую или доломитовую крошку с размером зерен 0,5—2 мм загружают не в канал-нейтрализатор, а в специальный бак, на дне которого имеется дренажная система из винипластовых труб с нафрезерованными щелями. Кислая вода, поступающая в дренажную систему, поднимается снизу вверх через слой доломита. При этом она распределяется по поперечному сечению бака и, пройдя слой доломитовой крошки, сливается в сборный лоток. Скорость восходящего потока воды не должна быть больше 20 м/ч. Взаимодействие кислоты с доломитом выражается следующей реакцией:
Доломитовая крошка не должна содержать значительных примесей известняка, так как в этом случае может начаться гипсование.
Нейтрализацию кислых сбросных вод в дренажном канале можно производить также путем подачи в канал «на ходу», т. е. в кислые воды, необходимого количества щелочи. Для нейтрализации кислых вод можно применять известковое молоко, растворы соды или едкого натра. Применять едкий натр или соду можно только в том случае, если количество кислых вод небольшое, так как стоимость этих реагентов достаточно высокая.
При нейтрализации кислых вод известковым молоком оно подается в канал одновременно с кислыми водами. Система приготовления, хранения и подачи известкового молока не должна в этом случае находиться на слишком большом расстоянии от места нейтрализации. Известковое молоко можно из мешалки или баков-хранилищ известкового молока подавать насосом в приямок дренажного канала.
Преимуществом такого способа нейтрализации является сокращение объема работ по химической защите дренажных каналов, а также то, что нет необходимости в установке баков сбора кислых вод и перекачивающих насосов. Недостатком способа являются трудности при решении вопроса о дозировке известкового молока. Кислотность сбросных вод в процессе регенерации Н-катионитовых фильтров все время изменяется. При нейтрализации, очевидно, придется ориентировать дозировку на максимальную кислотность воды, что приводит к очень большому перерасходу известкового молока — выходом из положения является регулировка подачи его в соответствии с кислотностью воды. Однако ручная регулировка подачи затруднительна, требует много времени и, как показывает опыт, несмотря на все старания, приводит к значительному перерасходу известкового молока. Сведение потерь извести к минимуму можно добиться только автоматизацией подачи в дренажный канал в соответствии с кислотностью нейтрализуемых вод. В этом случае можно получить расход извести, близкий к теоретическому, но схема нейтрализации значительно усложняется.
Применение известкового молока и продувочного шлама, дня нейтрализации кислых сбросных вод, очевидно, возможно только в тех случаях, когда схема предочистки воды предусматривает ее известкование, т. е. имеется известковое хозяйство. В связи с этим возникает очень серьезный вопрос о целесообразности известковании воды на тех водоочистках, где производится Н-катионирование воды. При работе по подобным схемам всегда имеется значительное количество кислых сбросных вод, нейтрализовать которые гораздо выгоднее дешевым известковым молоком, чем применять для этой цели дорогие щелочные реагенты вроде едкого натра и соды. Возможность отказа от «чистой» коагуляции в пользу известкования-коагуляции должен решаться в каждом отдельном случае, исходя из химического состава обрабатываемой воды, схемы установки и технико-экономических расчетов.
Регенерационные и отмывочные воды после Н-катионитовых фильтров можно собирать в специальный бак (или бассейн), направляя в «его раствор щелочи для нейтрализации. Для нейтрализации кислых сбросных вод следует использовать щелочные регенерационные и отмывочные воды после анионитовых фильтров. Хотя соотношение количеств кислых и щелочных вод несколько меняется в зависимости от солевого состава воды и схемы ее обработки, тем не менее щелочных вод для нейтрализации кислых, как правило, не хватает, вследствие чего приходится добавлять какой-либо щелочной реагент.
Бак-нейтрализатор может быть расположен ниже или выше нулевой отметки. В зависимости от этого кислые и щелочные воды поступают в него самотеком или по напорному трубопроводу. В последнем случае дренажи фильтров объединены сборным коллектором.
Нейтрализованные воды откачиваются из бака насосом и подаются в систему канализации, причем включение и отключение насоса следует автоматизировать таким образом, чтобы оно происходило в зависимости от уровня воды в баке. Баки-нейтрализаторы и напорные трубопроводы должны быть защищены кислотостойкими покрытиями.
Если схема химводоочистки предусматривает предварительное известкование воды в осветлителе, возможно использование для нейтрализации кислых сбросных вод продувочного шлама.
Бак-нейтрализатор располагают ниже нулевой отметки, с тем чтобы продувочная вода, содержащая взвешенные частицы шлама и кислые воды, поступала в бак самотеком по открытым дренажным каналам.
Емкость бака-нейтрализатора определяется объемом кислых вод, сбрасываемых при регенерации и отмывке одного Н-катионитового фильтра. Чтобы обеспечить возможность ремонта и очистки, желательно. если имеется возможность, установить два бака или разделить один на два отсека. Откачивание бака насосом целесообразно автоматизировать, с тем чтобы его включение и отключение происходило при определенном уровне воды в баке. На практике, однако, нужно учесть, что такой способ нейтрализации имеет и теневые стороны. Шлам содержит всевозможные примеси (песок, грязь, органические вещества). Кроме того, не совсем исключена опасность гипсования. Это приводит к тому, что баки-Нейтрализаторы приходится периодически очищать, производить же нейтрализацию шламом прямо в дренажном канале невозможно, вследствие быстро наступающего загрязнения каналов. В тех случаях, когда циркуляционная (и исходная) вода обладают достаточно высокой щелочностью, их можно использовать для нейтрализации кислых вод. В этом случае кислые и щелочные сбросные воды можно направлять в сбросной циркуляционный водовод, где они разбавляются и нейтрализуются. При такой схеме требуется тщательная проверка полноты нейтрализации.
Кислые сбросные воды можно спускать без предварительной нейтрализации в систему гидрозолоудаления. Нейтрализация происходит щелочностью воды, причем величина щелочности должна быть достаточно большой и обеспечивать полную нейтрализацию кислоты. Кислые воды подаются самотеком по трубопроводу в приямок гидрозолоудаления. Такая система нейтрализации значительно облегчает работу эксплуатационного персонала, вся работа которого в данном случае сводится в основном к наблюдению за состоянием трубопроводов подачи кислых сбросных вод, внутренняя поверхность которых защищается кислотостойким покрытием.
Проблема нейтрализации кислых сбросных вод еще далека от окончательного разрешения. При проведении пуско-наладочных работ режимы регенерации Н-катионитовых фильтров желательно проводить с таким расчетом, чтобы количество сбрасываемых кислых вод было наименьшим. В этих целях можно применять, когда это возможно, последовательную регенерацию Н-катионитовых фильтров, применять для взрыхления Н-катионитовых фильтров кислые отмывочные воды и т. п. Все эти вопросы необходимо проработать при проектировании и проверить при проведении пуско-наладочных работ. После их окончания полезно произвести подсчет количества кислых и щелочных вод. Для этого определяют средний расход (за несколько фильтроциклов) кислоты и щелочи на регенерацию соответствующих Н-катионитовых и анионитовых фильтров. Определив емкости поглощения ионитов, что легко сделать, зная солесодержанне и солевой состав обрабатываемой воды, можно подсчитать, какая часть кислоты и щелочи из регенерационного раствора будет поглощаться ионитами при регенерации, а какая будет сбрасываться в дренаж. Такой подсчет следует производить в каждое из времен года, так как солевой состав воды в различное время значительно изменяется.
