Физико-химические методы
Реагентная очистка сточных вод от сульфатов заключается в гравитационном осаждении крупных частиц, тонкодисперсные же частицы размером ＜ 10 мкм осаждаются с применением коагуляции. Реагентом, как правило, выступает известковое молоко Ca(OH)₂. В результате сульфат кальция осаждается и затем отделяется от очищенной воды.
Реагентами может выступать негашеная известь СаО, хлорная известь 3Ca(OH)₂·2Cl₂, комовый известковый продукт, или известь-пушонка Ca(OH)₂.
Технологический процесс известкования состоит в добавлении в загрязненный водный раствор известкового молока и осаждение нерастворимого осадка под действием силы тяжести. Это делает реагентный метод весьма эффективным. Оксид кальция соединяется с водой и образует гидроксид кальция, который осаждает сульфаты в водном растворе.
На хлопьях гидроксида происходит сорбция, далее вводится флокулянт, сокращающий дозу коагулянта и образующий компактные хлопьевидные конгломераты, которые легко выделяются из водного раствора.
Часто коагулянтом служит сульфат двухвалентного железа (железный купорос) FeSO₄. Вступая в реакцию с ионами гидроксида и хлорат-ионами хлорной извести, окисляется до трехвалентного гидроксида железа и при этом поглощает осажденные нерастворимые соли кальция. Железный купорос можно заменять сульфатом Fe₂(SО₄)₃ или хлоридом трехвалентного железа FeCl₃, но по причине чрезмерной способности вызывать коррозию данные соединения не получили широкого применения.
Наиболее эффективным коагулянтом является оксихлорид алюминия Al₂(OH)₅Cl, так как для осаждения сульфат-ионов не требуется дополнительного внесения хлорид-ионов. Кроме того он увеличивает скорость коагуляции, не подкисляет воду и дает высокое качество очистки с минимальным содержанием остаточного алюминия в воде.
Не стоит использовать сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃, который имеет аморфную структуру и при рН среды выше 8, что неизбежно при известковании, образует алюминаты, для выделения которых из водного раствора необходима дополнительная обработка.
Флокулянтом в процессе реагентной очистки может служить полиакриламид. Его действие заключается в связывании взвешенных частиц посредством образования полимерных мостиков и последующим формированием крупных трехмерных агрегатов. Полиакриламид ускоряет процессы гравитационного осаждения.
Реагентный метод очистки сточных вод от сульфатов имеет свои плюсы и минусы.
К недостаткам можно отнести:
- громоздкое оборудование;
- большой расход реагентов;
- очищенные воды требуют дополнительной обработки;
- невозможность использования в оборотном водоснабжении из-за высокого содержания солей.
Среди преимуществ следует отметить универсальность и простоту эксплуатации, качество очистки независимо от начальных концентраций.
