Традиционные технологии и оборудование, используемые в гальванотехнике. Мембранный метод. Описание процесса очистки кисло-щелочных хромсодержащих стоков, страница 14

Наиболее часто встречающиеся кислоты это серная, соляная, азотная, реже уксусная и фтористоводородная (плавиковая). Часто, кроме кислот, в этих стоках содержатся соли тяжелых металлов, мышьяк, фториды и др.

Нейтрализовать  кислоты можно любыми щелочами (едкий натр, едкий калий, известь, известняк, мел, магнезит, мрамор, сода, отходы щелочей).

Рассмотрим нейтрализации серной, соляной, азотной и уксусной кислот.

Нейтрализация едким натром (или едким калием):

H₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂ SO₄ +2H₂O                                                                             (1)

HCl + NaOH → NaCl +H₂O                                                                                           (2)

HNO₃ + NaOH → NaNO₃ + H₂O                                                                                    (3)

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O                                                                    (4)

Нейтрализация окисью (гидроокисью) кальция (известью):

H₂SO₄ + CaO + H₂O→ CaCO₄↓ + 2H₂O                                                                         (5)

2 HCl + CaO + H₂O→ CaCl₂ + 2H₂O                                                                              (6)

2 HNO₃ +CaO + H₂O → Ca(NO₃)₂ +2H₂O                                                                     (7)

2 CH₃COOH + CaO + H₂O → Ca(CH₃OO)₂ + 2H₂O                                                     (8)

Нейтрализация карбонатом кальция (известняком, мелом, мрамором):

H₂SO₄ + CaCO₃↓→ CaSO₄↓+ CO₂↑+ H₂O                                                                     (9)

2 HCl + CaCO₃ ↓→ CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O                                                                     (10)

2 HNO₃ +CaCO₃ ↓→Ca(NO₃)₂ +CO₂↑+H₂O                                                                (11)

2 CH₃COOH + CaCO₃ ↓→ Ca(CH₃OO)₂ +CO₂↑+H₂O                                                 (12)

Нейтрализация карбонатом (бикарбонатом) натрия (содой):

H₂SO₄ + Na₂CO₃ → Na₂SO₄ +CO₂↑+ H₂O                                                                   (13)

2 HCl + Na₂CO₃ →2NaCl+CO₂↑+ H₂O                                                                        (14)

2 HNO₃ + Na₂CO₃ →2NaNO₃ + CO₂↑+ H₂O                                                                (15)

2 CH₃COOH + Na₂CO₃ →2CH₃COONa + CO₂↑+ H₂O                                               (16)

На основе реакций можно сделать следующие выводы:

● Из рассмотренных реакций (1) - (4) следует, что при нейтрализации любой из указанных кислот едкими щелочами, образуются хорошо растворимые в воде соли  и никакие осадки не выпадают.

● При нейтрализации реакций (5) – (8) выделяется двуокись углерода, а при  нейтрализации серной кислоты в осадок выпадает сульфат кальция (гипс).

● Нейтрализация карбонатом натрия сопровождается выделением углекислого газа , приводящего к образованию пены.

На основе реакций рассчитывают необходимую дозу реагентов и полученную величину увеличивают на 5%.

При нейтрализации кислот необходимо соблюдать 2 следующих условия:

1. Концентрация серной кислоты не должна превышать 1,5 %, т.к. при большей концентрации количество образующегося сульфата кальция выше его растворимости  и он начинает выпадать в осадок, который, покрывая поверхность нейтрализующей загрузки, затрудняет доступ к ней кислоты и нейтрализация прекращается.

2. Нейтрализуемая кислая сточная вода не должна содержать растворимых солей металлов, т.к. при повышении pH более 7, т.е. при нейтрализации, они будут выпадать в осадок в виде соответствующих гидроокисей, которые закальматируют фильтр. Для непрерывно действующего фильтра рекомендуется применять начальную крупность загрузки 3-8 см, воду фильтровать снизу вверх с расчетной скоростью не более 5 м/ч и временем контакта не менее 5 минут [9].

На ОАО «НАПО им. В.П. Чкалова» для нейтрализации кислых растворов используется  отход ацетиленового производства – суспензия карбидного шлама (Са (ОН)₂).