neutralizacja chemiczna辠inicja i podstawy og贸lne procesu

  1. Neutralizacja chemiczna - definicja i podstawy og贸lne procesu.

Neutralizacja, inaczej zoboj臋tnianie, jest procesem chemicznym, przy czym prowadzi si臋 go do wymaganego pH, przy u偶yciu odpowiednich reagent贸w. Proces ten stosowany jest w zale偶no艣ci od potrzeb jako proces wst臋pny, wspomagaj膮cy lub ostateczny przed odprowadzeniem 艣ciek贸w do odbiornika. Wymagany odczyn mo偶e by膰 r贸偶ny. W przypadku bezpo艣redniego odprowadzenia 艣ciek贸w do odbiornika otwartego lub kanalizacji miejskiej odczyn powinien odpowiada膰 warto艣ciom pH okre艣lonym w Rozporz膮dzeniu Ministra Ochrony 艢rodowiska, Zasob贸w Naturalnych i Le艣nictwa,
z dnia 5 listopada 1991 r. (Dziennik Ustaw Nr 16, poz. 503, Za艂膮cznik nr 1 i nr 2). W zale偶no艣ci od sk艂adu 艣ciek贸w i rodzaju stosowanego reagenta, neutralizacji (szczeg贸lnie 艣ciek贸w kwa艣nych) mo偶e towarzyszy膰 proces chemicznego wsp贸艂str膮cania i str膮cania, np. str膮cania wodorotlenk贸w metali ci臋偶kich, nierozpuszczalnych soli. Niekiedy w celu maksymalnego str膮cenia substancji rozpuszczonych zachodzi konieczno艣膰 silnego zakwaszenia lub alkalizacji 艣ciek贸w. W贸wczas po oddzieleniu str膮conego osadu przeprowadza si臋 powt贸rn膮 korekt臋 pH. W procesie neutralizacji bior膮 udzia艂 jony H+ lub OH-. Neutralizacja wolnych kwas贸w i zasad zale偶y od st臋偶enia, pH roztworu i rodzaju czynnika neutralizuj膮cego. Na przyk艂ad mocne kwasy i zasady wymagaj膮 wi臋kszej dawki czynnika neutralizuj膮cego w celu uzyskania wymaganego pH ni偶 kwasy i zasady s艂abe. W procesie neutralizacji rodzaj dozowanego do 艣ciek贸w reagenta zale偶y od sk艂adu ilo艣ciowo-jako艣ciowego 艣ciek贸w i rodzaju procesu stosowanego po procesie neutralizacji 艣ciek贸w. Wyr贸偶niamy dwie techniki neutralizacji: rozcie艅czanie oraz chemiczna neutralizacja. Chemiczna neutralizacja jest to proces zoboj臋tniania. Najcz臋艣ciej w uk艂adzie chemicznym spotykamy neutralizacje w postaci reakcji wzajemnego oddzia艂ywania zasady i kwasu, w wyniku kt贸rej powstaje oboj臋tna s贸l i woda. Roztwory neutralizuj膮ce s膮 wodnymi roztworami zwi膮zk贸w chemicznych wchodz膮cymi w reakcje ze ska偶eniami, w wyniku kt贸rej nast臋puje ich neutralizacja. Poziom neutralizacji mo偶e by膰 r贸偶ny tzn. 偶e agresywno艣膰 zwi膮zku chemicznego mo偶e by膰 sprowadzona do zera lub znaczenie ograniczona. Zale偶y to mi臋dzy innymi od ilo艣ci podanego neutralizatora w stosunku do ilo艣ci zwi膮zku chemicznego, temperatury
i czasu reakcji zachodz膮cej mi臋dzy obydwoma zwi膮zkami. Neutralizacj臋 艣ciek贸w prowadzi si臋
w komorach lub na z艂o偶ach neutralizuj膮cych. Ma艂e ilo艣ci 艣ciek贸w do 400 m3/d neutralizuje si臋 okresowo, najcz臋艣ciej w na przemian pracuj膮cych komorach reakcji. Przy wi臋kszych ilo艣ciach 艣ciek贸w proces prowadzi si臋 w komorach o dzia艂aniu ci膮g艂ym. Do dozowania reagent贸w stosowane s膮 r贸偶nego rodzaju dawkowniki [7梅9]. Do bardzo prostych dawkownik贸w nale偶y urz膮dzenie Chowanskowo. Jest to zbiornik z dozowanym roztworem, w kt贸rym znajduje si臋 p艂ywak
z elastycznym przewodem. Do p艂ywaka przymocowana jest rurka odpowietrzaj膮ca i dozuj膮ca diafragma. Wysoko艣膰 s艂upa cieczy nad diafragm膮 decyduje o tym, czy jest ona otwarta czy zamkni臋ta, a wi臋c czy roztw贸r jest dozowany czy te偶 nie. Najcz臋艣ciej stosowane dawkowniki o sta艂ej wielko艣ci dawki, kt贸ra mo偶e by膰 regulowana wed艂ug masy oraz obj臋to艣ci dawkowanej substancji. Ilo艣膰 dozowanego roztworu reguluje si臋 g艂臋boko艣ci膮 zanurzenia kalibrowanego otworu, wielko艣ci膮 ci艣nienia, pr臋dko艣ci膮 przep艂ywu. Do dawkowania suspensji mog膮 by膰 stosowane pompy nurnikowe, t艂okowe i membranowe. Wiele firm zagranicznych oferuje pompy dawkuj膮ce roztw贸r b膮d藕 suspensj臋 zar贸wno o dawce sta艂ej, jak i proporcjonalnej do przep艂ywu. Dawkowniki mog膮 mie膰 regulacj臋 automatyczn膮, p贸艂automatyczn膮 i r臋czn膮.

  1. Substancje stosowane do neutralizacji.

Do neutralizacji 艣ciek贸w kwa艣nych stosuje si臋 najcz臋艣ciej wodorotlenki sodu NaOH, w postaci roztworu o st臋偶eniu od 20 do 30%, i wapnia Ca(OH)2 w postaci zawiesiny (mleka wapiennego)
o st臋偶eniu od 5 do 15% , a tak偶e w臋glany sodu Na2CO3 w postaci roztworu i wapnia CaCO3 w postaci z艂o偶a ziarnistego, tlenek magnezu w formie z艂o偶a granulatu, dolomit CaCo3 路 MgCO3 i magnezyt MgCO3 w postaci z艂o偶a ziarnistego. 艢cieki alkaliczne neutralizuje si臋 kwasami mineralnymi: siarkowym H2SO4, solnym HCL, azotowym HNO3, a tak偶e ich mieszaninami. Do neutralizacji 艣ciek贸w alkalicznych stosowane s膮 r贸wnie偶 inne kwasy, takie jak: fosforowy H3PO4, siarkowy H2SO3, a tak偶e kwasy organiczne, np. octowy CH3COOH. 艢cieki alkaliczne mo偶na r贸wnie偶 neutralizowa膰 za pomoc膮 CO2
w postaci gazu czystego lub zawartego w gazach spalinowych. Neutralizacj臋 mo偶na prowadzi膰 przez mieszanie 艣ciek贸w kwa艣nych i zasadowych - jest to metoda najprostsza i najta艅sza, ale nie zawsze
w jednym zak艂adzie s膮 艣cieki obu rodzaj贸w.

W celu neutralizacji mo偶emy r贸wnie偶 zastosowa膰 nast臋puj膮ce zwi膮zki chemiczne:

  1. podchloryn sodu: jest to p艂yn o barwie 偶贸艂tej do seledynowej. Stosuje si臋 go do neutralizacji cyjank贸w (organicznych i nieorganicznych). Jest on silnym utleniaczem, kt贸ry w normalnych warunkach rozk艂ada si臋 z wydzielaniem tlenu, a w temperaturze 70鈦癈 rozk艂ada si臋 wybuchowo. Pod wp艂ywem kwasu rozk艂ada si臋 z wydzielaniem chloru. W przypadku rozlania cyjank贸w organicznych nale偶y miejsca ska偶one pola膰 technicznym podchlorynem sodu.
    W czasie przebiegu reakcji sprawdzi膰 pH 艣rodowiska przy pomocy papierka lakmusowego. Papierek powinien zabarwi膰 si臋 na kolor ciemno niebieski. Korekt臋 przeprowadzi膰 przy pomocy roztworu wapna gaszonego. Zako艅czenie neutralizacji - sprawdzi膰 papierkiem jednoskrobiowym - powinien zabarwi膰 si臋 na jasnoniebieski kolor. W przypadku rozsypania cyjank贸w nieorganicznych, nale偶y cyjanki zebra膰 do hobok贸w, a miejsce ska偶one neutralizowa膰 jak przy cyjankach organicznych. Przybli偶ony czas trwania reakcji to 3-4 godziny. Podchloryn sodu dzia艂a dra偶ni膮co na sk贸r臋. Osoby bior膮ce udzia艂 w akcji ratowniczej lub w likwidacji awarii musz膮 by膰 wyposa偶one w maski przeciwgazowe z poch艂aniaczem na HCN oraz gazoszczelne ubranie przeciwgazowe.

  2. kwa艣ny w臋glan sodu: stosuje si臋 do neutralizacji kwas贸w. W przypadku rozlania kwasu, miejsca ska偶one posypywa膰 kwa艣nym w臋glanem sodu i pola膰 obficie wod膮. Osoby bior膮ce udzia艂 w akcji ratowniczej lub w likwidacji zdarzenia musz膮 by膰 wyposa偶one w aparaty ODO oraz gazoszczelne ubrania ochronne.

  3. 偶el krzemowy: neutralizator czteroetylku o艂owiu (UWAGA!!! niszczy odzie偶 gumow膮).
    W przypadku rozlania czteroetylku o艂owiu lub p艂ynu etylowego nale偶y zasypa膰 ciecz 偶elem krzemowym i dok艂adnie zebra膰 do hoboka. Osoby bior膮ce udzia艂 w akcji ratowniczej lub
    w likwidacji zdarzenia musz膮 by膰 wyposa偶one w aparaty ODO oraz gazoszczelne ubrania ochronne.

  4. tiosiarczan sodu (antychlor): neutralizuje chlor i fluor. Roztw贸r tiosiarczanu sodu mo偶e by膰 stosowany jako neutralizator przy wyciekach ma艂ych ilo艣ci chloru. Miejsce wycieku chloru polewa膰 obficie tiosiarczanem sodu lub ob艂o偶y膰 tamponem nasyconym tym roztworem. Osoby bior膮ce udzia艂 w akcji ratowniczej lub w likwidacji zdarzenia musz膮 by膰 wyposa偶one
    w aparaty ODO oraz kwasoodporne ubrania ochronne.

  5. wapno gaszone: neutralizator kwasu fluorowodorowego, siarkowego, dwutlenku siarki
    i siarczanu dwumetylu. W przypadku rozlania wymienionych substancji, miejsca ska偶one pola膰 mlekiem wapiennym lub posypa膰 wapnem gaszonym i pola膰 obficie wod膮. Osoby bior膮ce udzia艂 w akcji ratowniczej lub w likwidacji zdarzenia musz膮 by膰 wyposa偶one
    w aparaty ODO oraz gazoszczelne ubrania ochronne.

  6. siarczan sodu: neutralizuje zwi膮zki baru. W przypadku rozsypania zwi膮zk贸w baru nale偶y teren ska偶ony pola膰 obficie roztworem siarczanu sodu. Osoby bior膮ce udzia艂 w akcji ratowniczej lub w likwidacji zdarzenia musz膮 by膰 wyposa偶one w aparaty ODO oraz gazoszczelne ubrania ochronne.

  1. Przyczyny zakwaszenia/ zalkalizowania w贸d i 艣ciek贸w.

Woda to jeden z najbardziej rozpowszechnionych zwi膮zk贸w chemicznych na Ziemi. Przez zanieczyszczenie w贸d rozumiemy niekorzystne zmiany w艂a艣ciwo艣ci fizycznych, chemicznych
i bakteriologicznych spowodowane wprowadzaniem w nadmiarze substancji nieorganicznych, organicznych, radioaktywnych, kt贸re uniemo偶liwiaj膮 wykorzystanie wody do picia i cel贸w gospodarczych.

Zanieczyszczenia w贸d dzieli si臋 na:

  1. naturalne, pochodz膮ce z domieszek zawartych w wodach powierzchniowych i podziemnych,

  2. sztuczne, zwi膮zane z dzia艂alno艣ci膮 cz艂owieka:

G艂贸wne zanieczyszczenia chemiczne w贸d:

  1. detergenty: gospodarstwa domowe, pralnie, myjnie, przemys艂 papierniczy, farbiarski, gumowy, szklarski, tekstylny, budownictwo,

  2. 艣rodki ochrony ro艣lin (pestycydy), nawozy sztuczne (azotany, fosforany): przemys艂 chemiczny, rolnictwo, le艣nictwo,

  3. fenole: przemys艂 chemiczny, spo偶ywczy, 艣cieki komunalne, rafinerie, koksownie, gazownie, garbarnie,

  4. zwi膮zki metali ci臋偶kich (Hg, Cd, Cr, Mn, Cu, Fe): transport samochodowy, 艣cieki przemys艂owe, garbarnie, metalurgia, g贸rnictwo, hutnictwo,

  5. w臋glowodory aromatyczne: petrochemia, przemys艂 chemiczny,

  6. radioizotopy (radanu, strontu): eksplozje j膮drowe, przemys艂 zbrojeniowy, odpady, 艣cieki,

  7. cyjanki: galwanizernia,

  8. benzyna, nafta, olej, ropa naftowa, smary: komunikacja, transport samochodowy
    i wodny, awarie i katastrofy tankowc贸w, platform wiertniczych, przemys艂 paliwowo-energetyczny.

艢cieki:

艢cieki bytowo-gospodarcze. Pochodz膮 z bezpo艣redniego otoczenia cz艂owieka. Powstaj膮
w wyniku zaspokajania potrzeb gospodarczych oraz higieniczno sanitarnych. Zawieraj膮 du偶膮 ilo艣膰 zawiesin oraz zwi膮zk贸w organicznych nieorganicznych. Mog膮 zawiera膰 tak偶e wirusy i bakterie chorobotw贸rcze oraz jaja robak贸w paso偶ytniczych. Ska偶enie powierzchniowych i podziemnych w贸d 艣ciekami bytowymi stanowi powa偶ne zagro偶enie higieniczne oraz epidemiologiczne.

Wyr贸偶niamy:

  1. 艣cieki przemys艂owe: powstaj膮 w zak艂adach produkcyjnych i us艂ugowych podczas r贸偶nych proces贸w technologicznych,

  2. 艢cieki odpadowe: powstaj膮 w wyniku sp艂yw贸w deszczowych, topnienie 艣niegu,
    a tak偶e przy myciu i polewaniu ulic.

  1. Zagro偶enia p艂yn膮ce z braku neutralizacji wody i 艣ciek贸w.

Eutrofizacja w贸d.

Jest to proces wzbogacania zbiornik贸w wodnych w substancje pokarmowe (nutrienty, biogeny), g艂贸wnie w zwi膮zki azotu i fosforu. Eutrofizacja jest procesem zachodz膮cym naturalnie lub antropogenicznie. U偶y藕nienie naturalne zachodzi przez sp艂yw ze zlewni zwi膮zk贸w mineralnych
i materii organicznej, rozk艂adanej nast臋pnie przez mikroorganizmy w zbiorniku. Jest to proces bardzo powolny, przej艣cie zbiornika ze stanu oligotrofii (niskiej 偶yzno艣ci) do eutrofii (wysokiej 偶yzno艣ci), trwa setki lub nawet tysi膮ce lat. Eutrofizacja antropogeniczna zachodzi g艂贸wnie przez sp艂yw 艣ciek贸w
i nawoz贸w mineralnych. Wi臋kszo艣膰 biogen贸w dostaje si臋 do wody wraz ze 艣ciekami organicznymi, np. w Wi艣le takie pochodzenie ma ok. 2/3 azotu i fosforu. Proces ten zachodzi bardzo szybko, niewielki zbiornik mo偶e si臋 zeutrofizowa膰 nawet w ci膮gu kilku do kilkunastu lat. W szczeg贸lnie drastycznych przypadkach, np. przy zrzucaniu do jezior surowych 艣ciek贸w komunalnych czy gnoj贸wki, dochodzi do osi膮gni臋cia przez zbiornik stan贸w niespotykanych w naturze: politrofii i hypertrofii. Nast臋puje wtedy niemal ca艂kowity zanik organizm贸w wy偶szych poza cienk膮, kilkudziesi臋ciocentymetrow膮 warstw膮 wody stykaj膮c膮 si臋 z atmosfer膮.

Ochrona zasob贸w wodnych polega przede wszystkim na rozwi膮zaniach technicznych, takich jak: stosowanie bez艣ciekowych technologii, napowietrzenie w贸d stoj膮cych, zamykanie obieg贸w wodnych, utylizacja w贸d kopalnianych oraz powt贸rne wt艂aczanie tych w贸d do g贸rotworu, zabezpieczenie ha艂d i wysypisk, oczyszczanie 艣ciek贸w.

Metody oczyszczania 艣ciek贸w: mechaniczne- polegaj膮ce na usuwaniu zanieczyszcze艅 nierozpuszczalnych, chemiczne- polegaj膮ce na wytr膮caniu niekt贸rych zwi膮zk贸w rozpuszczalnych lub ich neutralizacji oraz biologiczne- najwa偶niejsze w technologii oczyszczania 艣ciek贸w, polegaj膮ce na zmineralizowaniu zanieczyszcze艅 dzi臋ki dzia艂aniu mikroorganizm贸w.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Chemiczne podstawy proces贸w geologicznych
sciaga5, PWR Politechnika Wroc艂awska, podstawy in偶ynierii procesowej
Podstawy?rmakologii og贸lnej(1)
Czas jako podstawowa forma proces贸w 偶ycia spo艂ecznego
zadania2 preznosc pary nasyconej oraz gestosc cieczy i gazow, Technologia chemiczna, Podstawy techno
zadania4 lepkosc mieszanin gazow i cieczy pod niskim i umiarkowanym cisnieniem, Technologia chemiczn
zadania5 lepkosc gazow i cieczy pod wysokim cisnieniem, Technologia chemiczna, Podstawy technologii
Podstawki wsp贸艂czesnych procesor贸w
13M3 zagadnienia zima2012, Semestr V PK, Semestr Zimowy V (2013-2014), Podstawy in偶ynierii procesowe
Podstawy organizacji proces贸w gospodarczych
Farmakologia testy i zagadanienia Podstawy?rmakologii og贸lnej
podstawowe elementy procesu?dawczego

wi臋cej podobnych podstron