РЕГЕНЕРАЦИЯ КОАГУЛЯНТОВ

Из осадков водопроводных станций — прием, позволяющий уменьшить расход коагулянтов, повысить экономичность работы очистных сооружений водопровода и сократить объем твердых отходов. Существующие способы регенерации коагулянтов основаны на растворении продуктов гидролиза алюминия в кислотах, щелочах или органических растворителях. Регенерация коагулянтов кислотами состоит в добавлении к сырому частично обезвоженному или сухому осадку раствора кислоты в пропорции, обеспечивающей переход продуктов гидролиза коагулянтов в растворенную форму. Обычно для этой цели используют разбавленные или концентрированные растворы серной, реже соляной кислоты. Расход кислоты близок к стехиометрическому (80—100%), а длительность обработки осадка в зависимости от его состава и возраста составляет от нескольких минут до нескольких часов. Рекомендуемые значения рН регенерирующих растворов соответствуют 1,5—3,0. Средняя степень регенерации солей алюминия кислотами составляет 60—80%, при этом наличие в осадке органических примесей, инертных веществ, соединений железа и марганца ухудшает регенерацию. По мере развития в осадках кристаллизационных процессов их растворимость в кислотах уменьшается. Поэтому для регенерации коагулянтов рекомендуется использовать осадки не позднее 4—5 часов после их осаждения в отстойниках (осветлителях) или 30—40 минут — после промывки фильтров. Разновидностью регенерации коагулянтов кислотами является обработка осадков газообразным хлором, точнее растворами хлористоводородной и хлорноватистой кислот, образующимися при растворении газообразного хлора. Одновременно с регенерацией коагулянтов происходят обесцвечивание и обеззараживание раствора коагулянта. Процесс протекает наиболее полно при расходе хлора, близком к стехиометрическому, и рН - 2,5. Объем гидроксидного осадка после кислотной регенерации уменьшается в 5—10 раз. Для его обезвоживания используют термические и механические методы с нейтрализацией щелочными реагентами. После растворения осадков в раствор переходят загрязнения, сорбированные в процессе очистки воды: взвешенные вещества, окрашивающие примеси. Поэтому растворы регенерированного коагулянта целесообразно подвергать предвариельному отстаиванию либо обработке хлором или озоном. Иногда для удаления органических загрязнений регенированные растворы обрабатывают активными углями или подвергают жидкофазному окислению кислородом воздуха пои температурах 175—250 С и давлении 10—104 кПа. Реже применяют ультрафильтрацию. Все оборудование, используемое для кислотной регенерации коагулянтов, должно быть надежно защищено от коррозии.
Регенерацию коагулянтов щелочами применяют значительно реже. Она заключается в обработке влажных осадков растворами карбоната натрия или известковым молоком. При этом регенерируется 20—60% алюминия. Расход щелочей составляет 100—120% стехиометрического, а оптимальные значения рН лежат в пределах 10—12. Преимуществами метода щелочной регенерации коагулянтов являются меньшие концентрации органических веществ в регенерированном растворе, отсутствие необходимости предварительного уплотнения (высушивания, прокаливания) осадка перед регенерацией, а также нейтрализации вторичного осадка; недостатками — меньшая степень регенерации коагулянтов и более низкая концентрация регенерированного раствора.
Для более полного извлечения алюминия из растворов регенерированных коагулянтов применяют органические экстрагенты и катеониты. При использовании метода экстракции на первой стадии осуществляют кислотную регенерацию. Затем к регенерированному раствору добавляют экстрагент, селективный к ионам алюминия (например, смесь моно- и диэтилгексилфосфорной кислот, растворенных в керосине), и после тщательного перемешивания производят разделение смеси в сепараторе. Наконец, с помощью серной кислоты выделяют из органической фазы катионы алюминия. Преимущество этого метода по сравнению с кислотной и щелочной регенерациями состоит в очень высокой (до 99%) степени извлечения катионов Аl +; недостатки — в сложности и пожароопасное технологии. Применение метода ионного обмена с помощью катионита КУ-2 позволяет извлечь до 99,5% Аl₃+. Однако, несмотря на преимущества очистки воды с регенерацией отработавших коагулянтов, этот метод не получил пока повсеместного применения.