Одним із ефективних методів очистки стічних вод являється окислення "активним хлором". Встановлено, що в залежності від дози "активного хлору" створюються різні хлорпохідні феноли. Практично для стічних вод доза буде перевищувати 8-9 мг/л за рахунок розходу хлору на окислення інших домішок, завжди існуючих в стічних водах.

Найбільш підходящою температурою окислення являється 40˚С. При такій температурі швидкість реакції окислення фенола в 2-3 рази вище, ніж при температурі 20˚С. Збільшення температури більш ніж 45˚С не своєрідного переходу гіпохлориду в хлорати, маючи більш нижчу окислюючу здатність.

Для збільшення швидкості та глибини очистки стічних вод від хлорфенолів можна проводити їх обробку хлором в дві стадії: на Ι ступені - в слабокислому середовищі; ΙΙ ступені - в слаболужне. Стічні води які містять ефірсульфанат, 3-6 г/л хлорфенолів після двуступенчатої обробки хлором в кислій та лужній середовищі містять 0,2 - 0,7 мг/л хлорфенолів при концентрації їх в вихідній воді 300 - 6000мг/л. Очищена вода містить 1400 - 2060мг/л малеінової кислоти. Витрата хлору на окислення 1кг хлорфенолів складає 7 - 9 кг. Хлорування - один із розповсюджених методів дезодорації стічних вод. Так, при дезодорації стічних вод виробництва сульфатної целюлози, які містяться в воді сернисті сполучення (неорганічні та органічні) взаємодіють з хлором з утворенням різних продуктів. В залежності від витрати хлору окислення метилмеркаптана може протікати по реакціям:

2СНSН + С1₂ - СН₃ SSСН₃ + 2НСI

СН₃ SH+ 2С1 + Н0 - СН₃ S0СI+ ЗНСI

СН₃ SН + ЗСІ₂ + 2Н₂ О - СН₃ S0₂ СІ + 5НС1

Оскільки вод газообразного хлора безпосередньо в стічну воду підвищує витрату хлору та порушує безпечні умови обслуговування споруд, стічні води обеззаражують хлорною водою. Хлор розчиняється в воді тільки в газообразному вигляді, тому рідкий хлор випаровують, перетворюють його в пар. Для деяких установ випаровування хлору здійснюється безпосередньо в посуду де він зберігається. В даному випадку потрібно більше 30 кг/г хлору тому приймаємо випаровувачі з штучним підігрівом.

2.1 Розрахунок кількості хлору

На випаровування 1 кг рідкого хлору витрачається 0,4 м води при температурі 10˚С та 0,15 мводи при температурі 30˚С. Підвищення тиску в хлоропроводах газообразного хлору або зниження температури навколишнього середовища приводить до зниження хлору, що необхідно враховувати при проектуванні. Газопровід хлора не повинен перевищити 1 км. На окислення 1 моля на речовину до малеїнової кислоти потрібно 16 еквівалентів активного хлору або 6 мг активного хлору. З урахуванням надлишку та потреби активного хлору на окислення інших органічних з'єднань, які є присутніми в стічних водах, витрата хлору на окислення 1 мг речовини приймається 8-9 мг, для окислення фенолу приймають розчин хлорної ізвесті, гіпохлорита кальція або натрія концентрація хлору сягає 5-10 %. Витрата товарного реагента Х, г, на обробку стічної води може бути розрахована по формулі (2.1)

Х= (2.1)

де a - зміст активного хлору в товарному реагенті, %; Q - витрата води, м; С - концентрація речовини, мг/л;

1. Розрахуємо вміст активного хлору на розбавлення БПК5 за формулою 2.1 та даними з таблиці 1.2:

Х ==1100000

2. Розрахуємо вміст активного хлору на розбавлення завислі речовини за формулою 2.1 та даними з таблиці 1.2:

Х = =1300000

3. Розрахуємо вміст активного хлору на розбавлення нафтопродукти за формулою 2.1 та даними з таблиці 1.2:

Х = =80000

З відси слідує зменшення шкідливих речовин в домішках стічних вод, що наведено в таблиці 2.1

2.2 Обробка стічних вод хлором та хлорвміщуючими реагентами

Висока окислююча здатність хлору та деяких хлорвміщуючих реагентів, наприклад діоксиду хлору, гіпохлориту, дає можливість застосовувати їх для очистки стічних вод від деяких органічних домішок. Характеристика хлору та хлорвміщуючих реагентів, а також схема установки хлорування води наведена на рисунку 2.1

Газоподібний хлор із проміжного балону 1 потрапляє у фільтр 2, призначений для очистки газу від пилу, потім проходить редукційний клапан 3, понижуючий тиск газу перед потраплянням в розходумер - ротаметр 4. Манометри 5 та 6 призначені для виміру тиску до та після редукційного клапану 7 і потрапляє в зміщувач 8, в якому змішується з водою. Хлорна вода із зміщувачу з допомогою ежектора 9 потрапляє в контактний апарат для змішування із стічною водою. Випускаючи вакуумні хлоратори потужністю до 20 кг хлору в 1г.

Очищена вода

І - балон; 2 - фильтр; 3 - редуктор; 4 -ротаметр: 5, 6 - манометр; 7 -запобіжна камера; 8 - змішувач; 9 - эжектор; 10- контактні аппарати.

Рисунок 2.1 - Схема вакуумної хлораторной установки постійної витрати

При введені хлору або хлорвміщуючих реагентів в стічну воду протікають реакції які взаємодіють з водою і органічними та неорганічними домішками. Швидкість та глибина реакції залежать не тільки від природних домішок, але й від параметрів процесу: температури, рН, концентрації окислювача, часу контакту. Кількість хлору, що поглинається домішками стічної води, визначається як хлорпоглинач води.

З підрахунку що наведений в п 2.1 зробимо висновок. Для такої кількості активного хлору необхідне спеціальне приміщення для його збереження тому далі пропонується деякі пункти зберігання хлору на очисних спорудах.

Таблиця 2.1 - Якісний склад стічних та очищених вод після хлорування мг/л

Показники стічних вод	ГДК	Фонова концентрація	Фактична концентрація	Допустима концентрація
1	2	3	4	5
БПК-5	15,0	1,90	9,0	7, 20
Зважені речовини	15,0	5,79	10,0	9,0
Сухий залишок	1000,0	267,3	709,0	709,0
Хлориди	350,0	19,6	103,0	103,0
Сульфати	500,0	26,3	125,8	125,8
Азот амонійний	2,00	0,21	1,67	1,67
Нітрати	45,0	1,40	48,0	48,0
Фосфати	3,5	0,37	4,0	4,0
Залізо загальне	0,30	0,14	0,32	0,32
СНАВ	0,50	0,03	0,21	0,21
Нафтопродукти	0,30	0,13	0,40	0, 20
Хром +3	0,50	0,00	0,01	0,01
Хром +6	0,05	0,00	0,01	0,01
Мідь	1,00	0,00	0,01	0,01
Цинк +2	1,00	0,00	0,45	0,45
Нікель+2	0,10	0,00	0,05	0,05
Нітрити	3,3	0,038	0,90	0,90
ХПК	80,0	22,90	50,0	50,0

2.3 Склади хлору

Запаси хлору, необхідно для обробки стічних вод, зберігають спеціально обладнаних для цієї цілі складах в посудині, призначеної для його перевозки та зберігання.

Елементарний хлор поставляють споживачам в рідкому виді в балонах, контейнерах та залізничних цистернах.

Вид тари залежить від кількості потрібного хлору, застосування якого в кожному випадку узгоджується на стадії розробки технічного проекту. При цьому необхідно вимагання зросту, щоб тара, в якій зберігають хлор в різних складах в межах одного міста чи району, була однаковою, що полегшує та прискорює транспортування по залізничній дорозі.