Химические и электрохимические методы очистки сточных вод (стр. 3 из 6)

• Двуокись углерода является компонентом природной воды, а минеральные кислоты – нет
• Не требуется вносить плату за избыточные концентрации солей
• Увеличение срока службы вследствие уменьшения коррозии
• Отсутствие опасности слишком сильного подкисления
• Не требуется много места и не предъявляются высокие требования к персоналу
• Низкие затраты на техническое обслуживание
• Низкие затраты на эксплуатацию

Процесс SOLVOCARB® для впрыскивания двуокиси углерода в воду:

• SOLVOCARB® -B

Двуокись углерода подается через аэрационные шланги с очень маленькими отверстиями

• SOLVOCARB® -D

Двуокись углерода поступает через форсунки со сферическими головками

• SOLVOCARB® -R

Двуокись углерода подается с помощью специальных реакторов.

Процесс SOLVOX® усиливает аэрацию посредством нагнетания в сточные воды чистого кислорода. Это существенно повышает эффективность действия установок очистки сточных вод.
Процесс SOLVOX® используется для нагнетания чистого кислорода в баки с активным илом

• SOLVOX®-B (Нагнетание кислорода с использованием перфорированных шлангов)
• SOLVOX®-I (Нагнетание кислорода с использованием систем форсунок)
• SOLVOX®-R (Нагнетание кислорода с использованием реакторов)

На фото - форсунка SOLVOX®-I:

Таким образом нейтрализацию можно разделить на 3 основных способа:

· Взаимная нейтрализация щелочных и кислых сточных вод

· Реагентная очистка

· Нейтрализация кислыми газами (CO_{2 ,} NO₂)

В условиях НПЗ могут быть взаимно нейтрализованы сточные воды, содержащие кислоту и щёлочь. Позволяет предотвратить коррозию водоотводящих сетей и очистных сооружений.

Обработка р-ром Ca(OH)₂

2CH₃(CH)_xCOOH+ Ca(OH)₂ = (CH₃(CH)_xCOO)₂Ca+2H₂O

Фильтрующие материалы: CaCO₃ известняк, доломит

CaCO₃^. MgCO₃ , MgCO₃ магнезит, алюмосиликаты, бетонитовые глины, цеолиты и др.

также бруситовая руда Mg(OH)₂

для нейтрализации кислых СВ, удаления тяжёлых Ме

схема блока реагентной нейтрализации на предприятиях гальванического производства:

Восстановление.

Данный метод используется для очистки СВ от тяжёлых металлов (катионов, которые токсичней, чем комплексные формы и гидратированные ионы).

Полноценное извлечение ионов тяжёлых металлов из сточных вод и отработанных технологических растворов объясняется не только необходимостью защиты ОС, но и ценностью самих металлов.

Технологическая схема очистки хромсодержащих сточных вод приведена на рис. 2.1(в дополнительны материалах). Очистка хромсодержащих стоков осуществляется в две ступени. Хромсодержащие сточные воды самотеком поступают на усреднитель У, откуда насосами подаются в реакторы Р1 и Р2, установленные на первом этаже станции. Первая ступень – восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного бисульфитом аммония (при добавлении серной кислоты) в кислой среде при рН= 2.5:

4CrO₃ + 6NH₄HSO₃ + 3H₂O = 2Cr₂(SO₄)₃ + 3(NH₄)₂ SO₄ + 6H₂O

Процесс автоматизирован: при наполнении бака и подаче сжатого воздуха, по сигналу датчика рН-метра (в настоящее время рН измеряется вручную) открывается вентиль подачи кислоты. При рН=2.5 вентиль закрывается. По сигналу датчика, сигнализирующего наличие хрома (VI) в баке, открывается вентиль подачи бисульфита аммония. Реакция идет при перемешивании (мешалкой), цикл составляет 45 мин. При концентрации хрома (VI) в баке равной 0.1 мг/л, вентиль закрывается и сток со станции очистки самотеком поступает в приемную камеру насосной станции, где происходит предварительное его смешение с кисло-щелочными стоками.

Вторая ступень – перевод ионов трехвалентного хрома в гидроксид хрома с последующим его осаждением. Из реакторов сточная вода поступает в камеру реакции и смешения К, куда после смешения с кисло-щелочными и циансодержащими сточными водами и 15-ти минутного перемешивания воздухом подается известковое молоко (при рН стока не меньше 8.5):

Cr ₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ = 2Cr(OH)₃ + 3CaSО₄

Обезвреженные сточные воды из камеры смешения и реакциии самотеком поступают в отстойник О, куда для ускорения осаждения подается 0.1% раствор полиакриламида. После часового отстаивания вода поступают в горколлектор на доочистку, а осадок через донные клапаны насосом подается в шламоуплотнитель Ш. Шлам со шламоуплотнителя подается на фильтр-пресс ФП. Фильтрация идет до тех пор, пока не перестанет идти фильтрат, который подается обратно в камеру смешения и реакции. Отфильтрованный осадок легко отделяется от фильтроткани отдувкой воздухом и выгружается машинистами в поддоны, а затем увозят автопогрузчиком (см. рис. 2.1.) [69,70]. Количество шлама около 7 - 8 т/сут. Состав основного оборудования для очистки сточных вод станции нейтрализации площадки «А» приведен в табл. 2.2. Показатели очистки хромсодержащих сточных вод приведены в табл. 2.3:

Таблица 2.3.

Показатели очистки хромсодержащих сточных вод по

технологической схеме (рис 2.1).

Наименование	Единицы	До очистки	После очистки	ПДК	Степень очистки,%
pH	-	2.0	8.0
Сухой остаток	мг/л	820.5	70.9	1000	91.4
Цианиды	мг/л	0.2	0 .00005	0.28	98.9
Хром (VI)	мг/л	94.2	0.00008	0.14	98.9
Хром (III)	мг/л	16.3	0.32	0.5	98.0
Железо	мг/л	0.3	0.2	0.736	50.0
Цинк	мг/л	175.5	0.45	0.079	98.7
Медь	мг/л	8.5	0.21	0.05	97.5
Никель	мг/л	5.7	0.086	0.09	98.5
Кадмий	мг/л	не обн.	-	0.021	-
Нефтепродукты	мг/л	1.0	1.0	0.69	0

Электрохимические методы.

В настоящее время электрохимические методы выделения тяжелых цветных металлов из сточных вод гальванопроизводства находят все более широкое применение. К ним относятся процессы анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции, электрофлокуляции и электродиализа [6, 13 - 15]. Все эти процессы протекают на электродах при пропускании через раствор постоянного электрического тока.

Проведенные исследования по очистке сточных вод гальванического производства в условиях электрохимической неравновесности установили, что восстановительные процессы в сточых водах протекают при взаимодействии сольватированных электронов с гидратированными и связанными в комплексные соединения ионами металлов. Показано, что содержание Zn,Cu,Cd,Mo,Co в сточных водах после обработки в условиях электрохимической неравномерности не превышает, а в ряде случаев значительно ниже ПДК

Метод электрокоагуляции

Метод наиболее пригоден для выделения хрома. Сущность метода заключается в восстановлении Cr(VI) до Cr(III) в процессе электролиза с использованием растворимых стальных электродов. При прохождении растворов через межэлектродное пространство происходит электролиз воды, поляризация частиц, электрофорез, окислительно-восстановительные процессы, взаимодействие продуктов электролиза друг с другом.

Суть протекающих при этом процессов заключается в

следующем: при протекании постоянного электрического тока через хромсодержащие растворы гальваношламов, анод подвергается электролитическому растворению с образованием ионов Fe, которые, с одной стороны, являются эффективными восстановителями для ионов хрома (VI), с другой - коагулянтами:

Cr ₂O₇ ^2- + 6Fe ²⁺ 6Fe ²⁺ + 2Cr³⁺

На катоде выделяется газообразный водород, что ведет к

выщелачиванию раствора и созданию таким образом условий для выделения гидроксидов примесных металлов, также происходит процесс электрохимического восстановления по реакциям:

2H ⁺ + 2e H₂

Cr₂O₇^2- + 14H ⁺ 2Cr ³⁺ + 7H₂O

Находящиеся в растворе ионы Fe ⁺³, Fe ²⁺ ,Cr⁺³ гидратируют с образованием гидроксидов Fe(OH)₃ ,Fe(OH)₂ ,Cr(OH)₃. Образующиеся гидроксиды железа являются хорошими коллекторами для осаждения гидроксидов примесных металлов и адсорбентами для других металлов.

Электрокоагуляторы внедрены на ряде предприятий. Разработчики: электрокоагуляционная установка (ЦНТИ, Петропавловск-Камчатский); установка “Лоста” (НИЦ “Потенциал”, Ровно); напорный электрокоагулятор “Эко” (трест “Цветводоочистка”, Екатеринбург); электрокоагулятор (НИИ “Стрела”, Тула); электрокоагулятор (ЦНИИСТ, Севастополь),ОАО “Диод” (Владимир) и др.

Электрокоагуляционная установка на ОАО “Диод” состоит из трехсекционной гальванической ванны, выпрямителя ВАКР-1600-12У4 и промежуточной емкости с двумя насосами для откачки обезвреженных стоков на отстойник. По мере пропускания постоянного тока через сточные воды в электролизной ванне в железными электродами происходит анодое растворение электродов, образующиеся при этом ионы 2-х валентного железа восстанавливают ионы хрома шестивалентного до трехвалентного. Одновременно происходит гидролиз ионов железа и вторичных соединений с образованием нерастворимых гидроксидов Fe(OH)₂,Fe(OH)₃ ,Cr(OH)₃ и др. Процесс является неперерывным, под напряжением 12В и плотности тока 0.5 – 1 А/дм². Фильтрация сточной воды производится на нутч-фильтре.