Горно-обогатительных и гидрометаллургических предприятий гальванических цехов и участков печатных плат, красильных, шубно-меховых производств и кожевенных заводов, и т.п

ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

ООО Научно-производственное объединение "Акваэкопром"

Тел./Факс [phone]

Горячая линия 8-800-775-90-57

е-mail: [email protected]

http://www.ktgo-m.соm/

(Краткое описание)

Ставропольский край

г. Пятигорск

Специалистами Северокавказского Научно-производственного объединения «Акваэкопром» г. Пятигорска Ставропольского края (www.ktgo-m.com) разработана и с 1990 года успешно внедрена более чем на 160 предприятиях России, Украины и Казахстана «Комплексная технология глубокой очистки промышленных сточных вод» (КТГО ПСВ).

Технология используется для глубокой очистки от широкого спектра загрязнений промышленных сточных вод различных производств, при этом уровень очистки по большинству основных токсичных загрязнений отвечает ПДК рыбохозяйственных норм, а получаемый при очистке осадок, в отличие от всех существующих технологий, используемых в настоящее время, представляет собой кристаллические феррошпинели природных руд, имеет IV класс опасности и реально утилизируются в металлургической и строительной индустрии.

Технология запатентована (действующий патент РФ № 2318737).

КТГО ПСВ позволяет без больших финансовых вложений и эксплуатационных затрат очищать промышленные сточные воды от:

ü ионов тяжелых и цветных металлов, в т.ч. шестивалентного хрома;

ü простых и комплексных цианидов;

ü различных органических веществ, в т.ч. аминокислот, белков, углеводов, сахаров;

ü органических и минеральных красителей;

ü углеводородов, в т.ч. ЛАУ; минеральных и органических жиров, растительных масел, ПАВ;

ü жидких радиоактивных отходов;

ü минеральных и органических мелкодисперсных взвешенных веществ, и т.д.

Извлекая из сточных вод до 40% сульфатов и 95% фосфатов, а также частично нитраты и ионы кальция технология одновременно позволяет снижать солесодержание очищаемых сточных вод до уровня качества воды оборотного водоснабжения.

По требованию Заказчика, для финишной доочистки сточных вод до ПДК рыбохозяйственных норм, используются технологии сорбции, ионного обмена или обратного осмоса, при этом высококонцентрированные элюаты гидроксидов тяжелых металлов возвращаются в голову процесса очистки для последующего перевода их в нетоксичный и нерастворимый осадок.

В КТГО ПСВ практически не используются химические реагенты, отсутствуют газовыделения вредных веществ (кроме случаев очистки ПСВ от мышьяка). Процесс легко автоматизируется и управляется. В качестве основного (и практически единственного) прибора контроля и управления процессом очистки служит рН-метр, по показаниям которого анализируется уровень остаточных загрязнений и активная реакция очищенной воды, возвращаемой в производство, или сбрасываемой в водные объекты.

Основной ступенью КТГО ПСВ является гальванохимический метод

Гальванохимический метод очистки промышленных сточных вод от различных загрязнений за счет высоких технологических, экономических, природоохранных и эксплуатационных показателей завоевывает в России в последнее время достаточную популярность.

ЮНЕСКО и ООН рекомендуют этот метод для внедрения на промышленных предприятиях как наиболее совершенный с точки зрения экономических и экологических показателей.

Метод основан на сорбционных и ионообменных свойствах оксидной ферропульпы, образующейся за счет гальванохимического растворения анодной загрузки основного аппарата очистки - гальванокоагулятора при пропускании через него очищаемых сточных вод. В качестве анодной загрузки используются отходы металлообработки: железный скрап, стружка, опилки, высечка.

Для интенсификации процессов растворения железа и образования ферропульпы в гальванокоагулятор дополнительно загружается катодный материал, в качестве которого выбран каменноугольный литейный кокс.

Железо и кокс в очищаемых растворах поляризуются разнопотенциально: стандартный потенциал (Е⁰_н) железа равен -0,44 В, а кокса +0,36 В, и представляют собой элементы гальванопары. При вращении гальванокоагулятора, и при переменном контакте гальванопар, железо интенсивно растворяется, и в объеме очищаемых растворов образуются ионы Fe²⁺ и Fe³⁺.

Геометрические размеры гальванокоагулятора и регламентное время обработки в нем очищаемых растворов позволяют получить в них соотношение этих катионов 1:2, в результате чего, через ряд промежуточных химических реакций, в гальванокоагуляторе образуется пульпа в виде ферромагнитных оксидов железа типа g-FeOOH со структурой минерала лепидокрокита, и магнетита с формулой FeO∙Fe₂O₃, обладающих высокими сорбционными и ионообменными свойствами.

Катионы тяжелых и цветных металлов, загрязняющие сточные воды, при заданных условиях очистки, за счет ионообменных свойств магнетита, активно внедряются в его кристаллическую решетку с образованием ферритов этих металлов.

Реакции, характеризующие возникновение зародышей магнетита в пульпе гальванокоагулятора, а также образования ферритов тяжелых и цветных металлов можно выразить следующими формулами:

[Fe(OH)₃]¯ + 2[Fe(OH)₄]¯ ® FеО· Fe₂O₃ + 4H₂O + 3OH¯, а также

OH OH

Me(OH)₂ + Fe(OH)₂ ® Fe Me Fe _n ® MeО∙Fe₂O₃· 2H₂O.

OH OH

На примере Ni²⁺ ⋯ NiО∙Fe₂О₃∙2H₂O; Сr ³⁺ ⋯ FeО∙Сr₂О₃∙2H₂O_.

Электрохимическое восстановление хромат- и бихромат-ионов происходит как на катодных участках коррозируемого железа, так и на коксе и корпусе гальванокоагулятора, изготовленного из нержавеющей стали, и представляющих в этих гальванопарах катод.

Восстановление ионов Cr⁶⁺ происходит по следующим реакциям:

ü в кислых растворах -

Сr₂О₇^2- + 14 Н⁺(из раствора) + 6 е⁻ (с катодов) = 2 Сr³⁺ + 7 Н₂О;

на катоде также происходит восстановление H⁺: 2H⁺+2е⁻ = H₂↑;

ü в нейтральных и щелочных растворах -

СrO₄²⁻ + 4Н₂O + 3е⁻ (с катодов)→ Сг(ОН)₃↓+ 5OН⁻;

Окисление кислорода осуществляется по реакциям О₂ + 2Н₂О + 2е⁻ (с катодов) = Н₂О₂ + 2ОН⁻,

и, затем: Н₂О₂ + 2е⁻ (с катодов) = 2ОН⁻.

За счет удаления из растворов Н⁺ и окисления кислорода с получением ОН⁻, рН очищаемых сточных вод повышается на 2-4 единицы.

Химическое восстановление Cr⁶⁺ происходит также и в объеме очищаемых растворов:

ü в кислой среде − Cr₂O₇^2‾ + 6Fe²⁺+14H⁺ → 6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O;

ü в слабокислой и нейтральной среде −

СrO₄²⁻ + 3Fe(OH)₂ + 4H₂O → Cr(OH)₃↓ + 3Fe(OH)₃↓+ 2OH⁻.

В результате суммарных реакций катодного электрохимического восстановления Cr⁶⁺ и реакций восстановления Cr⁶⁺ в объеме очищаемых растворов с использованием Fe²⁺, удельный расход металлического железа на 1 часть Cr⁶⁺ оказывается значительно меньшим, чем следует из стехиометрии уравнений восстановления этого хрома реагентным методом.

Осадок, содержащий в основном ферриты тяжелых металлов, имеет кристаллическую нерастворимую форму, быстро осаждается и легко обезвоживается.

Этот метод кардинально отличается от классического – реагентного, прежде всего отсутствием дополнительного загрязнения очищаемых сточных вод анионной частью применяемых химических реагентов, а от всех других методов (электрокоагуляции, электрофлотации, ионного обмена - при применении которых образуются не утилизируемые осадки II-III-го класса опасности в виде гидроксидов тяжелых металлов), − образованием легко обезвоживаемого и утилизируемого в промышленности осадка IV класса опасности.

Захоронение же осадков II-III-го класса опасности даже в обезвоженном или высушенном виде невозможно, т.к. в Российской федерации специальных полигонов для захоронения токсичных отходов официально не существует.

Техническая характеристика гальванокоагуляторов типа КБ-ГХ выпускаемых НПО «Акваэкопром»

Параметры	Значения
КБ-1ГХ	КБ-2ГХ	КБ-3ГХ
Гидравлическая производительность, м^3/час	4,0	10,0	24,0
Технологическая производительность, м^3/час (по электрохимическому растворению скрапа), при этом:	2,5	6,5	15,0
- степень восстановления Cr^6+, % (при макс. исходной концентрации– до 200мг/л)
- степень очистки от сточных вод ионов тяжелых металлов, цианидов, фторидов, фосфатов и красителей, % (при суммарной исходной концентрации – до 200 мг/л)	95÷99
- степень очистки % от органических веществ (при исх. концентрации – согласно регламента)	50÷80
Расход железного скрапа, кг/м^3 очищаемых стоков	0,3÷0,5
Расход электроэнергии, кВт*ч/м^3	0,75
Рабочий объем загрузки, м^3	0,46	1,63	3,0
Начальная загрузка железного скрапа и кокса при соотношении 4:1,кг	/100	/325	/700
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота Масса, кг
Барабаны гальванокоагуляторов выполняются из стали 12Х18Н10Т или Ст.08Х22Н6Т

Рисунок 1 – Гальванокоагулятор КБ-1ГХ со скрапоуловителем

		Барабан гальванокоагулятора

В основе формирования КТГО ПСВ для гальванических производств лежит ряд последовательных технологических операций и методов по их очистке от различных загрязнений:

Ø разделение (при возможности и экономической целесообразности) сточных вод на кислые с ионами цветных и тяжелых металлов, в том числе шестивалентного хрома, с рН < 4 и щелочные стоки, с рН > 10;

Ø накопление и усреднение промывных сточных вод;

Ø очистка кислых сточных вод от ионов тяжелых (цветных) металлов и органических веществ методом гальванокоагуляции, с загрузкой гальванокоагуляторов гальванопарой Fе+С (I-ая ступень очистки);

Ø последующая стадия доочистки полученных растворов I-ой ступени очистки кислых и очистка щелочных сточных вод от ионов тяжелых металлов щелочных процессов гальванопокрытий, цианидов, анионных и различных органических загрязнений методом "шпинельной ферритизации", за счет (при необходимости) незначительного подщелачивания пульпы гальванокоагуляторов до рН=9,0 и насыщения ее кислородом воздуха (II-ая ступень очистки);

Ø отстаивание пульпы после «шпинельной ферритизации» на скоростных тонкослойных отстойниках и механическая фильтрация осветленной фазы растворов после отстойников;

Ø глубокая доочистка сточных вод от остаточных загрязнений сорбционными и ионообменными материалами (типа «Брусит», «Мегасорб», «Глинт», «Глауконит» и углеродными материалами «Бусофит», «МИУ-С2» и т.п.), с возвратом до 50 % очищенной воды в производство (III-я ступень очистки);

Ø финишная (по дополнительному требованию Заказчика) доочистка полученной воды до требований рыбохозяйственных норм от остаточных концентраций всех загрязнений воды от нитратов, сульфатов, хлоридов, солей жесткости на установках обратного осмоса.

Дата добавления: 2014-10-31