Очистка сточных вод от металлов и их солей

Для очистки сточных вод машиностроительных предприятий от металлов и их солей применяют реагентные, ионообменные, сорбционные, электрохимические методы (гиперфильтрация, электрокоагуляция, электролиз, электродиализ), биохимическая очистка и т. д. Широко распространены реагентные методы очистки, при которых происходят следующие основные химические процессы: окисление или восстановление растворенных в воде примесей с образованием нетоксичных продуктов; переход растворимых примесей в нерастворимые с последующим разделением твердой и жидкой фаз и нейтрализация содержащихся в сточных водах свободных кислот и щелочей. К основным методам реагентной очистки сточных вод относят обработку их хлорной известью, NaCl, KCl, перманганатом калия, пероксидом водорода, солями железа, а также хлорирование и озонирование.

Выбор того или иного реагента для обработки сточных вод зависит от состава и концентрации примесей в сточной воде, расхода сточной воды, значения рН и т. п. Большинство перечисленных методов достаточно широко описаны в литературе [5, 6] и вошли в практику очистки сточных вод. В настоящее время проводятся исследования по внедрению озонирования - перспективного метода очистки сточных вод от тяжелых металлов и их солей, например цианидов. Метод окисления цианидов озоном наиболее эффективный, так как при этом в сточную воду не вносится никаких дополнительных загрязнений, а озон восстанавливается до кислорода. Кроме того, при озонировании не образуются токсичные продукты и упрощается технологическая схема очистки.

Ионообменные методы очистки сточных вод находят применение практически в любых отраслях промышленности для очистки от многих примесей, в том числе и шестивалентного хрома. Эти методы позволяют обеспечить высокую эффективность очистки, а также получать выделенные из сточной воды металлы в виде относительно чистых и концентрированных солей.

Для ионообменной очистки сточных вод используют синтетические ионообменные смолы. На рисунке 13 представлена схема ионообменной очистки сточных вод ванн хромирования от соединений хрома. Сточные воды поступают в приемный резервуар 1, откуда насосом 2 подаются в фильтр 3 для очистки от механических примесей. Очищенная от механических примесей сточная вода поступает в последовательно расположенные анионитовые фильтры 4 и 5, заполненные ионообменной смолой АВ-17 в ОН-форме. Очищенная таким образом сточная вода вновь подается в ванну хромирования 12. Вспомогательный катионитовый фильтр 6 предназначен для дополнительной обработки сточной воды в пусковой период. В бак 7 поступают выделенные соединения хрома. Бак 8 предназначен для сбора отработанного раствора. Емкости 13 - со щелочью и 14 - с кислотой предназначены для промывки фильтров. Промывной раствор нейтрализуется в баке 11, куда через дозатор 9 одновременно подается необходимое для нейтрализации количество извести из бака 10.

Рисунок 13 - Схема ионообменной очистки сточных вод ванн хромирования

Метод электролиза широко используют для очистки сточных вод от шестивалентного хрома. Этот метод основан на пропускании электрического тока через сточную воду, находящуюся в открытых или закрытых электролизных ваннах, в которых размещены попеременно чередующиеся стальные аноды и катоды. При этом в сточной воде не должно содержаться механических примесей со скоростью осаждения (всплывания) более 0,0003 м/с и концентрацией их более 0,05 кг/м³. Очистка сточных вод от соединений шестивалентного хрома основана на реакциях восстановления бихромат и хроматинов ионами Fe²⁺, которые образуются при электролитическом растворении анода, а также гидрокcидом железа Fe(OH)₂, который возникает в сточной воде при взаимодействии ионов Fe²⁺ и ОН^- (при рН ≥ 5,5).

В промышленных условиях биохимическую очистку сточных вод от соединений хрома проводят на установках, использующих в качестве питательной среды городские бытовые сточные воды со средним значением ВПК 0,1 кг/м³. На рисунке 14 представлена схема установки биохимической очистки хромсодержащих сточных вод цеха металлопокрытий. Бытовые сточные воды с расходом 0,0236 м³/с из отстойника 1 насосом подают в смеситель 2, куда одновременно поступают хромсодержащие сточные воды с расходом 0,013 м³/с и концентрацией соединений хрома до 0,085 кг/м³, а также активный ил с содержанием бактерий рода Pseudotnonas. Из смесителя сточные воды с активным илом поступают в биовосстановители 3, в которых происходит процесс биохимического восстановления хроматов с образованием гидроксида хрома. Процесс восстановления идет при постоянном перемешивании смеси и поддержании активного ила во взвешенном состоянии. Из биовосстановителей сточная вода поступает в отстойник 4, отстаивается и очищенная от хрома направляется в резервуар 5. В этот же резервуар сбрасывается избыточный активный ил с гидроксидом хрома и осадок сточных вод из отстойника 1. Осевший активный ил из отстойника 4 перекачивается в смеситель 2 для поддержания в биовосстановителях концентрации, равной 7 кг/м³. Из резервуара 5 сточная вода перекачивается в канализацию и далее поступает в биологические установки станции очистки, где в первичных отстойниках осаждается гидроксид хрома.

Рисунок 14 -Схема установки биохимической очистки хромсодержащих сточных вод

Дата добавления: 2014-01-03