
- •Предисловие
- •Оглавление
- •Реагентные методы
- •1. Нейтрализация
- •Нейтрализация смешением
- •1.2. Реагентная нейтрализация
- •1.3. Нейтрализация щелочных стоков
- •2. Окисление
- •2.1. Окисление в присутствии хлора и хлоропроизводных
- •2.2. Пероксидирование
- •2.3. Окисление кислородом воздуха
- •2.4. Окисление пиролюзитом
- •2.5. Озонирование
- •3. Восстановление
- •4. Осаждение
- •4.1. Осаждение гидроксидов
- •4.2. Осаждение сульфидов
- •4.3. Коллоидообразование при осаждении
- •4.4. Обезжелезивание св
- •Экспериментальная часть
- •Лабораторная работа № 2. Разложение водно–масляных эмульсий и их рекуперация Цель работы - исследовать разложение отработанных водно-масляных эмульсий методом коагуляции.
- •Порядок работы.
- •Использованная литература.
- •Порядок работы.
- •Контрольные вопросы.
- •Использованная литература.
- •Лабораторная работа № 4. Утилизация меди из отработанных растворов травления медных плат
- •Расчеты.
- •Контрольные вопросы.
- •Ионообменные методы рекуперациии и утилизации отходов Теоретические основы ионообменной сорбции
- •Состав ионитов и виды ионообменных реакций.
- •Типы ионообменных соединений.
- •Функциональные группы ионообменных смол.
- •Синтез ионообменных смол.
- •Лабораторная работа № 6. Утилизация никеля из сточных вод гальванических цехов ионообменной сорбцией на катионитах
- •Лабораторная работа №7. Поглощение аммиака ионитами и его регенерация
- •Электрохимические процессы Процессы и оборудование, применяемые для очистки сточных вод
- •Электрофлотация
- •Электрокоагуляция.
- •Электролитическое извлечение металлов
- •Выбор материала электродов.
- •Расчет электролизеров.
- •Лабораторная работа № 8. Улавливание меди из сточных вод гальванических производств методом цементации
- •Лабораторная работа № 9. Электрохимическое выделение меди из отработанных растворов гальванического производства
- •Оборудование и реактивы
- •Адсорбционные процессы
- •Лабораторная работа № 10. Утилизация органических соединений методом адсорбции паров на активированном угле. Улавливание паров бензола
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 11. Утилизация содержащихся в сточных водах органических соединений методом адсорбции на активированном угле
- •Цель работы - исследовать процесс адсорбционного улавливания метиленового голубого активированным углем. Определить осветляющую способность активированного угля. Построить изотерму адсорбции.
- •Порядок работы.
- •Контрольные вопросы
- •Использованная литература.
- •Дистилляция
- •Л абораторная работа № 12. Разделение смеси ацетон-бензол методом дистилляции
- •Порядок работы.
- •Экспериментальная часть
- •Порядок работы.
- •Обработка результатов измерений.
- •Контрольные вопросы.
- •Использованная литература.
- •Экстракционные методы рекуперации и утилизации отходов
- •Теоретическое введение.
- •Порядокработы.
- •Контрольные вопросы
- •Использованная литература
- •Контрольные вопросы.
- •Использованная литература
2.2. Пероксидирование
Можно осуществлять пероксидами щелочных и щелочноземельных металлов, пероксокислотами и их солями, но наиболее удобным реагентом является 30%-ный пероксид водорода (пергидроль).
Пероксид-ион бифункционален: в щелочной среде более полно проявляются его восстановительные свойства, и он окисляется
H2O2 + 2 OH- - 2e = 2 H2O + O2 ,
а в кислой – окислительные, вследствие чего он восстанавливается
H2O2 + 2 H+ + 2e = 2 H2O.
Естественно, многое зависит от окислительно-восстановительных потенциалов соответствующих партнеров.
Первая схема может быть использована для удаления окислителей, например, для дехлорирования и накислороживания воды
H2O2 + Cl2 + 2 NaOH = O2 + 2 NaCl + 2 H2O,
в соответствии со второй перекись, будучи окислителем, может выступать в роли окислителя активного цианида
H2O2 + NaCN + HCl = HCNO + NaCl + H2O.
Для финишных стадий очистки СВ от токсичных восстановителей используют пероксокислоты – пероксомоносерную
C6H5OH +14 H2SO5 = 6 CO2 + 14 H2SO4 + 3 H2O
и пероксодисерную
2 NaCN + 5 H2S2O8 + 4 H2O = 2 CO2 + N2 + 9 H2SO4 + Na2SO4.
2.3. Окисление кислородом воздуха
Для глубокой очистки от токсинов и органики воздух мало пригоден, но с его помощью можно легко удалить из СВ большую часть железа (+2) и серы (-2), окислив их, соответственно, до состояний Fe3+ и S6+ и обработав раствор известью. Аэрацию и известкование проводят в полых башнях, осадки отделяют отстаиванием. Температура и давление положительно влияют на скорость и полноту протекания реакций.
2.4. Окисление пиролюзитом
Его осуществляют в вертикальных или горизонтальных фильтрах, заполненных кусковым материалом в условиях, аналогичных описанным в п. 1.2. Дополнительными факторам, обеспечивающими оптимальное протекание процесса, являются наличие кислотной среды (30 – 40 г/л серной кислоты) и повышенная температура (70 – 80 оС). Пример – обезвреживание цианистых стоков
2 KCN + 5 MnO2 + 6 H2SO4 = 2 CO2 + N2 + 5 MnSO4 + K2SO4 + 6 H2O.
2.5. Озонирование
Несмотря на токсичность (ПДК в воздухе рабочей зоны не более 10-4 мг/м3), взрывоопасность и низкую растворимость в воде (не более трети объема на объем при комнатной температуре) озон со времени его получения в промышленных масштабах (60-е годы прошлого века) находит все более широкое применение в технологии очистки СВ. Причина – в многообразии его положительных функций: он окисляет примеси токсичных восстановителей, дезинфицирует воду, обесцвечивает ее и устраняет неприятные запахи, и все это в тысячи раз быстрее, чем хлор.
Озонирование СВ производят в колоннах, подавая смесь воздуха и озона (до 3% об) в нижние отделы аппаратов и обеспечивая максимальное диспергирование смеси. На выходе газов из аппаратуры обязательно устанавливают системы очистки их от остатков озона.
Ввиду дефицитности озона глубокое окисление значительных количеств восстановителей является неэкономичным. Наиболее эффективен он как детоксикант и антибиотик, проявляя эти функции практически мгновенно.
Озон особенно удобен при очистке СВ от сульфидных, цианистых и аммиачных загрязнителей, поскольку способен полностью удалять их, не вызывая закисление растворов
S2- + O3 + 2 H+ = SO2 + H2O
6 CN- + 5 O3 + 6 H+ = 6 CO2 + 3 N2 + 3 H2O
2 NH3 + O3 = N2 + 3 H2O.