- •Часть II. Основы процессов защиты гидросферы от загрязнений
- •Составители: е. С. Гиматова, и. Г. Кобзарь, в. В. Савиных Ульяновск 2004
- •Главные загрязнители воды
- •Приоритетные загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности
- •3.1. Фильтрование через плоские перегородки
- •3.2. Фильтрование через объемные перегородки
- •Зависимость значения коэффициентов c и m от режима течения жидкости
- •Параметры и условия процессов обратного осмоса и ультрафильтрации
- •3. Десорбция, дезодорация, дегазация
- •Электрокоагуляция
- •Контрольные вопросы
- •Значения максимальных координационных чисел (молекулярной формы) различных соединений на линии насыщения
- •Температура начала выпадения кристаллов из раствора
- •4.1. Метод жидкофазного окисления
- •4.2. Метод парафазного каталитического окисления
- •4.3. Огневой метод
- •Химические реакции нейтрализации
- •Условия применения способов нейтрализации кислых сточных вод
- •1.1. Смешивание кислых и щелочных вод
- •1.2. Реагентная нейтрализация
- •1.3. Фильтрование через нейтрализующие материалы
- •1.4. Процесс нейтрализации кислыми газами
- •Процессы окисления
- •2.1. Окисление хлором и его соединениями
- •2.2. Пероксид водорода как окислитель
- •2.3. Кислород воздуха как окислитель
- •2.4. Пиролюзит как окислитель Пиролюзит – это природный материал, содержащий MnO2. Очистку проводят фильтрацией через слой этого материала или в аппаратах с мешалкой.
- •2.5. Озонирование
- •Кинетика процессов прямого окисления подчиняется уравнению
- •3. Процессы восстановления
- •Химические методы удаления
- •Данные начала и конца осаждения различных катионов
- •1. Процессы биохимического окисления
- •Влияние различных факторов на скорость
- •3. Анаэробное биохимическое окисление
- •Теоретические основы защиты окружающей среды
- •Часть II. Основы процессов защиты
- •Гидросферы от загрязнений
- •432027, Г. Ульяновск, ул. Сев. Венец, д. 32
3. Процессы восстановления
Восстановительные методы, как правило комбинируют с осажде-нием и даже с окислением. Реакции восстановления используют в про-цессах удаления из вод таких токсичных компонентов как ртуть, мышьяк, хром.
Неорганические формы Hg2+ можно осаждать сразу, действуя Na2S, NaHS, H2S, а потом NaCl – чтобы образовались гранулы HgS. Кроме того, необходимы и коагулянты FeSO4·7H2O, Al2(SO3)3·18H2O.
Более продуктивен, однако, метод, включающий предваритель-ное восстановление основного количества ионов ртути до металла.
В качестве восстановителей применимы [Red] = FeS, NaBH4, NaHSO3, N2H4, Feмет; H2S, Alпудра. После реакции основную часть металлической ртути Hg отделяют отстаиванием, фильтрованием или флотацией. Прошедшие через фильтр или не успевшие осесть частички ртути окисляют Cl2 или NaOCl (образуется малорастворимый HgCl2 ). Далее для удаления избытка окислителя добавляют NaHSO3 или Na2SО3, а затем в качестве осадителя прибавляют Na2S (осаждают HgS с последующим коагулированием с FeCl3).
Органические формы Hg2+ сначала разрушают окислителем [Ох] = Cl2, затем Hg2+ + [Red] Hgмет , потом проводят все вышеперечисленные этапы.
Для удаления мышьяка при больших концентрациях As5+ (110 г/л) метод очистки основан на восстановлении его до As3+
[Red]
H3AsO4 2H3AsO3 → As2O3 + 3H2O, (163)
с последующим осаждением в кислой и нейтральной среде.
Удаление хрома основано на восстановительном переводе более токсичного Cr6+ в Cr3+, который осаждают в виде Cr(ОН)3. Применяемые восстановители [Red] = Сакт, FeSО4, H2SО3, Н2, SО2, отходы органических веществ (газетная бумага), FeS2, СН4, NH3.
Чаще всего рН = 3÷4
4H2CrO4 + 6NaHSO3 + 3H2SO4 (изб)
2Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + 10H2O. (164)
Для осаждения трехвалентного хрома используют Са(ОН)2, NaOH и др. В этом случае имеет место реакция:
Cr3+ + 3OH- Cr(OH)3, (165)
OH = Ca(OH)2, NaOH; рНопт = 8÷9,5, иначе амфотерный гидроксид растворится. Осадок выпадает медленно и плохо уплотняется, поэтому применяют флокулянт – полиакриламид (ПАА).
При использовании в качестве восстановителя сульфата железа FeSO4 в кислой и щелочной среде имеют место реакции:
2CrO3 + 6FeSO4 + 6H2SO4 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + 6H2O, (166)
при рН 7: 2CrO3 + 6FeSO4 + 6Ca(OH)2 + 6H2O
2Cr(OH)3 + 6Fe(OH)3 + 6CaSO4 . (167)
В присутствии диоксида серы:
SO2 + H2O H2SO3; 3H2SO3 + 2CrO3 Cr2(SO4)3 + 3H2O . (168)
В присутствии соды:
6Na2CrO4 + SO2 + Na2CO3 + nH2O
Cr2O3 · nH2O + 3Na2SO4 + CO2. (169)
осадок можно прокалить в сточных водах остается
для получения Cr2O3 только сульфат натрия
Можно осаждать Cr6+ и без восстановления путем использования ацетата бария по схеме
Ba(CH3COO)2 BaCrO4 (хромат бария), (170)
c одновременной очисткой сточных вод и от ионов SO42– (осадок BaSO4).