Лекция №2

Название темы: Железо-сульфатный метод обезвреживания цианистых стоков, реагентная очистка кислотно-щелочных стоков.

Цель лекции: Изучение железо-сульфатного метода обезвреживания цианистых стоков

Ключевые слова: очистка сточных вод, очистноые сооружения, методы очистки сточных вод

Основные вопросы и краткое содержание:

Железо-сульфатный метод обезвреживания цианистых стоков, реагентная очистка кислотно-щелочных стоков. Сущность механического метода. Промышленные отходы (I-III класс)

Железо-сульфатный метод обезвреживания цианистых стоков

Метод основан на переводе токсичных ионов циана в малотоксичные комплексные ионы [Fе(СN)_б]^4- в слабощелочной среде.

При рН=7 и без подогрева образуется значительное количество токсичного осадка простого цианида железа:

2NaCN + FeSO₄→ Fe(CN)₂↓+ Na₂SO₄

При дополнительном введении в обрабатываемый сток FеSО₄ цианид железа взаимодействует с непрореагированными цианидами с образованием нетоксичной берлинской лазури:

2Fe(CN)₂ + 2NaCN + FeSO₄ → Fe₂[Fe(CN)₆] + Na₂SO₄

Расход FeSO₄^..7H₂O составляет 5,36 мг на каждый 1 мг циана. Однако, для того, чтобы реакция протекала в нужном направлении, необходимо увеличить количество вводимого FeSO₄ в 4 и более раз. При этом остаточная концентрация циана 2 мг/л.

Количество образующегося осадка при обработке стоков железным купоросом составляет 20÷25 % от первоначального объёма стока. Осадок может обладать токсичными свойствами из-за наличия в нем захваченной части сточной воды с остаточными цианидами.

Этот метод мало распространен. Используется в случаях обработки отработанных растворов и электролитов. Можно обезвреживать циансодержащие шламы, тару и отходы производства. Остаточная концентрация цианидов (эффект очистки) не достигает ПДК и находится в пределах от 0,5 до 20 мг/л. Время очистки 2 часа.

Реагентная очистка кислотно-щелочных стоков

В основу реагентного метода очистки кислотно-щелочных стоков положена их нейтрализация с последующее выделением гидроксидов тяжелых металлов и других нерастворимых взвесей в осветлителях.

Метод состоит из следующих стадий усреднение сточных вод, смешение и контакт их с реагентами, хлопьеобразование и выделение из сточных вод нерастворимых соединений.

В качестве реагентов используются те, которые образуют в сточных водах малорастворимые соединения. Совместно или вместо покупных реагентов, необходимо использовать и не утилизируемые в основном производстве отработанные кислые и щелочные растворы. Для нейтрализации кислот и высаждения металлов в настоящее время чаще всего применяется известковое молоко как самый доступный, и более дешевый реагент.

Нормативные документы, в частности [6] рекомендуют принимать дозу по активной окиси кальция на 5-10 % больше расчетной.

Для осаждения гидроокисей в осадок можно воспользоваться рис.4. и, а также справочника по аналитической химии (под ред.Лурье Ю.Ю.), рН сточных вод следует поддерживать в значениях, указанных в таблице 3. [6].

Рисунок 4. Кривые осаждения металлов традиционно применяемыми реагентами в фильтрованной пробе без учёта эффекта осаждения

1 – Cr³⁺; 2- Cu²⁺; 3 - Zn²⁺; 4 - Ni²⁺; 5 – Cd²⁺.

Приведенные в табл.3 значения являются ориентировочными, могут меняться в зависимости от сочетания различных веществ и уточняются в процессе эксплуатации.

Таблица 3 Эффективность осаждения по металлу в зависимости от рН

Гидро окись	рН макси-мального выделения	Остаточная кон­центра­ция по металлу, мг/л	рН начала образования гидроокиси	рН растворения гидроокиси	Произвединие растворимости, ПР
Сr(OH)3 Fe(OH)2 Ni(OH)2 Zn(OH)2_ Cu(0H)2 Cd(OH)2 Be(OH)2 Co(ОН)2 Pb(OH)2 Сa F2 CaCO3 CaSO4 Fe(OH)3 Al(OH)3 Sn(OH)2 Bi(OH)3 NaAlF6	8,75 8,0÷9,5 9,25÷10 8,0÷10,5 8,0÷9,0 8,5÷0 9,8 - 8.4 8,5 8.5÷9 10÷10,2 3,6 6 3,2 - 6,8÷7,5	0,05 0,3÷1 0,25÷0,75 0,05 0,053 2,5 - 0,32 0,05 16÷18 0.5 650 0,3÷0,5 0,1÷0,5 - 1,4 0,5	7 7 6 5,2 5,3 7,2-8,2 6,8 6,0÷7,7 6 - - - 3,9 3,7 2,3 - -	11 13.5 - 12-13 Более 9 - 13 - - - - - 14 8,5 10 - 8,5	6,3.10-31 8.10-16 2.10-15 1.2.10-17 2 ,2 .10-20 2, 2.10-19 2.10-14 6,3.10-15 5,0.10-16 4.10-11 3,.8.10-9 2,5.10-5 1.10-17 1.10-32 6,3.10-27 3,2.10-32 4,1.10-10

Обезвреживание и нейтрализация кислотно-щелочных стоков могут производиться на установках периодического, смешанного иди непрерывного действия в зависимости от количества стоков. Время усреднения принимается в соответствии с графиком притока сточных вод и колебаний в них концентраций вредных веществ, но не менее 2 ч.

Время контакта сточных вод с реагентами в реакторах (камерах реакции) принимается не менее 30 минут. Время отстаивания в горизонтальных или вертикальных отстойниках менее 2 ч. Для тонкослойных отстойников время принимается до расчету в зависимости от принятого расстояния между полками.

Для улучшения эффекта отстаивания рекомендуется (табл. 4) предусматривать подачу 0,1 %-ного раствора полиакриламида.

Удельный расход ПАА следует принимать по табл.6.3, рекомендуемой [2]

Таблица 4. Удельный расход ПАА

Концентрация осадка,г/м3	П А А
	активного, г/м3	товарного 8%-ной активности	водного раствора, л/м3 ,активной крепостью, %
			0.5	0,7	I	2
1÷5	0,5	6,3	0,1	0,07	0,05	0,025
5÷10	0,6	7,5	0,12	0.09	0,06	0,08
10÷20	0,7	8,7	0,14	0,1	0,07	0,035
20÷30	0,8'	10	0,16	0,11	0,08	0,04
30÷40	0,9	11,2	0,18	0,13	0,09	0,045
40 и выше	I	12,5	0,2	0,14	0,1	0,05

Промышленные отходы (I-III класс)

Проектирование, строительство установок по термическому обезвреживанию промышленных отходов I-III класса опасности:

- медицинские;

- отработанные фильтрующие загрузки;

- жидкие органические, включая нефтепродукты, не подлежащие регенерации;

- строительные;

- нефтешламы;

- растворители;

- отходы клеев, мастик;

-др. отходы.

При уничтожении промышленных отходов крайне важно, чтобы уничтожались отходы из разных источников, поступающие к тому же в самой разной форме. Обычно речь идет о твердых отходах, бочкотаре, жидких и пастообразных веществах.

При выборе технологии сжигания необходимо выбрать правильную технологию, т. е. наиболее подходящую для данного вида отходов.

Очистка сточных вод – это комплекс мероприятий по удалению загрязнений, содержащихся в бытовых и промышленных сточных водах, а также обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Обычно осуществляется в КОС установках.

Освобождение сточных вод от загрязнения - сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода).

Очищение происходит в несколько этапов:

• механический

• биологический

• физико-химический

• дезинфекция сточных вод.

Когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Сущность механического метода состоит в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Грубодисперсные частицы в зависимости от размеров улавливаются решетками, ситами, песколовками, септиками, навозоуловителями различных конструкций, а поверхностные загрязнения - нефтеловушками, бензомаслоуловителями, отстойниками и др. Механическая очистка позволяет выделять из бытовых сточных вод до 60-75% нерастворимых примесей, а из промышленных до 95%, многие из которых как ценные примеси, используются в производстве.

Химический метод заключается в том, что в сточные воды добавляют различные химические реагенты, которые вступают в реакцию с загрязнителями и осаждают их в виде нерастворимых осадков. Химической очисткой достигается уменьшение нерастворимых примесей до 95% и растворимых до 25%

При физико-химическом методе обработки из сточных вод удаляются тонко дисперсные и растворенные неорганические примеси и разрушаются органические и плохо окисляемые вещества, чаще всего из физико-химических методов применяется коагуляция, окисление, сорбция, экстракция и т.д. Широкое применение находит также электролиз. Он заключается в разрушении органических веществ в сточных водах и извлечении металлов, кислот и других неорганических веществ. Электролитическая очистка осуществляется в особых сооружениях - электролизерах. Очистка сточных вод с помощью электролиза эффективна на свинцовых и медных предприятиях, в лакокрасочной и некоторых других областях промышленности.

Загрязненные сточные воды очищают также с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления, хорошо зарекомендовала себя очистка путем хлорирования.

Среди методов очистки сточных вод большую роль играет биологический метод, основанный на использовании закономерностей биохимического и физиологического самоочищения рек и других водоемов. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, биологические пруды и аэротенки.

В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Благодаря этой пленке интенсивно протекают процессы биологического окисления. Именно она служит действующим началом в биофильтрах.

В биологических прудах в очистке сточных вод принимают участие все организмы, населяющие водоем.

Аэротенки - огромные резервуары из железобетона. Здесь очищающее начало - активный ил из бактерий и микроскопических животных. Все эти живые существа бурно развиваются в аэротенках, чему способствуют органические вещества сточных вод и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и другие мельчайшие животные, пожирая бактерии, неслипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила.

Сточные воды перед биологической очисткой подвергают механической, а после нее для удаления болезнетворных бактерий и химической очистке, хлорированию жидким хлором или хлорной известью. Для дезинфекции используют также другие физико-химические приемы (ультразвук, электролиз, озонирование и др.)

Биологический метод дает большие результаты при очистке коммунально-бытовых стоков. Он применяется также и при очистке отходов предприятий нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности, производстве искусственного волокна.