Как видно из анализа в настоящее время имеется достаточно широкий ассортимент методов, позволяющих перерабатывать сточные воды гальванопроизводства с получением пригодного для дальнейшего использования продукта и оборотной воды. Однако ни один метод нельзя считать универсальным, т.е. эффективным и дешевым, поэтому наиболее целесообразно применять комбинированные методы.
Этот метод имеет ряд преимуществ:
1)повышение степени очистки достигается путем дополнения реагентного метода очистки адсорбционным (ионным);
2)снижение на 65-70 % общего солесодержания сточных вод;
3)возможность использования сточных вод в оборотном водоснабжении предприятия;
4)возможность автоматизированного контроля и управления процессом;
5)простота и надежность в эксплуатации.
Хромсодержащие соединения поступают в сборник усреднитель где смешиваются с промывными водами, после чего промывные хромсодержащие сточные воды обезвреживаются реагентным методом с использованием сульфида натрия(реагент). После чего сточные воды снова направляются в сборник усреднитель, после чего корректируется PH среды и воды поступают на осветление, где отделяется шлам соединений металлов. После этих действий шлам уплотняется и обеззараживается, после чего утилизируется. Осветленная сточная вода направляется на дополнительное фильтрование, после чего поступает в угольный фильтр где дополнительно извлекаются растворимые примеси, включая соли хрома, затем для доочистки используется ионный метод, с помощью Na-катионита и H-катионита в аппаратах катионитной очистки, следующие действия нейтрализация, усреднение, обезвреживание и утилизация. Общая схема очистки изображена на рисунке.
|
|
Рис.1 Схема очистных сооружений гальванических стоков.
Описание технологической схемы очистных сооружений комплексной очистки
Рис. 2 Блок-схема очистки сточных вод реагентным методом
Е1,Е2- ёмкости для приготовления реагентов;
Н1,Н2-насосы для дозирования реагентов;
У- усреднитель разбавленных и концентрированных стоков;
ОТ - отстойник с тонкослойным модулем для ускорения процесса осаждения взвешенных веществ;
ФП - фильтр-пресс для обезвоживания осадка;
ФМ - узел фильтрации для доочистки от механических примесей.
Установка обеспечивает очистку сточных вод до норм ПДК для слива в канализацию.
Производительность 1-25 м³/час. Степень очистки от солей тяжелых металлов - до 99,5 %.[9]
Кислотно-щелочные сточные воды собираются в усреднителе-накопителе. Из усреднителя с помощью насоса стоки подаются в реактор (3), В реакторе (3) смесь сточных вод подщелачивается, обычно раствором щелочи (в случае, когда рН не удовлетворяет нормам), который подается насосом (2) из расходной емкости (1).
Затем стоки, уже общим потоком, отводятся в химический реактор (4), в котором обрабатывается флокулянтом, дозируемым насосом (6) из емкости (5), для интенсификации процесса отстаивания сточных вод.
Далее стоки поступают в отстойник, в котором происходит осаждение малорастворимых соединений тяжелых металлов. После отстаивания осветленная вода отводится на глубокую доочистку на узел фильтрации для доочистки от механических примесей, в качестве, которого могут быть применены фильтры с различными фильтрующими загрузками.
|
|
Обработка образующихся в процессе очистки сточных вод осадков производится на узле обезвоживания в составе насоса подачи осадка фильтр-пресса.
Осаждение образующихся в процессе реагентной обработки нерастворимых соединений осуществляется в отстойниках (предпочтительно вертикальных). Число отстойников принимается не менее двух. Для ускорения осветления нейтрализованных сточных вод рекомендуется добавлять к ним синтетический флокулянт – полиакриламид ([-CH2CH(CONH2)-]n) в количестве 2-5 на 1 м3 сточных вод. Влажность осадка после отстойников 98-99,5%.
Расчет необходимых химических материалов:
Vстоков=350 м3/ч = 8400000 л/сутки;
Q(Cr6+) = V·C(Cr6+) =8400000 ·0.5 = мг/сутки =4.2 кг/сутки;
Таблица. Теоретический расход реагентов на осаждение из растворов ионов некоторых металлов
| Ион | Расход реагента в граммах на 1г иона металла, | |||
| СаО | Са(ОН)2 | NаОН | Nа2СО3 | |
| Fe3+ | 1,51 | 1,99 | 2,15 | 2,85 |
| Al3+ | 3,11 | 4,11 | 4,45 | 4,89 |
| Cu2+ | 0,88 | 1,16 | 1,26 | 1,67 |
| Zn2+ | 0,86 | 1,13 | 1,22 | 1,62 |
| Fe2+ | 1,00 | 1,32 | 1,43 | 1,90 |
| Pb2+ | 0,27 | 0,36 | 0,39 | 0,51 |
| Cd2+ | 0,50 | 0,66 | 0,71 | 0,94 |
| Ni2+ | 0,95 | 1,26 | 1,36 | 1,81 |
| Cr3+ | 1,61 | 1,13 | 2,31 | 3,06 |
Очистка сточных вод от шестивалентного хрома
Сточные воды обрабатываются в две стадии:
1) восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного;
2) осаждение трехвалентного хрома в виде гидроксида.
Восстановление Cr+6 до Cr+3 происходит по реакции:
восстановление сульфитом натрия
Cr2O72- + 3SO32- + 8H+ → 2Cr+3 + 3SO42- + 4H2O
После окончания реакции восстановления Cr+6 в кислой среде сточные воды подвергают нейтрализации с целью осаждения Cr+3 в виде гидроксида по реакции
|
|
Cr+3 + 3(CaОН)2- → Cr(ОН)3↓+CaO
Р(Cr) = Q(Cr)· кол-во реагента Са(ОН)2 кг/кг =1,13·4.2=4,74 кг/сутки;
С(Cr) = Сисх- 
-Сисх= 0.5- 
·0.5=0,05 мг/л;
Заключение.
Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. В России широко осуществляются мероприятия по охране окружающей Среды, в частности по очистке производственных сточных вод.
Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Он имеет степень очистки, равную 90 – 98%, полученная концентрация хрома соответствует нормам ПДК. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой производственных сточных вод.
Список литературы.
1. Куценко С.А., Хрулева Ж.В. Способ очистки кислых сточных вод от цинка /Патент РФ № 2294316 от 27.02.2007, Бюл. № 6
2..Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод. - М. Химия, 1996. 345 с.
3. Гудков А.Г. Механическая очистка сточных вод: Учебное пособие. – Вологда: ВоГТУ, 2003.
https://window.edu.ru/window_catalog/files/r45837/mech_ref.pdf
4. Когановский А.М., Клименко А.Н., Левченко Т.М., Рода И.Г. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении. – М: Химия, 2005. – 288 с., ил.
5. Научно-практический журнал “Экология производства”. https://www.ecoindustry.ru/
6. Гудков А.Г. Биологическая очистка сточных вод: Учебное пособие.- Вологда: ВоГТУ, 2002.