Kemijska obrada otpadnih voda

Mehanička obrada otpadnih voda

Koristi se za izdvajanje neotopljenih mineralnih i organskih nečistoća iz otpadnih voda. U pravilu, to je metoda pred-tretmana i osmišljena je za pripremu otpadnih voda za biološke ili fizikalno-kemijske metode liječenja. Kao rezultat mehaničkog čišćenja, sadržaj suspendiranih tvari u vodi smanjen je za 90%, a organski - za 20%. Strukture za mehaničku obradu otpadnih voda su rešetke, pješčane hvataljke, šupljine, filtri, uljni trapovi. Za zadržavanje velikih kontaminanata organskog i mineralnog porijekla koriste se rešetke i za potpunije odvajanje grubih onečišćenja - sito. Skladišta s rešetki ili su slomljena i poslane za zajedničku obradu sedimentima postrojenja za obradu otpadnih voda, ili se odlaze na mjesta za obradu čvrstih kućanskih i industrijskih otpada. Zatim se otpadne vode prolaze kroz pješčane hvataljke, gdje se pod djelovanjem gravitacije nanose sitne čestice (pijesak, šljaka, lomljenje stakla itd.) I zamke za podmazivanje u kojima se hidrofobne tvari uklanjaju s površine vode. Pijesak iz pješčane hvataljke obično se pohranjuje ili koristi u cestovnim radovima. Naselje - selekcija u obliku krutog taloga iz otopine jedne ili više komponenata; istovremeno, čestice s gustoćom veće od gustoće vode pomaknu prema dolje, a manjom gustoćom kretaju se prema gore. Septičke cisterne su glavni i najčešći tip uređaja za pročišćavanje. Otopljene suspendirane čestice organskog i mineralnog podrijetla u njima se smještaju. U smjeru kretanja glavnog toka vode u naslagama, oni su podijeljeni u tri glavne vrste: horizontalna, vertikalna i radijalna. U vodoravnim sedimentacijskim spremnicima kanalizacija struji vodoravno, u vertikalnim - od dna do vrha, u radijalnim - od središta do periferije. Odlaganje suspendiranih čestica pod djelovanjem centrifugalne sile provodi se u hidrociklonima i centrifugama. Kada se centrifugira, suspenzija se odvoji u precipitat i fugat (tekuća faza). U oborinskim centrifugama, odvajanje heterogenih sustava događa se prema principu taloženja, u sustavima filtriranja - prema principu filtriranja. Filtriranje je postupak filtriranja suspenzije kroz porozni materijal koji zadržava čvrste nečistoće i omogućuje prolazu vode. Ako su veličine čestica veće od veličine pora u opterećenju filtra, čestice će ostati na površini utovara. Ova vrsta filtriranja se naziva površina, sedimentna ili podloga. Ako čestice prođu unutar materijala utovara, tada se postupak naziva rasipnim filtriranjem ili skupnom filtracijom. Nailazimo na filtriranje površine kada voda teče kroz filtere izrađene od porozne keramike, kada se filtriraju pod tlakom ili vakuumom kroz mrežaste i tkanine, itd. U ovom slučaju, sve čestice su zadržane na filteru čije dimenzije prelaze veličinu pora baze filtera. Kao rezultat, na njemu se formira sloj sedimenta, što je dodatni sloj filtriranja. Filtriranje, kao i taloženje, koristi se za razlaganje vode, tj. za zadržavanje suspendiranih krutina u vodi. Filtarski materijal trebao bi biti porozni medij s vrlo malim pore.

Kemijska obrada otpadnih voda

kemijska (reagensa), koja je kombinacija različitih tipova kemijskih reakcija što dovodi do uklanjanja toksičnih komponenti iz otpadnih voda. Kemijske metode obrade otpadnih voda uključuju neutralizaciju, oksidaciju i redukciju, taloženje. Kemijsko čišćenje se ponekad provodi preliminarnim prije biološkog čišćenja ili nakon toga kao metoda tercijarne obrade kanalizacije. Kemijsko čišćenje je povezano s korištenjem raznih reagensa koji se uvode u efluent i djeluju u interakciji sa štetnim nečistoćama. Neutralizacija otpadnih voda je kemijska reakcija koja dovodi do uništavanja kiselih svojstava otopine s alkalijem i alkalnih svojstava otopine uz pomoć kiselina. Stupanj kiselosti ili lužnatosti otopine može se procijeniti pomoću vrijednosti pH. Gotovo neutralno se smatra vodom pH = 6,5-8,5. Neutralizacija se može provesti na različite načine: miješanjem kiselih i alkalnih otpadnih voda, dodavanjem reagensa, filtriranjem kisele vode kroz neutralizacijske materijale. Izbor metode neutralizacije ovisi o količini i koncentraciji otpadnih voda, načinu njihove prijema, raspoloživosti i troškovima reagensa. U postupku neutralizacije mogu nastati precipitat, čija količina ovisi o koncentraciji i sastavu otpadne vode, kao io vrsti i brzini protoka korištenih reagensa. Za odstranjivanje iona teških metala iz otpadnih voda, najčešći su postupci pročišćavanja reagensa, čiji je bit pretvoriti supstance topljive u vodi netopivim pri dodavanju raznih reagensa i zatim ih odvajaju od vode kao mulja. Kalcij i natrij hidroksidi, natrijev sulfid i razni otpad koriste se kao reagensi za uklanjanje iona teških metala iz otpadnih voda. Postupak se provodi pri različitim pH vrijednostima. Reakcije redukcije oksidacije su istodobna oksidacija nekih komponenata i smanjenje drugih. Najčešća oksidirajuća i redukcijska sredstva koriste se za neutralizaciju:

- oksidansi - kisik ili zrak, ozon, klor, hipoklorit, kalijev permanganat i oksidirajuća sposobnost permanganata ovisi o kiselosti otopine;

- redukcijska sredstva - kloriti, željezo (II) sulfat, hidrosulfat, sumporov oksid (IV), sumporovodik. - vodikov peroksid može biti i oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo. U kiselom okruženju, oksidativna funkcija vodikovog peroksida je izraženija, a u alkalnom, ona je reduktivna. Redox reakcije se koriste za pretvaranje otrovnih tvari u bezopasnu, kao i za ekstrakciju vrijednih komponenti. Načini obnavljanja vode se koriste u slučajevima kada otpadna voda sadrži lako regenerirajuće tvari. Ove metode su naširoko koristi za uklanjanje živinih, kromovih i arsenovih spojeva iz otpadnih voda.

Fizička i kemijska obrada otpadnih voda. Koagulacija i flokulacija Koagulacija je proces povećanja raspršenih čestica kao rezultat njihove interakcije i agregacije. U obradi otpadnih voda koristi se za ubrzavanje procesa taloženja finih nečistoća i emulgiranih tvari. Koagulacija može nastati spontano, pod utjecajem kemijskih i fizikalnih procesa. Kod postupaka pročišćavanja otpadnih voda, koagulacija se javlja pod utjecajem posebnih tvari koje su im dodane - koagulansi. Koagulansi u vodenom obliku pahuljice metalnih hidroksida, koji se brzo podlegnu pod djelovanjem gravitacije. Pahuljice imaju sposobnost hvatanja koloidnih i suspendiranih čestica te ih agregiraju. Budući da čestice imaju slabu negativnu naboj, međusobno se pojavljuje međusobna privlačnost. Koagulacijsko djelovanje rezultat je hidrolize, koja se javlja nakon otapanja. Kao sredstvo za sakupljanje, aluminij, željezo ili njihove smjese se obično koriste. Izbor koagulansa ovisi o njegovom sastavu, fizikalno-kemijskim svojstvima i troškovima, koncentraciji nečistoća u vodi, pH i slanoj slanoj vodi. Cijeli koagulacijski proces sastoji se od sljedećih faza:

- razdoblje skrivene koagulacije - uvođenje koagulanta, njegovu hidrolizu s formiranjem micela, njihovu agregaciju u sol (do 0.1 μm), pojavu opalescencije;

- početak flokulacije, konstrukcija lančanih struktura, formiranje velikog broja malih pahuljica, njihovu agregaciju (oko pola sata); - sedimentacijsko razdoblje, taloženje čestica (više od pola sata). Flookulacija je proces agregacije suspendiranih čestica kada se u otpadne vode dodaju molekule visoke molekule, nazvane flokulanti. Za razliku od koagulacije tijekom flokulacije, agregacija se javlja ne samo izravnim kontaktom čestica, već i kao posljedica interakcije molekula flokulanta adsorbiranog na česticama. Fokulacija se provodi kako bi se pojačao proces formiranja pahuljica aluminija i željeznih hidroksida kako bi se povećala brzina njihovog taloženja. Korištenje flokulanata omogućuje smanjenje doze koagulanata, smanjenje trajanja koagulacijskog procesa i povećanje brzine taloženja nastalih pahuljica. Za obradu otpadnih voda pomoću prirodnih i sintetičkih flokulanata. Prirodni flokulanti uključuju škrob, pektin, etere celuloze, itd. Aktivna silicijska kiselina (xSiO2 · yH2O) najčešći je anorganski flokulant. Od sintetičkih organskih flokulanata, poliakrilamid je primio najveću uporabu u našoj zemlji.

Fizička i kemijska obrada otpadnih voda. Flotacija Cilj: ovladati metodom flotacije za pročišćavanje otpadnih voda. Teoretski dokaz Flotacija je jedna od vrsta razdvajanja adsorpcije i mjehurića temeljene na formiranju plivajućih aglomerata (flotacijskih kompleksa) zagađivača s disperziranom plinskom fazom i njihovo odvajanje u obliku koncentriranog pjenastog produkta (flotacijski mulj). Flotacija se koristi za uklanjanje suspendiranih nečistoća iz otpadnih voda koje se spontano slažu. Elementarni mehanizam flotacije sastoji se od sljedećeg: kad se mjehurić zraka podigne u vodi s čvrstom hidrofobnom česticom, sloj vode koji ih razdvaja pri određenoj kritičnoj debljini pauze i čestica se drži zajedno. Zatim se kompleks mjehurićastog sloja diže na površinu vode, gdje se mjehurići skupljaju i pojavljuje se pjenasti sloj s većom koncentracijom čestica nego u izvornoj otpadnoj vodi. Kada je fiksiran mjehurić, formira se trofazni perimetar - linija koja ograničava područje prianjanja mjehurića i granica je tri faze - čvrste, tekuće i plinovite. Tangenta na površinu mjehurića na točki trofaznog perimetra i površinu čvrste tvore kut θ koji je okrenut prema vodi, nazvan kut kutnog vlaženja.

Vjerojatnost lijepljenja ovisi o kvašenosti čestice, koju karakterizira vrijednost kontakta. Što je kut vlaženja veći, to je veća vjerojatnost prianjanja i snaga držanja mjehurića na površini čestice. Adhezija nastaje kada se mjehurić sudari s česticama ili kada se formira mjehurić iz otopine na površini čestice. U praksi, postupak flotacije provodi se u prisutnosti reagensa za flotaciju, koji prema njihovom učinku na flotacijski postupak mogu biti podijeljeni u sljedeće četiri velike skupine: 1) sredstva za ekspandiranje - tvari koje pridonose stvaranju stabilnih mjehurića i pjene u pulpu; 2) kolektori - tvari koje povećavaju kut kontakta i time hidrofobiziraju površinu čvrste faze; 3) aktivatori - tvari koje pridonose konsolidaciji kolektora na površini krute faze; 4) depresori - tvari koje, za razliku od aktivatora, sprječavaju pričvršćivanje kolektora na površinu čvrste faze i time pogoršava njegovu plovnost. Često supstanca koja je aktivator u jednom konkretnom slučaju može biti depresivna u drugom. Stoga se posljednje dvije skupine kombiniraju u jednu pod zajedničkim nazivom regulatora (modifikatora).

Obrada adsorpcije boca koja sadrži otpadne vode Fenomeni apsorpcije su vrlo rasprostranjeni u živoj i neživoj prirodi. Tijekom adsorpcije, krutina se upija komponente otpadne vode. Materijal na površini ili u volumenu pora u kojem se koncentracija apsorbirane supstance koncentrira naziva se adsorbentom, tvari čije molekule se mogu apsorbirati - adsorbent, adsorbat već adsorbiran. Preokrenuti proces adsorpcije naziva se desorpcija. Adsorpcija može biti reagens, tj. s ekstrakcijom tvari iz adsorbenta i destruktivnim, uz uništavanje ekstrahiranih tvari zajedno s adsorbentom. Adsorbenti su podijeljeni u neporozne i porozne. Većina minerala i mnogih sintetičkih anorganskih materijala može se smatrati adsorbentima. Fenomen sorpcije temelji se na fizičkoj i kemijskoj interakciji sorbata i sorbenta. Vrste veza koje nastaju tijekom adsorpcije: Wonder-Waals, polarizacija (interakcija ionsko-dipola), vodik, koordinacija (interakcija donator-akceptor). Fizikalna adsorpcija uzrokovana je sila intermolekularne interakcije i nije popraćena značajnom promjenom u elektroničkoj strukturi molekula adsorbata, adsorbirane molekule obično imaju površinsku pokretljivost. Interakcija između površine i adsorbirane molekule ne dovodi do puknuća ili stvaranja novih kemijskih veza. U ovom slučaju, molekula zadržava svoju individualnost. Tijekom kemisorpcije nastaje kemijska veza između atoma (molekula) adsorbenta i adsorbata, tj. kemisorpcija se može smatrati kemijskom reakcijom čiji je protok ograničen na površinski sloj. Kemisorpcija je obično nepovratna; kemijska adsorpcija, za razliku od fizičkog, je lokalizirana, tj. adsorbirane molekule ne mogu se kretati duž površine adsorbenta. Količina adsorpcije je proporcionalna površini adsorbenta. Za razvoj površine krute tvari koriste se razne metode obrade koje stvaraju mrežu različitih defekata volumena u čvrste pukotine koje su šupljine u krutom stanju, obično međusobno povezane i imaju različite oblike i veličine. Učinkoviti radijusi najvećeg niza pore adsorbenata - makropori prelaze 100-200 nm. Makroporovi igraju ulogu transportnih kanala kroz koje molekule apsorbirane tvari ulaze u dubinu sorbentnih granula. Prolazne pore (mezopore) imaju polumjer zakrivljenosti površine od 2 do 100 nm. Poremećaji prijelaza igraju važnu ulogu u adsorpciji velikih molekula (proteina, površinski aktivnih tvari, itd.) Iz otopina. Mikropore - najmanji pore s polumjerom zakrivljenosti površine manje od 1,5-2,0 nm. Mikropori igraju važnu ulogu u procesima adsorpcije tvari male molekularne mase. Ako je mikroporozni adsorbent karakteriziran porama strogo definiranih veličina, tada se unutar svojih pore može dobiti samo molekule promjera manjeg ili jednakog širine pora upotrijebljenog adsorbenta. Takvi adsorbenti nazivaju se molekulskim sita. Oprema i reagensi: konusne tikvice; filtri; razne vrste adsorbensa; boja ljestvice.

Reagensku obradu otpadnih voda iz iona teških metala

Obrada otpadnih voda iz iona teških metala provodi se konvertiranjem iona teških metala u slabo topljive spojeve (hidrokside ili bazične karbonate), a neutralizirajući otpadne vode uz pomoć raznih alkalnih reagensa (kalcijev hidroksidi, natrij, magnezij, kalcijev oksidi, natrij karbonati, kalcij, magnezij). Tablica prikazuje pH vrijednost taloženja metalnih hidroksida i preostale koncentracije metalnih iona u otpadnoj vodi.

Kada neutraliziraju kisele otpadne vode s vapnenim mlijekom koji sadrži značajnu količinu vapnenca, kao i otopine soda, precipitiraju se neki ioni teških metala (na primjer cink, bakar itd.) U obliku odgovarajućih bazičnih karbonata. Potonji su manje topivi u vodi od odgovarajućih hidroksida. Stoga, s formiranjem bazičnih karbonata dolazi do potpunijeg prelaska iona teških metala u slabo topljivi oblik. Osim toga, bazični karbonati većine metala počinju se taložiti pri nižim pH vrijednostima od odgovarajućih hidroksida.

Vrijednosti pH taloženja metalnih hidroksida i preostale koncentracije metalnih iona -

U praksi za pročišćavanje otpadnih voda također je ustanovljeno da je zajedničko taloženje hidroksida dvaju ili više metala istoj pH vrijednosti postiglo bolje rezultate nego sa zasebnim taloženjem svakog od metala. Kada lokalno neutralizira kadmij, nikal, cink koji sadrži cink, preporučuje se korištenje vapna kao alkalnog reagensa (po mogućnosti trećeg stupnja koji sadrži CaCO3). Potrošnja vapna je 1 dio težine (cf) kadmij - 0,5 bp. CaO, nikal - 0.8 v.ch. CaO, cink - 1.2 v.ch. CaO. Slika prikazuje shematski dijagram obrade otpadnih voda iz teških metalnih iona. Za količine otpadnih voda do 30 m 3 / h, redovito se preporučuje periodična shema pročišćavanja, a za velike količine miješana ili kontinuirana.

Taloženje netopivih spojeva nastalih u postupku obrade reagensa provodi se u taložnim bazenima (po mogućnosti vertikalno s kretanjem vode prema dolje, moguće je u slivovima za slaganje u tankom sloju). Broj spremnika za odlaganje se uzima najmanje dva, oba rade. Trajanje naseljavanja je najmanje 2 sata. Kako bi se ubrzalo pojašnjenje neutralizirane otpadne vode, preporučljivo je dodati sintetički flokulant - poliakrilamid (u obliku 0,1% -tne otopine) u količini od 2-5 g po 1 m 3 otpadne vode, ovisno o sadržaju metalnih iona (to je manja ukupna koncentracija metalnih iona veća je doza flokulanta). Dodavanje poliakrilamida u otpadnu vodu preporučuje se prije ulaska u šupljinu (nakon što napuste reakcijsku komoru).

Vlažnost taloga nakon taloženja je 98-99,5%. Kako bi se smanjio sadržaj vlage sedimenta, preporučuje se dodatno taloženje u pakiranju za gnojivo 3-5 dana. Vlažnost taloga nakon sabijanja mulja iznosi 95-97%. Mulj iz ambalažnog mulja se dovodi u jedinicu za odstranjivanje vode (vakuum filtracija, filtriranje, centrifugiranje). Vlažnost taloga nakon vakuumskog filtra tipa BOW i BshOU iznosi 80-85%, nakon centrifuge tipa OGSh - 72-79%, nakon filtarskog prešanja tipa FPAKM - 65-70%.

U nekim slučajevima, prije ispuštanja obrađene otpadne vode u kanalizaciju ili naknadnu odstranjivanje ionskom izmjenom ili metodama elektrodialize, potrebno je smanjiti koncentraciju suspendiranih tvari u pročišćenoj vodi. Pojašnjenje protoka u ovom slučaju provodi se filtriranjem kroz filtere s pješčanim ili dvoslojnim opterećenjima (pijesak, ekspandirana glina), kao i kroz filtere s plutajućim tipom punjenja FPZ.

Nedavno je feritna metoda (feritizacijska metoda) pronašla praktičnu primjenu. kao modifikaciju reagensa metode pročišćavanja otpadnih voda iz teških metalnih iona uz pomoć reagensa koji sadrže željezo. Željezo, kao element sekundarne podskupine grupe VIII, pokazuje značajnu kemijsku aktivnost, ima visoku adheraciju na alotropne modifikacije i prostorno-fazne transformacije. Željezo tvori mnoge spojeve i sa stehiometrijskog sastava i bradavice. Potonji igraju važnu ulogu u razvoju koagulacijskih i adsorpcijskih djelovanja reagensa koji sadrže željezo.

Obrada otpadnih voda metodom feritizacije sastoji se od sorpcije nečistoća (uključujući teške metalne ione) magnetskim željeznim hidroksidima, formiranje ferita s naknadnom topokemijskom reakcijom hvatanja sorbitnih tvari pomoću feritne kristalne rešetke. Feriti su derivati ​​hipotetske HFeO željezne kiseline2, u kojem su ioni vodika zamijenjeni metalnim ionima Glavni reagens feritiziranog pročišćavanja otpadnih voda je hidrat željezovog željeznog FeSO4x7H20, što je otpad od proizvodnje titanovog dioksida ili čišćenje čelika.

Kada se u vodenu otopinu željeznog sulfata doda alkali, počevši od pH 7,7, formira se flokuluirajući, žućkasto-bijeli talog. Pod utjecajem zraka dobiva smeđkastu boju zbog pojave adukta Fe (OH)2-Fe (OH)3. Potonji je iznimno aktivan, može se pretvoriti u sljedeće spojeve ovisno o sastavu otopine, pH i temperaturi:

  • paramagnetski metahidroksid FeO (OH) sa strukturom mineralnog goitita;
  • feromagnetski metahidroksid FeO (OH) sa strukturom mineralnog lepidokrocita;
  • ne-feromagnetski metahidroksid FeO (OH);
  • crno-smeđi magnetit Fe3O4;
  • feromagnetski rust smeđi polihidrat Fe2oh3x nH2O.

Ti spojevi, formirajući pojedinačno i u smjesi, odražavaju raznolikost i kompleksnost reakcija koje su temelj njihove formiranja. Pri niskim koncentracijama željeza u širokom rasponu pH, organizirani su spojevi s izraženim magnetskim svojstvima. Uz povećanje koncentracije željeza, zahtjevi za povećanjem pH, pri čemu se procesi formiranja ferita odvijaju optimalno: izgled klica magnetita - feritnog željeza.

Formiranje ferita je složen proces koji uključuje koordinaciju krute faze i kristalografsku strukturu. Rezultirajući kruti kompleksni spojevi dodatno pričvršćuju teške metale.

Povećanje temperature uklanja učinak pH, i kao rezultat, na temperaturi od 80 ° C, područje stvaranja ferita u području povišenih koncentracija željeza (kao i teških metalnih iona) znatno se širi. Treba napomenuti da je promatrana ekspanzija vidljivija pri niskom pH, kada se povećava uloga transformacija krutih faza.

Sposobnost metala da istodobiraju sa željeznim hidroksidom i formiranjem ferita se pojačava u seriji Cd9, ona se učinkovito uklanja kao kristalni produkt s visokom magnetskom osjetljivosti.

Nikal i kobalt na sposobnost feritnog pročišćavanja zauzimaju međupoložaj između bakra i cinka. Visok efekt čišćenja postiže se pri pH> 10, a feromagnetski karakter nastalih taloženja daje se samo pri dozama željeza u pročišćenoj vodi u količini od do 1 g / l. Obrada otpadnih voda iona teških metala feritizacijom može se provesti na dva načina.

Prvi način je dodavanje željeznog sulfata, kaustične sode (u obliku 40% -tne vodene otopine) i natrijevog nitrata u skupljanje s kanalizacijom: kada je ukupna koncentracija iona teških metala 30 mg / l, 450 g / m3 željezovog sulfata (90 g -ion ​​/ m3 u odnosu na željezo), 322 g / m3 kaustične otopine sode i 45,6 g / m3 natrijevog nitrata. Nakon toga, otpadna voda se zagrijava sa živom parom na 60 ° C (100 kg pare na 1 m3 otpadne vode) i zadržava pod mlazom zraka 1 sat (potrošnja zraka 100 m 3 / m3 otpadne vode po satu). Tada se otpad iscrpljuje u šupljinu. Vrijeme zadržavanja u sumplju 15-20 minuta. Nakon toga se razblaženi dio otpadnih voda šalje filtriranju i dalje u domaći kanalizacijski sustav.

U drugoj metodi obrada otpadnih voda obavlja se u dvije faze. U prvoj fazi, formira se suspenzija koja sadrži željezo, tako da ima razvijenu površinu, visoku kemijsku aktivnost i sposobnost adsorpcije. Priprava 1 m suspenzije koja sadrži željezo zahtijeva 208,5 kg željezni sulfat, 60 kg natrij hidroksida i 21,3 kg natrijevog nitrata. Vrijeme izlaganja iznosi 20 minuta. Što je suspenzija dulje, sve dok se ne dodaju u efluent, to je kompliciraniji, potpuniji njegovu sposobnost ferita. U drugoj fazi, formirana suspenzija se dozira u obrađenu otpadnu vodu.

Specifičnost feritizacijskog tretmana ponekad je povezana s adsorpcijskim pojavama uzrokovanim manjkavostima kristalne rešetke ferita. Za potpunost realizacije fenomena adsorpcije provodi se preliminarna posebna sinteza aktiviranih ferita, koja uključuje liječenje nitrata dvovalentnih i trovalentnih željeznih hidroksida, uzeto u specifičnom omjeru. Feriti su dobiveni na takav način dobro sorbijima kroma, kadmija, olova, bakra, nikla, kobalta, žive, mangana i berilijuma, imaju kapacitet od 1000 do 10000 puta više u teškim metalima od magnetita.

Tijekom feritnog tretmana otpadnih voda, naročito prve metode, procesi stvaranja željeznog hidrata doprinose pročišćavanju koagulacije fino dispergiranih suspenzija i emulgiranih kontaminanata zbog stvaranja micela koji sadrže željezo sposobne za neke inkluzijske reakcije. Glavne prednosti feritne obrade otpadnih voda su: sposobnost istodobnog uklanjanja različitih iona

  • teški metali u jednoj fazi;
  • teški metalni ioni su klimatizirani kao kristalni, neizotopivi produkti;
  • zajedno s otopljenim teškim metalima, disperzirane suspenzije i emulgirane nečistoće učinkovito se uklanjaju;
  • postupak nije osjetljiv na učinke drugih soli koje mogu biti prisutne u efluentu u visokim koncentracijama.

Hardverski dizajn feritnog pročišćavanja je jednostavan, temeljen na načelu magnetskog taloženja proizvoda za klatiranje zagađenja (uključujući teške metalne ione). Glavna radna jedinica feritnog postrojenja za čišćenje je spremnik koji je opremljen mješalicom i solenoidnim ventilima za odvodnju obrađene vode.

Kemijska obrada otpadnih voda

Tehnološki ciklusi proizvodnje kemijskih, metalurških, energetskih poduzeća i obrambenih kompleksa, osim osnovnih materijala i sirovina, te obične vode, koja igra veliku ulogu u proizvodnoj tehnologiji. Velike količine svježe vode za pripremu otopina reagensa i kao pomoćne rashladne operacije sastoje se od velike količine kemijskih nečistoća i aditiva koji takvu vodu čine opasnim čak iu obliku industrijskih otpadnih voda.

Problem obrađivanja takvih voda, njihovog korištenja u daljnjem tehnološkom ciklusu ili ispuštanja u opći kanalizacijski sustav danas se potpuno obrađuje opremi za kemijsku obradu otpadnih voda, čime se osigurava ne samo priprema vode prema standardima domaće otpadne vode, već dovodi i do pročišćavanja pročišćene slatke vode pogodne za tehničku upotrebe.

sadržaj

Glavne metode kemijske obrade industrijskih otpadnih voda

Kemijske metode industrijske obrade otpadnih voda danas se uglavnom koriste za vezanje i uklanjanje opasnih kemijskih elemenata iz obujma industrijske vode i za donošenje osnovnih parametara takvog otpadnog voda standardima, čime se u budućnosti može provesti konvencionalno biološko liječenje.

Doslovno u procesu takvog pročišćavanja koriste se glavne vrste kemijskih reakcija:

  • Neutralizacija opasnih spojeva i elemenata;
  • Oksidativna reakcija;
  • Reakcijski oporavak kemijskih elemenata.

U tehnološkom ciklusu postrojenja za obradu industrijskih poduzeća primjenjuje se kemijsko čišćenje:

  • Za primanje pročišćene tehničke vode;
  • Obrada produkcijskih otpadnih voda iz kemijskih spojeva prije ispuštanja u kanalizacijski sustav za daljnju biološku obradu;
  • Vađenje vrijednih kemijskih elemenata za daljnju obradu;
  • Pri obavljanju tercijarnog tretmana vode u septičkim jama za ispuštanje u otvorene spremnike.

Preuzimanje kemijskih otpadnih voda prije ispuštanja otpadnih voda u kanalizaciju opće namjene može značajno povećati sigurnost i ubrzati proces bioremedijacije.

Neutralizacija industrijskih otpadnih voda

Većina industrijskih poduzeća koja koriste industrijsku kemijsku obradu otpadnih voda najčešće koriste u njihovim postrojenjima za obradu i kompleksima sredstva za neutralizaciju kiselih i alkalnih pokazatelja vode na razinu od 6,5-8,5 (pH) koja je prihvatljiva za daljnju obradu kiselosti. Smanjenje ili obratno, povećanje razine kiselosti otpadnih voda omogućuje daljnju upotrebu tekućine za tehnološke procese jer takav pokazatelj više nije opasan za ljude.

Voda dobivena takvom pokazatelju može se koristiti za tehnološke potrebe poduzeća, pomoćne industrije ili za daljnje pročišćavanje pomoću bioloških sredstava.

Važno je da kemijska normalizacija vode koja se provodi u poduzećima učinkovito osigurava neutralizaciju kiselina i lužina rastvorenih u odvodima, te ih nije dopustio da uđu u tlo i vodonosnike.

Prekoračenje broja pokazatelja kiselina i lužina u ispražnjenom otpadu dovodi do ubrzanog starenja opreme, korozije metalnih cjevovoda i ventila, pucanja i uništavanja armiranobetonskih konstrukcija postaja za filtriranje i čišćenje.

Nadalje, kako bi se normalizirala ravnoteža kiselina-baze otpada u spremnicima za taloženje, spremnicima i na poljima filtracije, potrebno je više vremena za biološku obradu za 25-50% više vremena nego neutralizirani otpad.

Industrijska tekućinska neutralizacija otpada

Mjere kemijske obrade tekućeg otpada metodom neutralizacije povezane su s izjednačavanjem potrebnog pokazatelja razine kiselosti određenog volumena otpadnih voda. Glavni tehnološki procesi uključeni u neutralizaciju su:

  • određivanje razine onečišćenja kemijskim spojevima efluenta;
  • izračun doziranja kemikalija potrebnih za neutralizaciju;
  • pojašnjenje vode do tražene razine normi za tekući otpad.

Odabir opreme za sredstvo za čišćenje, njegovo mjesto, povezivanje i rad ovisi prije svega o razini onečišćenja i potrebnim količinama pražnjenja za čišćenje.

U nekim slučajevima, mobilni kemijski uređaji za čišćenje su dovoljni za to, osiguravajući čišćenje i neutralizaciju relativno male količine tekućine iz skladišta tvrtke. A u nekim slučajevima potrebna je uporaba stalne kemijske jedinice za čišćenje i neutralizaciju.

Glavni tip tehnološke opreme za takve postaje je instalacija protočnog čišćenja ili tipa kontakta. Obje instalacije omogućuju:

  • kontrola onečišćenja;
  • mogućnost korištenja tehnologije međusobne neutralizacije kiselih i alkalnih komponenata u tehnologiji;
  • mogućnost korištenja prirodnog procesa neutralizacije u procesnim jezerima.

Tehnološke sheme za neutralizaciju kemijskog pročišćavanja trebale bi osigurati mogućnost uklanjanja ili uklanjanja krutih, netopljivih čestica mulja iz spremnika za čišćenje.

Druga važna točka u radu postrojenja za pročišćavanje je mogućnost pravodobne prilagodbe potrebne količine i koncentracije reagensa za reakciju, ovisno o razini kontaminacije.

Obično se u tehnološkom ciklusu koristi oprema koja ima nekoliko spremnika za pohranu koji omogućuju pravodobno prijam, skladištenje, miješanje i ispuštanje otpadnih voda dovedenih u traženo stanje.

Kemijska neutralizacija otpadne vode miješanjem kiselih i alkalnih sastojaka

Korištenje metode neutralizacije otpadnih voda miješanjem kiselih i alkalnih sastojaka omogućuje vam da provedete kontroliranu reakciju neutralizacije bez upotrebe dodatnih reagensa i kemikalija. Kontrola količine ispuštene otpadne vode kiselih i alkalnih pripravaka omogućava pravodobnu akciju da se akumuliraju obje komponente i daju kada se miješaju. Tipično, za kontinuirani rad postrojenja za obradu otpadnih voda ove vrste, koristi se dnevni volumen ispuštanja. Svaka vrsta otpada provjerava se i prema potrebi prilagođava potrebnoj koncentraciji dodavanjem volumena vode ili određivanjem volumena udjela za reakciju pročišćavanja. Izravno na postrojenju za pročišćavanje to se provodi u spremnicima za akumulaciju i kontrolu postaje. Upotreba ove metode zahtijeva ispravnu kemijsku analizu komponenata kiselih i alkalnih komponenata, provodeći salvo ili višestupanjsku neutralizacijsku reakciju. Za male poduzetnike, korištenje takvog postupka može se provoditi iu lokalnim postrojenjima za obradu radionice ili na mjestu, uz pomoć postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda u cjelini.

Pročišćavanje dodavanjem reagensa

Metoda pročišćavanja tekućeg otpada s reagensima uglavnom se koristi za pročišćavanje vode koja sadrži veliku količinu onečišćenja istog tipa, kada je normalni omjer alkalne i kiselinske komponente u vodi značajno u jednoj od strana.

Najčešće je to nužno kada zagađenje ima izražen izgled i čišćenje metodom miješanja rezultata ne daje ili jednostavno zbog povećane koncentracije je iracionalno. Jedina i najpouzdaniji način neutralizacije u ovom slučaju je metoda dodavanja reagensa - kemikalija koje ulaze u kemijsku reakciju.

U suvremenoj tehnologiji, ova metoda se najčešće koristi za otpadnu vodu. Najjednostavnija i najučinkovitija metoda neutralizacije kiseline je obično korištenje lokalnih kemikalija i materijala. Jednostavnost i učinkovitost metode leži u činjenici da otpad, primjerice, proizvodnja mlazom visoke peći savršeno neutralizira onečišćenje sumpornom kiselinom, a troska od termoelektrana i centralnih biljaka često se koristi za dodavanje u spremnike s kiselim pražnjenjem.

Korištenje lokalnih materijala omogućuje značajno smanjenje troškova procesa čišćenja, jer šljake, krede, vapnenci, dolomitne stijene savršeno neutraliziraju veliki broj visoko onečišćenih otpadnih voda.

Proizvodnja muljevitih peći i troska iz termoelektrana i centralnih postrojenja ne zahtijevaju dodatnu pripremu, pored brušenja, porozna struktura i prisutnost u sastavu mnogih spojeva kalcija, silicija i magnezija dopuštaju upotrebu materijala bez prethodne obrade.

Kreda, vapnenac i dolomit, koji se koriste kao reagensi, podvrgavaju se obveznoj pripremi i mljevenju. Nadalje, za čišćenje u nekim tehnološkim ciklusima koristi se pripravljanje tekućih reagensa, na primjer, pomoću vapna i amonijaka. U budućnosti, komponenta amonijaka savršeno pomaže procesu biološkog pročišćavanja vode.

Metoda oksidacije otpadnih voda

Metoda oksidacije otpadnih voda omogućava dobivanje otrovnih svojstava opasne otpadne vode u opasnim kemijskim postrojenjima. Najčešće se oksidacija koristi za dobivanje otpadnih voda koje ne zahtijevaju daljnju ekstrakciju krutih čestica i mogu se ispustiti u opći kanalizacijski sustav. Sredstva za čišćenje upotrijebljena su kao aditivi, a danas su najpopularniji materijali za čišćenje.

Materijali zasnovani na kloru, natriji i kalciumu, ozonu i vodikovom peroksidu koriste se u višestupanjskoj tehnologiji za obradu otpadnih voda, pri čemu svaka nova faza može znatno smanjiti toksičnost vezanjem opasnih toksičnih tvari u netopive spojeve.

Oksidacijske biljke s višestupanjskim sustavima za pročišćavanje čine ovaj postupak relativno sigurno, ali uporaba toksičnih oksidirajućih sredstava kao što je klor postupno se zamjenjuje sigurnijim, ali ne manje učinkovite metode za oksidaciju otpadnih voda.

Visokotehnološke metode kemijskog čišćenja

Visokotehnološki postupci za pročišćavanje otpadnih voda uključuju metode koje koriste nova dostignuća u njihovom tehnološkom ciklusu, što omogućuje korištenje posebne opreme kako bi se osiguralo pročišćavanje širokog spektra onečišćujućih tvari od štetnih i otrovnih nečistoća.

Najnaprednija i obećavajuća metoda čišćenja je metoda obrade otpadnih voda iz ozona. Ozon, kada se ispušta u kanalizaciju, utječe i na organske i anorganske tvari, pokazujući široki spektar djelovanja. Ozonizacija otpadnih voda omogućuje vam:

  • obezbojiti tekućinu, značajno povećavajući njegovu transparentnost;
  • pokazuje učinak dezinfekcije;
  • gotovo potpuno uklanja specifične mirise;
  • uklanja okuse trećih strana.

Ozonacija se primjenjuje kada je voda kontaminirana:

  • naftni proizvodi;
  • fenoli;
  • spojevi sumporovodika;
  • cijanidi i njihovi derivati;
  • kancerogeni ugljikovodici;
  • uništava pesticide;
  • neutralizira površinski aktivna sredstva.

Osim toga, opasni mikroorganizmi gotovo su potpuno uništeni.

Tehnološki, ozoniranje kao metoda čišćenja može se provesti iu lokalnim postrojenjima za obradu i na stacionarnim postajama za čišćenje.

Korištenje raznih metoda kemijske obrade otpadnih voda dovodi do smanjenja emisija tvari od 2 do 5 puta, a danas je kemijsko čišćenje koje omogućuje postizanje najvišeg stupnja pročišćavanja vode.

Reagensi za obradu otpadnih voda

  • fizičko i kemijsko čišćenje,
  • neutralizacija,
  • oksidacija.

Metode tjelesnog i kemijskog čišćenja koriste se za:

  • obrada otpadnih voda, industrijsko i domaće podrijetlo,
  • kao iu opskrbi vodom, pri pripremi industrijske i pitke vode.

Bit ove metode je izolirati zagađivače precipitiranjem i sorbing flocculent sediment formirana na njihovim površinama. Korišteni kemijski reagensi podijeljeni su, ovisno o njihovom mehanizmu djelovanja na:

Nadalje, hidroliza polivalentne metalne soli rezultira formiranjem flokuluirajućeg taloga aluminijevog hidroksida ili željeza koji ima veliku površinu na kojoj dolazi do sorpcije molekula otopljenih u vodenom mediju, kao i stvaranje složenih kompleksnih hidroksikonskih kompleksa zbog kojih se nanose štetni sastojci.

U krutom obliku, oni su kristalni hidrati, koji uključuju različiti broj molekula vode. Koagulansi skloni apsorpciji vode obično se proizvode u obliku vodenih otopina određene koncentracije, kao što je, na primjer, vodena otopina natrijevog aluminata ili željeznog klorida.

U pravilu je u koagulant uključen jedan polimetalni kation. Ali ako sastav sulfata, osim aluminija, uključuje ione kalijuma, natrija ili amonijaka, te se soli nazivaju alum. Odgovarajuće, kalijev, aluminijev-amonijev ili alumino-natrij.

Obrada otpadnih voda reagensa

To je jedna od glavnih metoda obrade otpadnih voda ili kemijske metode. Temelji se na kemijskim reakcijama koje prenose štetne zagađivače u vodi od otopine do netopivih

Kemijske metode za pročišćavanje otpadnih voda elektropelacijskih odjela temelje se na korištenju kemijskih reakcija, čime kontaminanti sadržani u kanalizaciji pretvaraju se u spojeve koji su sigurni za potrošača ili se lako ispuštaju kao taloženje. Obrada otpadnih voda galvanske proizvodnje iz ITM-a događa se u dvije faze:

- stvaranje slabo topljivih spojeva.

- oslobađanje tih spojeva u sedimentu.

Bit pročišćavanja reagensa je pretvorba iona teških metala sadržanih u otpadnom vodom u netopljive oblike hidroksida dodavanjem raznih reagensa sa njihovim kasnijim taloženjem.

Najčešće se pročišćavanje otpadnih voda provodi alkalnim reagensima (vapno, kaustična soda, soda, acetilenski otpad i drugi). Istodobno, ovisno o pH medija, tijekom obrade nastaju razni netopljivi spojevi teških metala. Dakle, pri precipitiranju cinka iz sulfatnih otopina pri pH 7.0, ZnSO se istaloži4 * 3Zn (OH)2, na pH 8,8 ZnS04 * 5Zn (OH)2, na pH 10 Zn (OH)2, i pri pH 11, precipitat se otapa da tvori cinkate [Zn (OH)2] 2-. Najbolje za taloženje cinka je pH 8-9, za nikal - 10,5, bakar - 9,0, i tako dalje. Postupak je u skladu s reakcijom:

Cu2 + + 2OH - = Cu (OH)2; (a) Ni2 + + 2OH - = Ni (OH)2. (B)

Skupljanjem nekoliko metala istom pH vrijednošću mogu se postići bolji rezultati nego kada se svaki metal taloži odvojeno. To je zbog formiranja miješanih kristala i adsorpcije metalnih iona na površini krute faze.

Hidraulična veličina čestica nastala u postupku neutralizacije je 0,1 - 0,4 mm / s.

Učinkovitost pročišćavanja otpadnih voda iz teških metalnih iona može se poboljšati pretvaranjem u spojeve s manjim produktom topivosti.

Značajno manji od hidroksida, hidroksil karbonati teških metala imaju proizvode topivosti. Oni se stvaraju neutralizacijom otpadnih voda s natrijevim ili niskim stupnjem vapna. Taloženje bazičnih karbonata započinje nižim pH vrijednostima od odgovarajućih hidroksida. Potrošnja sode po oborinama je viša nego kod upotrebe vapna ili kaustične sode, jer se tijekom taloženja teških metala s natrijevim procesom prolazi kroz fazu formiranja hidrokarbonata i potreban je suvišak reagensa za dovršenje reakcije. Oslobađanje ugljičnog dioksida dovodi do plutajućeg dijela sedimenta i njegovog uklanjanja iz septičkih jama [33].

Natrijev sulfid je učinkovit. Topivost produkata sumpornih metala je znatno niža od one odgovarajućih hidroksida, pa se taloženje sulfida odvija preko šireg pH područja, na primjer, precipitira se cinkov sulfid na pH 1,5, nikal i kobalt sulfidi - pri pH 3,3.

Povećanje stupnja pročišćavanja otpadnih voda, koji je podvrgnut tretiranju i pojašnjenju reagensima, moguć je tretiranjem natrijevim silikatom dozom od 5 do 30 puta sa stehiometrijskom količinom. Nakon odjeljivanja silikata teških metala i silicijske kiseline, pročišćena voda se može vratiti za ponovnu upotrebu. U nekim slučajevima preporučuje se sekvencijalno liječenje kalcijevim kloridom i sodaom.

Kada se to dogodi, koprecipitacija karbonata i hidroksikarbonata teških metala i kalcijevog karbonata. Rezultirajući talog je lako precipitiran i lako dehidriran. Istodobno, dolazi do omekšavanja vode, što ponekad omogućava njegovu upotrebu u cirkulirajućim vodovodnim sustavima.

Trenutačno se koriste sljedeće metode za odvajanje suspendiranih tvari hidroksidne prirode iz otpadnih voda:

- odvajanje u centrifugalnom polju;

- filtriranje kroz granularno opterećenje ili porozni septum;

Da bi se učinkovito uklonili teških hidroksida i hidroksokarbonata iz otpadnih voda, treba uzeti u obzir specifičnosti suspenzije - amorfnost i niska gravitacijska veličina agregata krute faze.

Praktično na svim postajama pročišćavanja otpadnih voda galvanske proizvodnje koristi se metoda reagensa. Glavni zagađivači takvih otpadnih voda su teški metalni ioni. Preostala koncentracija iona teških metala, oba izračunata iz produkta topivosti odgovarajućih hidroksida i promatrana u praksi, prikazana je u tablici 2.

Tablica 2 - Učinkovitost postupka reagensa za pročišćavanje otpadnih voda iz teških metala

Ion heavy metal

Rezidualna koncentracija metalnog iona, izračunata iz produkta topivosti, mg / l

Ostatak koncentracije metalnih iona promatran u praksi pri pH 8,5-9,0 mg / l

Reagensko liječenje otpadne vode iz iona teških metala u industriji elektroplata

1. Metode pročišćavanja otpadnih voda

Obrada otpadnih voda iz iona teških metala provodi se konvertiranjem iona teških metala u slabo topljive spojeve (hidrokside ili bazične karbonate), a neutralizirajući otpadne vode uz pomoć raznih alkalnih reagensa (kalcijev hidroksidi, natrij, magnezij, kalcijev oksidi, natrij karbonati, kalcij, magnezij). Na kartici. Slika 1 prikazuje pH vrijednost taloženja metalnih hidroksida i preostale koncentracije metalnih iona u otpadnoj vodi.

Kod neutraliziranja kiselih otpadnih voda s vapnenim mlijekom, koji sadrži značajnu količinu vapnenca, kao i otopine soda, neki teški metalni ioni (na primjer cink, bakar itd.) Istaložuju se u obliku odgovarajućih bazičnih karbonata. Potonji su manje topljivi u vodi od odgovarajućih hidroksida, stoga, tijekom formiranja bazičnih karbonata, dolazi do potpunijeg prelaska iona teških metala u slabo topljivi oblik. Osim toga, bazični karbonati većine metala počinju se taložiti pri nižim pH vrijednostima od odgovarajućih hidroksida.

Tablica 1

Vrijednosti pH precipitacije metalnih hidroksida i preostale koncentracije metalnih iona

U praksi za pročišćavanje otpadnih voda također je ustanovljeno da je zajedničko taloženje hidroksida dvaju ili više metala istoj pH vrijednosti postiglo bolje rezultate nego sa zasebnim taloženjem svakog od metala. Kada lokalno neutralizira kadmij, nikal, cink koji sadrži cink, preporučuje se korištenje vapna kao alkalnog reagensa (po mogućnosti trećeg stupnja koji sadrži CaCOa). Potrošnja vapna je 1 dio težine (cf) kadmij - 0,5 bp. CaO, nikal - 0.8 v.ch. CaO, cink - 1.2 v.ch. CaO. Slika 1 prikazuje shematski dijagram obrade otpadnih voda iz teških metalnih iona. Za količine otpadnih voda do 30 m 3 / h, redovito se preporučuje periodična shema pročišćavanja, a za velike količine miješana ili kontinuirana.

2. Organizacija septičkih jama

Taloženje netopivih spojeva nastalih u postupku obrade reagensa provodi se u taložnim bazenima (po mogućnosti vertikalno s kretanjem vode prema dolje, moguće je u slivovima za slaganje u tankom sloju). Broj spremnika za odlaganje se uzima najmanje dva, oba rade. Trajanje naseljavanja je najmanje 2 sata.

Kako bi se ubrzalo pojašnjenje neutralizirane otpadne vode, preporučljivo je dodati sintetički flokulant - poliakrilamid (u obliku 0,1% -tne otopine) u količini od 2-5 g po 1 m 3 otpadne vode, ovisno o sadržaju metalnih iona (to je manja ukupna koncentracija metalnih iona veća je doza flokulanta). Dodavanje poliakrilamida u otpadnu vodu preporučuje se prije ulaska u šupljinu (nakon što napuste reakcijsku komoru).

Vlažnost taloga nakon taloženja je 98-99,5%. Kako bi se smanjio sadržaj vlage sedimenta, preporučuje se dodatno taloženje u pakiranju za gnojivo 3-5 dana. Sadržaj vlage u mulju nakon taloga iznosi 95-97%. Mulj iz ambalažnog mulja se dovodi u jedinicu za odstranjivanje vode (vakuum filtracija, filtriranje, centrifugiranje). Vlažnost taloga nakon vakuumskog filtra tipa BOW i BshOU iznosi 80-85%, nakon centrifuge tipa OGSh - 72-79%, nakon filtarskog prešanja tipa FPAKM - 65-70%.

U nekim slučajevima prije ispuštanja obrađene otpadne vode u kanalizacijski sustav ili tijekom naknadnog odstranjivanja s ionskom izmjenom ili metodama elektrodialize, potrebno je smanjiti koncentraciju suspendiranih tvari u pročišćenoj vodi. Pojašnjenje protoka u ovom slučaju provodi se filtriranjem kroz filtere s pješčanim ili dvoslojnim opterećenjima (pijesak, ekspandirana glina), kao i kroz filtere s plutajućim tipom punjenja FPZ.

Slika 1. Shematski dijagram obrade reagensa otpadne vode iz teških iona
metali: 1-reaktorska neutralizacijska kisela-alkalna otpadna voda, 2-dozirna alkalna
agens, flokulant 3, raspršivač kiseline 4, 5-sump, 6-mehanički filter, 7-pumpa, 8-neutralizator pročišćene vode.

3. Metoda feritizacije

Nedavno je feritna metoda (feritizacijska metoda) pronalaženje praktične primjene kao modifikacije metode reagensa pročišćavanja otpadnih voda iz teških metalnih iona uz pomoć reagensa koji sadrže željezo.

Željezo, kao element sekundarne podskupine grupe VIII, pokazuje značajnu kemijsku aktivnost, ima visoku adheraciju na alotropne modifikacije i prostorno-fazne transformacije. Željezo tvori mnoge spojeve i sa stehiometrijskog sastava i bradavice. Potonji igraju važnu ulogu u razvoju koagulacijskih i adsorpcijskih djelovanja reagensa koji sadrže željezo.

Obrada otpadnih voda metodom feritizacije sastoji se od sorpcije nečistoća (uključujući teške metalne ione) magnetskim željeznim hidroksidima, formiranje ferita s naknadnom topokemijskom reakcijom hvatanja sorbitnih tvari pomoću feritne kristalne rešetke. Feriti su derivati ​​hipotetske HFeCh željezne kiseline, u kojima su vodikovi ioni zamijenjeni metalnim ionima.

Glavni reagens feritiziranog pročišćavanja otpadnih voda je hidratiran željezni ferosulfatni željezo FeS04-7H20, što je otpad od proizvodnje titanovog dioksida ili čišćenje čelika.

Kada se alkalni dio doda u vodenu otopinu ferosulfata, počevši od pH 7,7, stvara se flocculent žućkasto-bijeli talog. Pod utjecajem zraka dobiva smeđkastu boju zbog pojave adukta Fe (OH)2-Fe (OH)3. Potonji je izuzetno aktivan, može se pretvoriti u slijedeće spojeve ovisno o sastavu otopine, pH i temperaturi:

  • paramagnetski metahidroksid FeO (OH) sa strukturom mineralnog goitita;
  • feromagnetski metahidroksid FeO (OH) sa strukturom mineralnog lepidokrocita;
  • ne-feromagnetski metahidroksid FeO (OH);
  • crni smeđi magnetit Fe3oh4;
  • feromagnetska hrđa smeđa Fe-polihidrata2oh3nH2O

Ti spojevi, formirajući pojedinačno i u smjesi, odražavaju raznolikost i kompleksnost reakcija koje su temelj njihove formiranja. Pri niskim koncentracijama željeza u širokom rasponu pH, organizirani su spojevi s izraženim magnetskim svojstvima. Uz povećanje koncentracije željeza, zahtjevi za povećanjem pH, pri čemu se postupci formiranja ferita odvijaju optimalno: pojava jezgri

magnetit - feritni željezo Fe II (Fe III O2)2 reakcijom:

4. Formiranje ferita

Formiranje ferita je složen proces koji uključuje koordinaciju krute faze i kristalografsku strukturu.

Rezultirajući kruti kompleksni spojevi imaju strukturu tunela koja pogoduje dodatnoj klatratizaciji teških metala.

Povećanje temperature uklanja učinak pH, i kao rezultat, na temperaturi od 80 ° C, područje stvaranja ferita u području povišenih koncentracija željeza (kao i teških metalnih iona) znatno se širi. Treba napomenuti da je promatrana ekspanzija vidljivija pri nižem pH vrijednosti, kada se povećava uloga transformacija krutih faza.

Sposobnost metala da istodobiraju sa željeznim hidroksidom i formiranjem ferita se pojačava u seriji Cd9, ona se učinkovito uklanja kao kristalni produkt s visokom magnetskom osjetljivosti.

Nikal i kobalt na sposobnost feritnog pročišćavanja zauzimaju međupoložaj između bakra i cinka. Visok efekt čišćenja postiže se pri pH> 10, a feromagnetski karakter nastalih taloženja daje se samo pri dozama željeza u pročišćenoj vodi u količini od do 1 g / l.

5. Metode feritizacije

Obrada otpadnih voda iona teških metala feritizacijom može se provesti na dva načina.

Prvi način je dodavanje željeznog sulfata, kaustične sode (u obliku 40% -tne vodene otopine) i natrijevog nitrata u skupljanje s kanalizacijom: kada je ukupna koncentracija iona teških metala 30 mg / l, 450 g / m3 željezovog sulfata (90 g -ion ​​/ m3 u odnosu na željezo), 322 g / m3 kaustične otopine sode i 45,6 g / m3 natrijevog nitrata. Nakon toga, otpadna voda se zagrijava sa živom parom na 60 ° C (100 kg pare na 1 m3 otpadne vode) i zadržava pod mlazom zraka 1 sat (potrošnja zraka 100 m 3 / m3 otpadne vode po satu). Tada se otpad iscrpljuje u šupljinu. Vrijeme zadržavanja u sumplju 15-20 minuta. Nakon toga se razblaženi dio otpadnih voda šalje filtriranju i dalje u domaći kanalizacijski sustav.

U drugoj metodi obrada otpadnih voda obavlja se u dvije faze. U prvoj fazi, formira se suspenzija koja sadrži željezo, tako da ima razvijenu površinu, visoku kemijsku aktivnost i sposobnost adsorpcije. Priprava 1 m suspenzije koja sadrži željezo zahtijeva 208,5 kg željezni sulfat, 60 kg natrij hidroksida i 21,3 kg natrijevog nitrata. Vrijeme izlaganja iznosi 20 minuta. Što je suspenzija dulje, sve dok se ne dodaju u efluent, to je kompliciraniji, potpuniji njegovu sposobnost ferita. U drugoj fazi, formirana suspenzija se dozira u obrađenu otpadnu vodu.

Specifičnost feritizacijskog tretmana ponekad je povezana s adsorpcijskim pojavama uzrokovanim manjkavostima kristalne rešetke ferita. Za potpunost realizacije fenomena adsorpcije provodi se preliminarna posebna sinteza aktiviranih ferita, koja uključuje liječenje nitrata dvovalentnih i trovalentnih željeznih hidroksida, uzeto u specifičnom omjeru. Feriti su dobiveni na takav način dobro sorbijima kroma, kadmija, olova, bakra, nikla, kobalta, žive, mangana i berilijuma, imaju kapacitet od 1000 do 10000 puta više u teškim metalima od magnetita.

Tijekom feritnog tretmana otpadnih voda, naročito prve metode, procesi stvaranja željeznog hidrata doprinose pročišćavanju koagulacije fino dispergiranih suspenzija i emulgiranih kontaminanata zbog stvaranja micela koji sadrže željezo sposobne za neke inkluzijske reakcije.

6. Prednosti feritnog čišćenja

Glavne prednosti feritne obrade otpadnih voda su:

  • mogućnost istodobnog uklanjanja različitih iona teških metala u jednoj fazi;
  • teški metalni ioni su klimatizirani kao kristalni, neizotopivi produkti;
  • zajedno s otopljenim teškim metalima, disperzirane suspenzije i emulgirane nečistoće učinkovito se uklanjaju;
  • postupak nije osjetljiv na učinke drugih soli koje mogu biti prisutne u efluentu u visokim koncentracijama.

Hardverski dizajn feritnog pročišćavanja je jednostavan, temeljen na načelu magnetskog taloženja proizvoda za klatiranje zagađenja (uključujući teške metalne ione). Glavna radna jedinica feritnog postrojenja za čišćenje je spremnik koji je opremljen mješalicom i solenoidnim ventilima za odvodnju obrađene vode.