Фізико-хімічні основи процесу очищення стічних вод

У разі досягнення значень розчинності в процесі очищення стічних вод забезпечується ГДК 10-1 -10-2 мг/дм3 важких металів. Проте загальновідомо, що при осаджувальному очищенні стічних вод гальванічного виробництва ГДК часто не досягається.

Гідроксиди важких металів, що одержуються при очищенні стічних вод, є сильно обводнюючі (99,5%) опади, розчинність яких залежить від безлічі чинників: рН, сольового складу, іонної сили розчину та інші.

Для з'ясування причин неповного осадження гідроксидів важких металів розглянемо процес їх утворення. З фізико-хімічної точки зору, це направлений гідроліз солей:

Men+ + nH2O = Me (OH) n +nH+ (1.4)

Користуючись цією схемою, розрахуємо значення рН осадження по формулі:

pH= - lg aН+ =lg ПР - lg Kw - lg aMen+, (1.5)

де ПР - коефіцієнт розчинності

Кw - іонний коефіцієнт води, 10-14

аМеn+ - активність іонів металів в розчині.

Залежність рН осадження від активності іонів металу в розчині приведена на рисунку 1.1

Рисунок 1.1 - Залежність рН почала утворення гідроксидів важких металів від активності металів в розчині.

Значення рН початку осадження, розраховані на підставі усереднених показників, а також значення рН, необхідні для забезпечення заданих залишкових концентрацій, приведені в таблиці 1.2

Таблиця 1.2 - Розрахункові показники осадження гідроксидів

Фактичні концентрації іонів металів після осадження значно відрізняються від табличних і можуть досягати десятків і сотень мг/дм3. Це обумовлено тим, що схема (рівняння - 1.4) не відображає дійсної картини, що відбувається в розчинах при утворенні гідроксидів важких металів, які в основі мають полівалентний катіон. Гідроліз таких катіонів протікає стадійно, а проміжними з'єднаннями є багатозарядні полікатіони типу [Mem (OH) n] kk (m-n) +. Ці з'єднання мають властивість зберігати свою стійкість аж до значень рН, близьких до рН гідратоутворення. Наприклад, в розбавлених мідьвмісних розчинах при рН=6.7 співіснують три форми продуктів гідролізу: Cu (OH) +, Cu2+ і Cu (OH) 2. При рН вище 7.4 переважаючою формою є нерозчинна форма Cu (OH) 2 з невеликою кількістю розчинної Cu (OH) 2. Ізоелектрична крапка для Cu (II) знаходиться в інтервалі рН=7.6.7.8, яка залежить від якісного складу розчину. Тому навіть незначні відхилення від оптимальних значень рН при очищенні води можуть привести до неповного очищення.

Цікаві статті з розділу

Розрахунок розсіювання шкідливих речовин
Розподіл в атмосфері забруднюючих речовин, що викликаються з промислових джерел забруднення, підкоряється законам турбулентної дифузії. На процес розсіювання викидів суттєво впливає стан атмосфери, ...

Екологія міських систем
Що являє собою місто? Передусім, місто уже на початку свого існування являло собою факт концентрації населення знарядь виробництва, капіталу, тоді як для села характерним і донині є протиле ...

Вплив техногенного забруднення атмосфери на лісові насадження правобережжя Середнього Придніпров’я
Тема затверджена наказом в університеті № ____ від ____________ Термін подачі студентом завершеної випускної роботи 01.06. 2011 р. Випускна робота може бути подана у рукописній формі, ма ...