Характеристика технології обладнання для покращення питної води

Серед методів очищення стічних вод, що мають промислове значення, окрім вже згаданих хімічних методів, уваги заслуговують іонні і електрохімічні методи. Кожний з цих методів має свої недоліки і переваги, проте вони є поза сумнівом сучаснішими в порівнянні з класичним хімічним методом. Основна перевага - нейтралізація концентрованих стічних вод, отримання цінних електролітів і чистої води, придатної для повторного використання. За допомогою таких методів можливо створення замкнутої системи циркуляції технологічної води і майже повне усунення необхідного зливу стічних вод в каналізаційну систему.

Існують ще 2 методи очистки - термічне знешкодження і мембранна технологія, які дозволяють одержати високоякісну воду і поза сумнівом набудуть ширшого поширення в майбутньому.

Термічне знешкодження стічних вод включає 2 стадії: попередня концентрація і вогняне знешкодження концентрату (шламу).

Метою 1 стадії є повернення частини води у виробництво. Вживані в основному процеси упарювання і сушки лімітуються необхідністю обліку можливості утворення відкладень на поверхні теплообміну, корозії устаткування і забруднення атмосфери шкідливими газоподібними викидами.

Вогняне знешкодження концентрату здійснюється у високо температурних печах, топках котлоагрегатів. Так, ціановмісні стоки і шлами спалюють в трубчастих печах, що обертаються і циклонних, в киплячому шарі, або в печах із завантаженням каталізатора. При цьому ціаніди повністю окислюються, а пов'язані з ним метали, виділяються у вигляді оксидів або чистих металів. Каталітичне окислення знижує робочу температуру процесу і, отже, витрата палива.

Мембранна ж технологія заснована на застосуванні мембран, які здатні затримувати практично всі багатовалентні катіони, затримуючи 50-70 % домішок. Тому їх застосування для очищення промивних стічних вод і регенерації електролітів представляється найбільш перспективним.

Застосування електрохімічних процесів доцільно для окислення ціанідів, очищення розчинів хром. кислоти, підвищення концентрації і перетворення електролітів, демінералізації розчинів.

В процесі електролізу стічних вод, що містять ціаністі з'єднання, на аноді відбувається окислення іонів CN-, а також комплексних іонів, наприклад, [Cu(CN)3]2-, [Zn(CN)4]2- і ін. по реакції:

CN- + 2OH- - 2e- = CNO- + H2O,

[Cu(CN)3]2- + 6OH- - 7e- = Cu2+ + 3CNO- + 3H2O,

[Zn(CN)4]2- + 8OH- - 8e- = Zn2+ + 4CNO- + 4H2O,

а на катоді наступає розрядка і виділення катіонів металу.

Іони ціанату, що утворюються в приведених реакціях, у міру підвищення їх концентрації окислюються на аноді до СО2 і N2 по реакції:

2CNO- + 4OH- - 6e- = 2CO2 + N2 + 2H2O.

Taк як, реакційне середовище основне, то на аноді протікає наступна реакція:

4ОН- - 4е- = О2 + 2Н2О.

Якщо в реакційному середовищі знаходяться ще і іони хлориду, які прискорюють і полегшують процес анодного окислення ціанідів, то на аноді і поблизу нього протікають додаткові реакції:

2Cl- - 2e- = 2Cl; 2Cl = Cl2;

CN- + 2Cl + 2OH- = CNO- + 2Cl- + H2O;

2CNO- +6Cl + 4OH- = 2CO2 + N2 + 6Cl- + 2H2O;

2[Cu(CN)3]2- + 14Cl + 12OH- = 2Cu2+ + 6CNO- + 14Cl- + 6H2O.

Введення хлоридних іонів в реакційне середовище приводить до значного прискорення окислення ціанідів з одночасним підвищенням виходу по струму процесу більш ніж на 100 % (в середньому з 35 до 80%) при одночасному зниженні витрати електроенергії на 30 %.

Це приписують підвищенню провідності електроліту і активній участі в реакції окислення ціанідів атомарного хлору, утворюючого в процесі розкладання хлоридного іона на аноді.

Встановлено також, що кращі результати виходять при електрохімічному окисленні дуже концентрованих розчинів ціанідів, а не їх розбавлених розчинів. Процес електрохімічного окислення ціанідів протікає за наступних умов: рН>11; концентрація хлоридів не повинна перевищувати концентрацію ціанідів більш ніж в 5 разів; приймають на 1г СN - 10г NaCl; аноди повинні бути зроблені з графіту, а катоди з кислототривкої сталі, анодна щільність струму повинна бути 0,001 А/см2 (струм постійний); стічні води повинні перемішуватися стислим повітрям. У цих умовах досягається вихід по струму 80 %, а витрата електроенергії на окислення 1г CN - від 0,007 до 0,01 кВт в час.

Порівняльний аналіз вартості очищення ціаністих стічних вод хімічним і електрохімічним методом віддає перевагу електрохімічному методу, оскільки він простий в застосуванні, а також не вимагає будівництва складних пристроїв, типових для хімічного методу.

Крім того, для електрохімічних способів характерні істотне скорочення витрати хімікатів і менша потреба у виробничих площах. В результаті низького солевмісту очищеного стоку знижуються і подальші витрати на доочистку стоку з метою повторного використання води.

Цікаві статті з розділу

Особливості фітоценозів Корецького лісництва Рівненського лісгоспу
Ліс регулює водний стік, пом’якшує клімат навколишнього середовища, водний режим ґрунтів і, особливо, пасовищних земель, покращує погодні умови, захищає поля від суховіїв, пилових бур, захищ ...

Наукові основи раціонального користування та управління навколишнім середовищем
Тема контрольної роботи "Наукові основи раціонального користування та управління навколишнім середовищем". В умовах зростаючого антропогенного впливу на навколишнє середовище оч ...

Моніторинг навколишнього середовища
Моніторинг навколишнього середовища - це система спостережень і контролю, що проводяться регулярно, за певною програмою для оцінки стану навколишнього середовища, аналізу що відбуваються в ній процесі ...