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

Органічна речовина ґрунту. Облік, оцінка, раціональне використання та охорона ґрунтів
Тема реферату «Органічна речовина ґрунту. Облік, оцінка, раціональне використання та охорона ґрунтів» з дисципліни «Ґрунтознавство». Мета роботи – визначити та розкрити: Склад органічно ...

Екологічні аспекти видобування піску на прикладі об`єктів Чернігівської області
Актуальність: Капітальне будівництво є однією з найважливіших галузей господарства, що характеризує економічний потенціал держави. Підвищення ефективності будівництва передбачає, насамперед, ...

Акумулювання радіонуклідів грибами в зонах радіоактивного забруднення
В даний час і в перспективі особливо гостро постає проблема екологічної безпеки навколишнього середовища, екологічно безпечного природокористування при зростаючих антропогенних навантаженнях ...