Темирханова А., Бишимбаев В., Шакиров Б.С., Прусова В., Сатаев К.,

Южно – Казахстанский государственный университет им.М.Ауезова

 

Очистка сточных вод гальванического производства с применением порошкообразных флокулянтов.

 

         Сточные воды гальванических производств обычно содержит примеси загрязняющих веществ, относящихся по классификации Л.А Кульского к  IV группе, то есть в виде ионно – диспергированных соединений, в том числе катионов тяжелых металлов, токсичных анионов в виде хромата, бихромата и др.

         Анализ работ по очистке и обезвреживанию таких сточных вод показывают, что выбор наиболее рациональной схемы очистки, предусматривающей и выделение шламов водоочистки с целью дальнейшего их использования, должен быть основан на сочетании или комбинировании реагентов, физико – химических и механических методов. Кроме того, при использовании реагентов для осаждения примесей часто образуются малорастворимые соединения в коллоидном состоянии, что требует включения в схему очистки таких процессов, как коагуляции, флокуляции (1).

         Целью данной работы является выбор рациональной схем очистки сточных вод гальванического производства путем оптимального сочетания реагентного, физико – химического, механического методов и отделение шлама водоочистки для его использования при получении стройматериалов.

         В исследуемых сточных вод содержится, помимо таких ионов, как Zn2+, Cu2+, Ni2+, Cd2- , Fe2-, Cr (VI) в виде анионов CrО42-, Cr2О7 2-,  трудно переводимых реагентами в нерастворимые соединения. Это потребовало предварительной обработки кислых сточных вод, заключающейся в восстановление Cr (VI) в Cr (III). В качестве восстановителя нами использован FeSO4 для того, чтобы на последующих стадиях очистки он выполнял роль коагулянта и участвовал в гетерокоагуляции в виде Fe (OH)3.

         Восстановление Cr (VI) в Cr (III) протекает по схеме:

CrО42- + Fe2+ + 8 Н → Cr3+ + Fe3+ + 4 Н2О

         Далее с помощью щелочных реагентов – NaOH, Na2СО3, NH4OH,Са (ОН)2 – осуществляется как нейтрализация сточных вод, так и перевод в гидрооксиды, выпадающие в осадок при соответствующих значениях рН. Установлено, что наиболее полный перевод ионов в гидрооксиды обеспечивается при рН=8,5-9,5. Интервалы рН осаждения гидрооксидов, структура осадка и соответственно скорость осаждения зависят от природы добавляемого щелочного реагента.

         В случае NaOH из – за проявления амфотерных свойств гидроксидами цинк, хрома интервал рН осаждения узок; при использовании NH4OH возможно образование аммиакатов, и степень осаждения ниже. Более перспективны Na2СО3 образующиеся гидрооксиды имеют рыхлую аморфную структуру, медленно осаждающую и уплотняющуюся во времени.

         Для ускорения процесса осаждения образующихся гидрооксидов нами использован порошкообразный флокулянт ПМАК, который зарекомендовал себя как флокулянт.

         Изучена кинетика осветления сточных вод гальванического производства в присутствии дбавки порошкообразного флокулянта (рис.1). После предварительной обработки сточных вод растворами FeSO4 и Na2CO3 добавляли порошкообразный флокулянт. Количество добавляемых реагентов регулировалось до значения рН, которые доводили при обработке FeSO4 до рН=2 – 2,5 и до 8,5 – 9,5 – при дальнейшей обработке FeSO4 для перевода инов тяжелых металлов в дисперсное состояние в виде нерастворимых гидроксидов (2). Приведенные на рис.1 кривые показывают, что с увеличением добавок порошкообразных полиэлектролитов степень осветления

                                                            Vобщ.  – V

Э осв. =   --------------   .  100%

    Vобщ.

 

где  V и Vобщ.  - объем отстоя и общий объем соответственно сточной воды увеличивается, достигая 80% при дозе ПМАК – 50 мг/л. При этом ускоряются процессы хлопьеобразования и осаждения агрегатов в результате значительного увеличения их размеров и прочности (3).

 

Рис.1 Кинетика осветления сточных вод гальванического производства в присутствии ПМАК: 1 – без ПМАК, 2 – 0,5, 3 – 5, 4 – 12,5, 5 – 25, 6 – 50 мг/л

Изменение дисперсного состава взвесей сточных вод гальванического производства в процессе обработки порошкообразного флокулянта

 

 

Таблица

Без флокулянта

С флокулянтом ПМАК

 

Время осаждения, мин.

Радиус частиц, мкм

 

Средний радиус, мкм

 

Доля фракций

%

 

 

Время осажде-ния, мин.

Радиус частиц, мкм

 

Сред-ний радиус, мкм

 

Доля фрак-ций

%

 

 

5

12,85

10,97

6,9

15

20,34

17,36

28,8

10

9,09

8,45

10,1

30

14,38

13,05

10,5

15

7,82

7,12

7,1

45

11,73

10,96

7,9

20

6,43

6,09

6,9

60

10,19

9,48

2,6

25

5,75

5,49

10,4

75

8,78

8,78

5,2

30

5,20

5,05

6,9

90

8,06

8,25

10,2

35

4,88

4,71

6,5

105

7,69

7,43

23,7

40

4,56

4,41

6,5

120

7,16

6,97

4,2

45

4,28

4,16

5,8

135

6,78

6,59

4,1

50

4,06

3,96

5,4

 

 

 

 

 

         Проведенный нами седиментационный анализ взвесей (табл.) сточных вод, образующихся в процессе обработки реагентами, показал, что в присутствии ПМАК значительно увеличивается размер флоккул и доля крупных фракций превышает по своему составу сумму мелких, что способствует быстрому осаждению.

         Таким образом, на основе коллоидно – химических аспектов водоочистки нами обоснована необходимость регулирования фазо – дисперсного состояния примесей в сточных водах гальванического производства, выбрана рациональная схема комплексной реагентной обработки, включающей применение фллокулянтов для интенсификации процессов разделения фаз.  

 

Список использованной литературы.

 

1.     Кульский Л.А. Коллоидно – химические аспекты процессов водоочистки //Успехи коллоидной химии: Сб.науч.тр.Киев:Наукова думка, 1983.368 с. 

2.     Волоцков Ф.П. Очистка и использование сточных вод гальванических производств. М.:Стройиздат, 1983.103 с.

3.     Вайцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки воды. М.: Стройиздат, 1984.191 с.