дм³ снижает эффект очистки стоков на фильтрах-перколяторах. При биологической очистке из сточных вод извлекается от 30 до 80% кадмия. На предприятиях цветной металлургии эффект очистки сточных вод от кадмия известью достигает 98,93%. В связи с этим рассматриваемая тематика, а также исследования в данной области являются, несомненно, актуальными.

Известен способ переработки осадков сточных вод, включающий обработку химическим реагентом - аминокислотным реагентом-детоксикантом. Осадки выдерживают до pH=7,2-7,5 с последующим распределением на иловых картах и обработкой перемешанного с водой реагентом на основе гидратов гидроксоаминокислотных комплексных соединений меди (II). Осадок выдерживают по времени, зависящем от объема осадка на одной площадке и числа мест дозировки на иловых картах. Осадок повторно обработывают аминокислотным реагентом-детоксикантом из белоксодержащих материалов, перемешенным с водой в процентном содержании 10% к 90% воды и выдержкой в течение 20 дней, далее производят компостирование полученной композиции [1].

В области электрохимической очистки сточных вод, содержащих ионы цветных и тяжелых металлов, относится изобретение, которое может быть использовано на предприятиях машиностроения, приборостроения, металлургии, электротехнической промышленности, имеющих гальванические производства. Сточную воду, содержащую ионы цветных и тяжелых металлов (кадмия (II), никеля (II), цинка Zn (II), меди (II), хрома (III) и железа Fe (II), Fe(III)) подвергают электрохимической нейтрализации, после чего в воду вводят N,N-Диметил-N-проп-2-енилпроп-2-ен-1-аминийхлорид при массовом соотношении 1:(0,002-0,003), далее проводят электрофлотационную обработку. Устройство содержит корпус в виде катодной камеры диафрагменного электролизера и электрофлотационной очистки. Оно снабжено трубопроводом, камерой смешения, снабженной патрубком, расположенным в нижней ее части, предназначенным для ввода раствора реагента [2].

В химической, металлургической, машиностроительной и других отраслях промышленности используется способ очистки сточных вод и других кислых растворов, содержащих мышьяк и тяжелые металлы (хром, марганец, железо, никель, медь, цинк, стронций, кадмий, свинец). Обработку растворов проводят в две стадии с удалением образующегося осадка после каждой стадии. На первой стадии осаждение проводят ионами железа, затем окислителем с доведением рН до 6,5-7,0, а на второй стадии - ионами трехвалентного железа с последующим доведением рН до 10,0-10,5 [3].

При очистке сточных вод и в водоподготовке можно использовать метод, где в качестве сорбента используют кремнегель - отход производства фторида алюминия, модифицированный жирными кислотами (стеариновой или пальмитиновой) в количестве 1-15%. Адсорбция проходит при температурах 25-45°С при перемешивании, что увеличивает степень очистки в 2,2-5 раз по сравнению с использованием в качестве сорбента немодифицированного кремнегеля и ведет к утилизации отходов производств фторида алюминия [4].

Применяется также метод с использованием сорбента, в основе которого используется кремнийсодержащий белый шлам (БШ), продукт, образующегося при автоклавном удалении кремния из алюминатных растворов глиноземного производства, что позволяет использовать его в качестве сорбента для очистки промышленных стоков от соединений свинца, кадмия [5].

При очистке сточных вод гальванических линий от аммиака и ионов тяжелых металлов проводят комбинированное окисление озоном и пероксидом водорода в присутствии гетерогенного катализатора - пористые керамические материалы (отходы металлургического производства) в виде частиц на основе Al₂O₃, CaO, SiO₂ и MgO с добавками активных компонентов в виде переходных металлов и их оксидов при соотношении компонентов, мас.% (Al₂O₃ - 25, СаО - 35, SiO₂ - 25, MgO - 10, Fe₂O₃ - 1, Na₂O - 1, TiO₂ - 1,5, Cr - 0,01, Mn - 0,5, Cu - 0,01, V - 0,01, Ni - 0,001). Пероксид водорода и озон вводят в концентрации 150 и 35 мг/л, скорости подачи 150 см³/мин, pH 9,7-11 и температуре 50-55°С в течение 60 минут. Расход катализатора составляет 5-10 см³ на 1 дм³ сточных вод, что обеспечивает снижение воздействия на окружающую среду и позволяет достичь высокую степень очистки [6].

В машиностроительной и химической промышленности применяют способ очистки сточных вод от кадмия, никеля, нефтепродуктов, анионных поверхностно-активных веществ (в растворимой и дисперсной формах) в присутствии этиленгликоля, поливинилового спирта и неорганических солей. Для его осуществления перед очисткой сорбцией проводят очистку флокуляцией путем введения в сточные воды катионного полиэлектролита (сополимер диметиламиноэтилметакрилата диметилсульфата и акриламида) - 0,5-2,2%. Флокуляцию проводят в два этапа, на первом осуществляют очистку от примесей в дисперсном состоянии, а на втором этапе - от примесей в растворенном состоянии. В качестве сорбента используют последовательно расположенные термомодифицированный доломит и активированный уголь. Полиэлектролит содержит не менее 80% мольных катионных групп, на первом этапе - 0,8-2,2%, а на втором этапе - 0,5-1,5% от концентрации сухих веществ сточной воды. Очистку сорбцией осуществляют пропусканием воды через сорбенты со скоростью 0,5-1 дм³/мин (объемное соотношение доломита и угля - составляет 4:1)[7].

Помимо способа, описанного выше, применяют следующий способ по очистке производственных сточных вод от ионов тяжелых металлов (ИТМ) и удаления этих ионов из концентрированных технологических растворов, получаемых в процессе очистки сточных вод гальванических производств физико-химическими способами (ионным обменом, электродиализом или ультрафильтрацией). В нем заданный объем исходного раствора с известным содержанием ИТМ обрабатывают избытком сульфата двухвалентного железа, подщелачивают до рН 9-10 и в образовавшуюся суспензию вводят катализатор процесса ферритизации (соли высших кислородных кислот металлов и неметаллов VI или VII групп периодической системы). Суспензию нагревают до 60-90°С, выдерживают при этой температуре с одновременным непрерывным барботированием сжатым воздухом до полного окончания процесса, после чего охлаждают и разделяют на жидкую и твердую фазы. Катализатор берут в количестве 0,001-0,002% от массы сульфата двухвалентного железа. За полное окончание процесса принимают минимальную растворимость твердой фазы суспензии в избытке 0,0001 н. серной или соляной кислоты (рН=4), принятых за эталон кислотности дождевых и талых снеговых вод [8].

Для микробиологической очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов: цинка, кадмия и свинца, путем использования в качестве микробиологических факторов очистки штаммов родококков, отличающийся тем, что используют бактериальную смесь родококков, состоящую из штаммов Rhodococcus ruber (ИЭГМ АС 219; ИЭГМ AC 220; ИЭГМ AC 221; ИЭГМ AC 222; ИЭГМ AC 338; ИЭГМ АС 347) [9].

Помимо способа, описанного выше для очистки сточных вод предприятий металлургической, химической и других отраслей промышленности применяется метод флотации ионов кадмия из разбавленных водных растворов с использованием носителя (биомассы микроорганизмов) - грамположительные актиномицеты Actinomycetes АК 61 и J L322 (0,27-0,5 мг/л) при начальной концентрации кадмия 5-10 мг/л. В качестве катионного собирателя используется цетилтриметиламмония бромид (2,510^-5 М) при рН 6-10 и контакте с биомассой 15 мин. Десорбция кадмия с поверхности биомассы осуществляется обработкой 1 М сульфатом натрия [10].

Применяют также способ утилизации осадка сточных вод станций биологической очистки, включающий обработку осадка кислым промывочным раствором, отделение полученного осадка известным способом, отличающийся тем, что осадок после обработки кислым промывочным раствором нейтрализуют аммиаком, а отработанный кислый раствор подвергают последовательно электрохимической и химической регенерации для извлечения тяжелых металлов и повторно используют для обработки осадка сточных вод [11].

Выделяют также способ очистки сточных вод от органических и неорганических примесей, в том числе от ионов кадмия, свинца, цинка, железа, никеля, хрома, кобальта, целью которого является повышение эффективности очистки за счет использования сорбента с повышенной емкость и не загрязняющего воды дополнительными примесями. Очистку производят сорбцией с использованием глинозема в качестве сорбента, который предварительно обрабатывают паром при 550-700°С, что повышает емкость сорбента, благодаря чему повышается степень очистки и снижается расход сорбента [12].

Из всего вышесказанного можно сделать вывод о существовании достаточного набора методов и способов очистки природных и сточных водах от кадмия, поэтому усовершенствование, разработка новых, а также уже имеющихся методов и методик является актуальной задачей.

Литература

1.Патент № 2010132695 A RU. МПК B09B3/00 (2006.01). Способ переработки осадков сточных вод / Демин Д.В., Севостьянов С.М., Татаркин И.В. - № 2010132695/13; заявл. 04.08.2010, опубл. 10.02.2012.

2.Патент № 2453502 C2 RU. МПК C02F1/46 (2006.01), C02F1/465 (2006.01), C02F101/20 (2006.01). Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых и цветных металлов и устройство для его осуществления / Ильин В.И., Колесников В.А., Вараксин С.О., Губин А.Ф., Кисиленко П.Н. - № 2010128122/05; заявл. 08.07.2010, опубл. 20.06.2012.

3.Патент № 2390500 C1 RU. МПК C02F1/62 (2006.01), C02F101/20 (2006.01), C02F103/16 (2006.01). Способ очистки водных растворов от мышьяка и сопутствующих тяжелых металлов / Курсков С.Н., Чупис В.Н., Растегаев О.Ю. - № 2008149995/15; заявл. 17.12.2008, опубл. 27.05.2010.

4.Патент № 2425807 C1 RU. МПК C02F1/62 (2006.01), C02F1/28 (2006.01), C02F101/20 (2006.01), C02F103/16 (2006.01). Способ очистки сточных вод от ионов кадмия / Акаев О.П., Цветкова А.Д., Свиридов А.В., Акаева Т.К. - № 2010109533/05; заявл. 15.03.2010, опубл. 10.08.2011.

5.Патент № 2008152525 A RU. МПК B01J20/00 (2006.01). Сорбент для очистки промышленных стоков от соединений свинца и кадмия и способ его применения / Бураев М.Э. Луцкая Л.П., Котомцев В.В., Макеев О.Г., Черепанов Л.Н. - № 2008152525/05; заявл. 29.12.2008, опубл. 10.07.2010.

6.Патент № 2359921 C2 RU. МПК C02F1/78 (2006.01), C02F1/64 (2006.01), C02F103/16 (2006.01). Способ очистки сточных вод / Черкасов М.А., Фомин В.М., Климова М.Н., Люцко А.В. - № 2007104661/15; заявл. 06.02.2007, опубл. 27.06.2009.

7.Патент № 2206522 C1 RU. МПК 7 C02F9/04, C02F9/04, C02F1:28, C02F1:56, C02F103:16. Способ очистки сточных вод от вредных примесей, содержащих кадмий / Никифоров А.Ю., Фомина В.И., Никифоров И.А., Ильина Л.А. - № 2002104350/12; заявл. 20.02.2002, опубл. 20.06.2003.

8.Патент № 94023682 A1 RU. МПК 6 C02F1/62. Способ удаления ионов тяжелых металлов из концентрированных технологических растворов и сточных вод / Дыханов Н.Н., Собеневская Л.Н. - № 94023682/26; заявл. 22.06.1984, опубл. 20.05.1996.

9.Патент № 2002106289 A RU. МПК 7 C02F3/34, C12N1/20, C12N1/20, C12R1:01. Способ микробиологической очистки сточных вод промышленных предприятий от ионов тяжелых металлов: цинка, кадмия и свинца / Соловых Г.Н., Ушакова Е..И., Ившина И.Б., Раимова Е.К. - № 2002106289/13; заявл. 11.03.2002, опубл. 20.09.2003.

10. Патент № 2228797 C2 RU. МПК 7 B03D1/02, C02F1/24, C02F3/34. Способ флотации ионов кадмия из разбавленных водных растворов с носителем / Трубецкой К.Н., Чантурия В.А., Соложенкин П.М., Небера В.П., Зубулис А.И. (GR), Матис К.А. (GR). - № 2000107580/03; заявл. 29.03.2000, опубл. 20.05.2004.

11. Патент № 96113570 A RU. МПК 7 C02F11/14. Способ утилизации осадков сточных вод станций биологической очистки / Элькинд К.М., Торунова М.Н., Тишков К.Н., Дубровин А.М., Логинов Н.В. - № 96113570/25; заявл. 05.07.1996, опубл. 20.09.1998.

12. Патент № 93003517 A RU. МПК 7 C02F1/28. Способ очистки сточных вод от примесей / Пинаев А.К. - № 93003517/33; заявл. 21.01.1993, опубл. 19.06.1995.