Значительное влияние на загрязнение окружающей среды имеют сточные воды машиностроительного комплекса, относящиеся к группе наиболее опасных производственных стоков в результате широкого спектра загрязнений. Очистка сточных вод гальванического производства позволяет снизить нагрузку на окружающую среду и возвратить в оборот использованные водные ресурсы.
Гальванические стоки этих предприятий содержат соли тяжелых металлов, кислоты, щелочи, поверхностно-активные вещества. Проблема значительных потерь цветных металлов и их изъятия из сточных вод становится все более актуальной, особенно в условиях ресурсной зависимости стран от внешних поставщиков такого сырья.
Очень часто имеет место отсутствие специализированных предприятий, перерабатывающих отходы гальванического производства, а также оборудованных должным образом полигонов для утилизации и захоронения промышленных отходов. Поэтому давно назрела необходимость в создании экологически чистых технологий, позволяющих проводить регенерацию отработанных технологических растворов и утилизации отходов производства.
Рациональное решение проблем очистки сточных вод позволяет создавать замкнутые системы водоснабжения машиностроительных предприятий, при которых полностью исключается сброс сточных вод в водоемы, позволяет предотвратить потерю ценных компонентов, а потребление свежей воды предусматривается только для пополнения невосполнимых технологических потерь воды.
Очистка сточных вод гальванического производства в аппаратах вихревого слоя
Анализируя интенсифицирующие факторы, имеющие место в аппаратах вихревого слоя, можно предположить, что на процессы очистки сточных вод могут оказывать существенное влияние:
- электрохимические факторы, электромагнитная обработка и активация веществ в вихревом слое;
- диспергирование фаз;
- геометрические параметры и режим работы вихревого слоя, его гидродинамические факторы, которые обеспечивают интенсивное перемешивание обрабатываемых сред.
Нами проводилась очистка сточных вод гальванического производства от тяжелых металлов с помощью аппарата вихревого слоя типа АВС-100 (лабораторного). В качестве реагента-восстановителя использовалось сернокислотное железо FeSO4. Восстановление трех- и шестивалентного хрома за счет реагента проводилось в щелочной среде, для чего в воду вводилось известковое молоко Ca(OH)2.
Поскольку в щелочной среде в качестве восстановителя дополнительно выступает гидроокись железа, в подкислении стоков нет необходимости. В очищаемую воду объемом 0,5 л было добавлено 10 мг 10%-го раствора сернокислого железа.
Для обработки применялись ферромагнитные частицы длинной 20 мм и диаметром 1,8 мм (общий вес 200 г). Время обработки составило 3 с.
В таблице 1 приведены результаты процесса очистки сточных вод гальванического цеха от тяжелых металлов с помощью аппарата вихревого слоя АВСk-150, а также сравнение полученных данных с исходными значениями и предельно допустимыми концентрациями, действительными для стран Европейского Союза.
Таблица 1
Результаты процесса очистки сточных вод гальванического цеха от тяжелых металлов с помощью аппарата вихревого слоя АВС-100
№ |
Наименование параметра |
Значение параметра |
Предельно допустимая концентрация (Европейский Союз) |
|
До очистки |
После очистки |
|||
1 |
рН |
1,75 |
6,74 |
6,5-8,5 |
2 |
Fe, мг/л |
9,7 |
2,77 |
2-20 |
3 |
Cu, мг/л |
18,29 |
0,65 |
0,1-4 |
4 |
Ni, мг/л |
5,8 |
<0,02 (не обнаружен) |
0,5-3 |
5 |
Cr+6, мг/л |
19,08 |
<0,005 (не обнаружен) |
0,1-0,5 |
Из проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
- Благодаря применению аппаратов вихревого слоя удалось снизить концентрацию тяжелых металлов в сточных водах гальванического производства до значений, не превышающих нормы Европейского Союза. Для никеля и шестивалентного хрома было получено полное отсутствие веществ в очищенной воде. Исходя из сказанного выше, можно утверждать, что АВС имеет перспективу использования в странах, где действуют более жестки требования в отношении наличия никеля и шестивалентного хрома;
- Отсутствует перерасход реагентов, а очистка воды осуществляется практически мгновенно;
- Осадок отстаивается намного быстрее, чем в случае применения аппаратов с классической мешалкой.