Очистка гальванических сточных вод — актуальная задача для современной промышленности. Повышение уровня экологической безопасности за счет внедрения высокоэффективного очистного оборудования, разработка малоотходных энергоэффективных технологий защиты окружающей среды, создание замкнутых систем ресурсооборота является приоритетным направлением развития современной мировой экономики.

На сегодня критического значения приобретает проблема нарушения баланса водной среды. Расходные производственные схемы водопользования, неудовлетворительное состояние очистных сооружений, устаревшие материалоемкие технологии обработки стоков приводят к обострению экологической ситуации. В то время как промышленно развитые регионы страдают от нехватки пресной воды, в природные водные объекты сбрасывается много загрязненных промышленных стоков. Значительный вклад в загрязнение гидросферы вносят предприятия гальванического профиля. С недостаточно очищенными гальваностоками в природные водные объекты ежегодно попадают тысячи тонн высокотоксичных тяжелых металлов, таких, как цинк, никель, хром и др., значительно усложняя экологическую ситуацию.

Очистка гальванических сточных вод от шестивалентного хрома

Одними из самых опасных являются сточные воды, содержащие высокотоксичные соединения шестивалентного хрома. Трансформирующая активность шестивалентного хрома обусловливает его значительный миграционный потенциал в природной среде. Таким образом, техногенное загрязнение гидросферы приводит не только к интоксикации водных организмов, но и к дальнейшему загрязнению других природных компонентов, в конце концов, негативно сказывается на состоянии всей экосистемы, нарушая экологическое равновесие в окружающей среде.

Для защиты биосферы от хромсодержащих соединений гальванического производства перспективным считается электрокоагуляционный метод обезвреживания стоков, который дает возможность одновременно проводить восстановительную деструкцию шестивалентного хрома и его осаждение в виде смеси гидроксидов. Электрогенерированный осадок-шлам отличается стабилизированными структурными характеристиками, обеспечивающими устойчивость хрома к выщелачиванию в окружающую среду при длительном хранении таких шламов на территории предприятия или при использовании в качестве вторичного сырья для строительной, металлургической, автодорожной промышленности. Среди основных причин, препятствующих широкому внедрению электрокоагуляторов в производство, отмечают технологическую сложность процесса и относительно высокую себестоимость.

Аппарат вихревого слоя в очистке сточных вод гальванического производства

Учитывая изложенное выше, можно утверждать, что поиск новых, более эффективных подходов к решению проблемы очистки сточных вод гальванических производств является актуальным. Компанией GlobeCore выпускаются аппараты вихревого слоя. На сегодняшний день в различных отраслях промышленности успешно функционируют технологические линии, оборудованные такими аппаратами.

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 были проведены исследования очистки сточных вод гальванического цеха 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 АВС-100, 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

Из проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1) Применение аппарата вихревого слоя типа АВС-100 в процессах очистки сточных вод гальванических цехов позволяет снизить концентрацию тяжелых металлов до значений, не превышающих предельно допустимые концентрации, действующие на территории Европейского Союза. В случае никеля и шестивалентного хрома удалось добиться полного отсутствия данных веществ в очищенной воде. Это говорит о перспективе использования аппаратов вихревого слоя в странах, где действуют более жесткие требования в отношении концентраций шестивалентного хрома и никеля.

2) Очистка гальванических сточных вод происходит мгновенно и не требует перерасхода используемых реагентов.

3) Процесс отстаивания осадка происходит намного быстрее, чем при использовании аппаратов с мешалкой.