Обезвреживание циансодержащих сточных вод

Цианиды – наиболее опасные загрязнения из всех компонентов сточных вод гальванического производства. В зависимости от технологии промывки концентрация цианидов может составлять 20-100 мг/л. Для обезвреживания цианидов используют следующие способы:

- продувка летучих цианидов;

- окисление хлором или озоном;

- перевод ядовитых цианидов в неядовитые;

- электролиз.

Продувка летучих цианидов проводится редко при очень малом объеме сточных вод, так как выделяющиеся цианиды загрязняют атмосферу. При очистке сточных вод этим способом их подкисляют до рН 4, а затем цианиды выдувают воздухом.

Окисление хлором или озоном – это наиболее распространенный способ обеззараживания цианидов. Для окисления применяют газообразный хлор, раствор гипохлоритов или озон. Наиболее часто используют расвор гипохлорита натрия. В этом случае в процессе обезвреживания протекает следующая реакция:

2NaCN + 5 NaClO + H₂O = N₂ + 2CO₂ + 3NaCl + 2 NaOH

Перевод ядовитых цианидов в неядовитые происходит при взаимодействии цианидов с комплексными солями железа:

Fe²⁺ + 6CN^- = Fe₂[Fe(CN)₆]

[Fe(CN)₆]^4- + 2Fe²⁺ = Fe₂[Fe(CN)₆]

3[Fe(CN)₆]^4- + 4Fe³⁺ Fe₄[Fe(CN)₆]₃

Этот метод обезвреживания имеет целый ряд недостатков:

- комплексные цианиды разлагаются при рН больше 5;

- реакции комплексообразования протекают очень медленно, поэтому приходится использовать реакторы большого объема, что экономически невыгодно.

Электролиз используется только в том случае, если в растворе не содержатся ионы хлора. При электролизе на аноде идут следующие процессы:

А: 2ОН^- -2е = 2ОН 2ОН = Н₂О + О

CN^- + O = CNO^-

2 CNO^- + 4OH^- - 6e = N₂ + 2CO₂ + 2H₂O

Обезвреживание хромсодержащих сточных вод

В настоящее время на предприятиях в основном используют­ся три метода очистки сточных вод от хрома (VI):

• химическое восстановление;

• электрокоагуляция;

• гальванокоагуляция.

Остальные методы, в частности, осаждение труднораство­римых соединений хрома (VI), пока не нашли промышленного при­менения.

Химическое восстановление хрома (VI) с последующим осаждением гидроксида хрома (III)

Этот метод основан на использовании относительно деше­вых восстановителей с получением продуктов, являющихся веще­ствами более низкого класса токсичности.

Широкое распространение получил этот метод с использова­нием соединений железа (II). Восстановление хрома (VI) проводят в кислой среде:

К₂Сг₂0₇ + 6FeSO₄ + 7H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄+ +7H₂O

После восстановления хрома сточные воды объединяются с общим потоком вод, содержащих тяжелые цветные металлы и да­лее нейтрализуются известковым молоком до рН 8,5 - 9. При ней­трализации происходит выделение гидроксидов:

Cr₂(SO₄)₃ + ЗСа(ОН)₂= 3CaSO₄↓ + 2Cr(OH)₃↓

Fe₂(SO₄)₃ + ЗСа(ОН)₂ = 3CaSO₄↓ + 2Fe(OH)₃

МeSO₄ + Ca(OH)₂ = Me(OH)₂↓ + CaSO₄↓

При осаждении гидроксида железа (III) происходит наиболее полный переход в твердую фазу всех примесей, содержащихся в воде, за счет процессов соосаждения и адсорбции на поверхности свежеосажденного гидроксида железа. К тому же присутствие в осадке кристаллов CaSO₄ способствует улучшению процесса от­стаивания и фильтрации осадка.

Для кислых растворов вместо солей железа (II) может быть использован сульфит или бисульфит натрия:

К₂Сг₂O₇ + 3Na₂SO₃ + 4H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 3Na₂SO₄+ +4H₂O

Дальнейшая переработка растворов аналогична описанной технологии. Однако следует отметить, что сульфитное восстанов­ление хрома (VI) рекомендуется использовать в тех случаях, когда в сточных водах содержится значительное количество железа (III) или алюминия (III), которые будут служить коагулянтами.

В щелочной среде (рН > 9) рекомендуется использовать в ка­честве восстановителя гидросульфит натрия:

2Na₂Cr₂О₇ + 3Na₂S₂O₄ + 2NaOH + Н₂О = 2Cr(OH)₃↓+6Na₂SO₃

Для осаждения ионов металлов растворы нейтрализуются кислотой до рН 8 - 9.

Этот метод, несмотря на внешнюю про­стоту, имеет ряд существенных недостатков:

• требует больших площадей для размещения оборудования;

• накапливает большое количество осадков;