Гальваника. Очистка хромсодержащих сточных вод. Очистка циансодержащих сточных вод. Концентрирование рассолов упариванием

ГАЛЬВАНИКА

ОЧИСТКА  ХРОМСОДЕРЖАЩИХ  СТОЧНЫХ  ВОД

Задачей локальной очистки является восстановление хрома  шестивалентного до хрома трехвалентного. Сточные воды  с восстановленным хромом следует направлять в усреднитель кислотно-щелочного потока для удаления ионов тяжелых металлов.

Реагентный метод

Реагентный метод может быть использован без ограничения по концентрации шестивалентного хрома и расходу промстоков.

Для восстановления шестивалентного хрома могут быть использованы следующие реагенты:

·  бисульфит натрия  NaHSO₃

·  сульфит натрия   Na₂SO₃

·  гидросульфит натрия Na₂S2O₄

·  сернистый ангидрит SO₂

·  железный купорос  FeSO4*7H₂O

Реакция восстановления шестивалентного хрома протекает быстро в кислой среде при рН 1-2. Предварительное подкисление сточных вод следует осуществлять 10% раствором серной кислоты.

Восстановление шестивалентного хрома бисульфатом натрия происходит по реакции

Cr₂O₇^2-+ 3SO₄^2- +8H⁺ à 2Cr³⁺ + 3SO₄^2- + 4H₂O

По стехиометрическому расчету на восстановление 1 мг шестивалентного хрома требуется 3 мг бисульфита натрия. Фактическое количество бисульфита натрия зависит от рН среды и превышает теоретическое в 1,5-2 раза.

Восстановление шестивалентного хрома гидросульфитом натрия и пиросульфитом натрия  происходит по реакции

2Cr₂O₇^2- +3S₂O₄^2- +4H⁺ à 4Cr³⁺ + 6SO₄^2- + 2H₂O

2Cr₂O₇^2- + 3S₂O₄^2- + 10H⁺ à 4Cr³⁺+ 6SO₄^2- + 5H₂O

Восстановление шестивалентного хрома сернистым ангидридом происходит по реакции

Cr₂O₇^2- + 3SO₂^2- + 2H⁺  à 2Cr³⁺ + 3SO₄^2- + H₂O

Восстановление шестивалентного хрома железным купоросом до трехвалентного осуществляется при рН 3,7 по реакции

H₂Cr₂O₇  + 6FeSO₄ + 6H₂SO₄ à Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + 7H₂O

Фактическое потребление FeSO4*7H2O составляет 16  весовых частей на  одну весовую часть шестивалентного хрома.

Период обработки сточных вод реагентом составляет 10 мин.

Электрохимический метод                                                   

Электрохимический метод очистки хромсодержащих сточных вод заключается в обработке этих стоков в межэлектродном пространстве при использовании растворимых стальных анодов. Восстановление шестивалентного хрома производится в кислой среде за счет окисления двухвалентного железа, образующегося при растворении стального анода под действием электрического тока.

Fe⁰ - 2e à Fe²⁺

Cr₂O₇^2- + Fe²⁺ + H₂SO₄ à Cr₂(SO₄)₃+ Fe₂(SO₄)₃ + H₂O

Применение электрохимического метода более целесообразно в условиях острого дефицита производственных площадей, при необходимости предочистки и снижения солесодержания промстоков перед ионным обессоливанием, при расходе промстоков менее 50 м3/ч, при наличии листовой стали или металлического скрапа. Содержание шестивалентного хрома не должно превышать 100 мг/л, в отдельных случаях 150 мг/л.

При восстановлении шестивалентного хрома электрохимическим способом минерализованность сточных вод снижается за счет восстановления хроматов и бихроматов.

Основные технологические параметры восстановления шестивалентного хрома рН                                                                                             <3                                                                                                                             

Удельное сопротивление промстоков, кОм*см                     >1                                         

Межэлектродный зазор, мм                                                    5-10                                                                             

Высота электродов, мм                                                           500-1000

Толщина листовых электродов, мм                                       30-60                                                              

Удельный расход железа, г/г                                                  5                           

Анодная плотность тока, А/м2                                               150-300                          

Расчетная скорость потока, м/с                                              0,01                         

Удельный расход электричества , А-ч/г Сr⁶⁺                         4                           

Период между переполюсовками, ч                                       2                          

Время пребывания сточных вод в аппарате, мин.                 3                          

Величину тока следует определять:

I_cup = q_w * C_en * q_cur

где: q_w -производительность аппарата, м3/ч; C_en -исходная концентрация удаляемого шестивалентного хрома, мг/л; q_cur  - удельный расход электричества , необходимого для удаления 1 г шестивалентного хрома, А*ч/г

Общую поверхность анодов надлежит определять по формуле

f_pl = I_cup / i_an

где: i_an - анодная плотность тока, А/м²

Анодная плотность тока назначается в зависимости от суммарной концентрации ионов тяжелых металлов:

Поверхность одного электрода определяется по формуле:

f_pl'=2* b_pl*h_pl