Оптимальные условия окисления цианидов обусловливает величина рН, которая должна быть не менее 10-11. Это связано с тем, что в сильнокислой среде содержится только молекулярный хлор. По мере снижения кислотности появляется хлорноватистая кислота, и далее при увеличении рН свыше 7 в растворе преобладает гипохлорит-ион [8].
1.2.1 Окисление цианидов реагентами, содержащими «активный» хлор
Окисление простых и комплексных цианидов «активным» хлором в зависимости от характеристики стока, т.е. от состава примесей, концентрации и pH, может идти по двум направлениям: с образованием хлорциана и цианатов.
При работе с жидким хлором следует иметь в виду, что при растворении его в воде происходит подкисление воды в результате реакции [16]:
С12 + Н20 ®НСl + НОС1, (19)
при которой наряду с хлорноватистой кислотой образуется соляная кислота. Поэтому окислять цианиды жидким хлором надо при постоянном добавлении щелочи для нейтрализации свободной НСl [3].
При несоблюдении этих условий легко может образовываться весьма токсичный хлорциан, являющийся продуктом прямого хлорирования цианидов:
2CN- + C12®2C1CN. (20)
В качестве реагентов применяются: CaOCl2, гипохлориты Ca(OCl)2 и
NaOCl, жидкий Cl2. Высокотоксичные цианиды окисляются гипохлоритом в тысячу раз менее токсичные цианаты с последующим их гидролизом до карбонатов и аммония:
CN- +OCl- ® CNO- +Cl-, (21)
[Zn(CN)4]2- +4OCl- +H2O ® 4CNO- +4Cl- +Zn(OH)2¯. (22)
При окислении жидким хлором протекают следующие реакции:
CN- +Cl2 +2OH- ® CNO-+ 2Cl- + H2O, (23)
[Cu(CN)3]2- + 4Cl2 +8OH- ® 3CNO-+8Cl- +Cu(OH)2 ¯+ 3 H2O. (24)
Реакции окисления простых и комплексных цианидов активным хлором протекают в щелочной среде (рН=10,5 – 12,0). Цианат-ионы CNO- гидролизуются (рН<6,5):
CNO-+ 2H2O ® CO32- +NH4+. (25)
При избытке гипохлорит-иона протекает реакция:
2CNO-+3OCl2- + H+ ® 2CO2 + 3 Cl- +2N2 +H2O. (26)
Для устранения побочных реакций образования токсичного хлорциана:
Cl2 + H2O ® HCl + HOCl, (27)
2CN- + Cl2 (HCl)®2ClCN. (28)
Выделяемую HCl необходимо нейтрализовать постоянным добавлением щелочи.
При механическом или гидравлическом перемешивании длительность обработки сточных вод активным хлором составляет 3-5 минут [29].
Оборудование:
Технологическая схема очистки может быть периодического или непрерывного действия [30]. При очистке по схеме периодического действия сточная вода поступает в усреднитель (накопитель), оттуда подается в реактор с непрерывным перемешиванием, который оборудован приборами автоматического регулирования подачи реагентов до требуемой рН среды. После обезвреживания сточные воды подводятся на очистительные сооружения для нейтрализации и отстаивания.
При очистке по схеме непрерывного действия сточная вода непрерывным потоком через усреднитель поступает в камеру реактора,
куда с помощью автоматического устройства подаются требуемые реагенты до оптимального значения рН среды и вводится раствор активного хлора. Далее сточная вода поступает на нейтрализацию для совместной очистки с кислотно-щелочными стоками [31].
Необходимую для окисления цианидов дозу реагента рассчитывают по химическим реакциям, приведенным выше. Если в качестве окислителя применяют гипохлорит-ион (хлорная известь, гипохлорит натрия, гипохлорит кальция, жидкий хлор в щелочной среде), то окислительную способность применяемого соединения определяют по содержанию в нем так называемого «активного хлора» и все дозировки рассчитывают по этой величине [14]. Как известно, один окислительный эквивалент кислорода в гипохлорит-ионе соответствует двум атомам хлора, т. е. одному грамм-иону ОСl- соответствуют 2 грамм-атома «активного хлора», что следует из следующих уравнений:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.