Очистка сточных вод от цианидов
Известно и используется несколько способов очистки цианидсодержа-щих сточных вод: окисление хлором, кислородом, озонирование, электрохими-ческий метод, применение ионообменных смол.
В процессе окисления токсичные загрязнения, содержащиеся в сточных водах, в результате химических реакций становятся менее токсичными и затем удаляются из воды. Очистка окислителями связана с большим расходом реагентов, поэтому ее применяют только тогда, когда загрязняющие вещества нецелесообразно или нельзя извлечь другими способами.
Окисление активным хлором - один из наиболее распространенных способов очистки стоков от ядовитых цианидов, сероводорода, гидросульфида, метилмер-каптана (рис. 4.5). В качестве источника активного хлора используют хлорат кальция, который содержит до 33% активного хлора и гипохлорит кальция с содержанием активного хлора до 60%. Окисление цианидов активным хлором до цианатов происходит за счет атомарного кислорода по схеме:
СN - +ОСl- → СNО- + Сl- (4.4)
СNО- + 2 Н2О → СО32- + N Н4+ (4.5)
1-баллон с хлором, 2- фильтр, 3- редуктор, 4 - ротаметр, 5- 6-манометры, 7-предохранительный клапан, 8 - смеситель, 9 - эжектор, 10 - контактный аппа-рат.
Рисунок 4.5- Схема установки для очистки сточных вод активным хлором
Очистку сточных вод , содержащих цианиды, посредством их окисления кислородом производят в присутствии катализатора — активного угля. Для интенсификации процесса окисление рекомендуется проводить техническим кислородом, а не кислородом воздуха. Уголь регенерируют 1 раз в 2-3 года для удаления с его поверхности карбонатных отложений. Теоретический расход окислителя (О2) на превращение цианидов до цианатов составляет 0,6 мг/мг, фактически превыша-ет 1 мг/мг. Окисление — процесс быстрый и заканчивается за 25- 60 мин. Гидролиз цианатов, сорбированных на угле, протекает медленно и требует для своего полного завершения несколько суток.
Озонирование основано на высокой окислительной способности озона, который при нормальной температуре разрушает многие органические компоненты сточных вод. При этом одновременно происходят обесцвечивание и обеззараживание сточной воды, а также насыщение ее кислородом (рис. 4.6).
Длительность процесса очистки сточных вод значительно сокращается при совместном использовании ультразвука и озона или ультрафиолетового облучения и озона.
1 - смеситель, 2 - насос, 3 - барботажный адсорбер, 4 - сборник,
5 - озонаторная установка, 6 - аппарат для очистки отходящих газов.
Рисунок 4.6 - Схема установки для очистки сточных вод озонированием
Очистку восстановлением используют тогда, когда сточные воды содержат легко восстанавливаемые вещества. Эти методы широко употребительны для удаления из сточных вод соединений ртути, хрома, мышьяка. Так, для восстановления ртути и ее соединений предложено спользовать сульфид железа, боргидрид и гидросульфит натрия, гидразин, железный порошок, алюминиевую пудру и другие.
Использование ионообменных смол при очистке сточных вод со-держащих соединения меди от цианидов имеет свои особенности. Необходимо учитывать что обменная емкость анионита АВ-17 до проскока составляет: по меди 37,5—74 мг/г (3,7—7,4% массы смолы), по цианид-ионам 48 - 115 мг/г (5 - 11,5 массы смолы). Аниониты сильных кислотт значительно снижают емкость анионита АВ-17 по цианидам. Для предотвращения этого рекомендуется перед анионированием на сильноосновном анионите подвергать воду предвари-тельному аннотированию на слабоосновном анионите для извлечения анионов сильных кислот. Регенерация сильноосновного анионита, насщенного цианид-ионами, производится 5-10% раствором едкого натра или хлористого натрия. Десорбция цианидов проходит не полностью (простые цианиды десорбируются на 80 - 90, комплексные на 42- 78%). Достижение большей полноты регенерации требует значительного расхода регенерирующих растворов. Элюаты от регенерации ионитов содержат до 10—15 г/л цианидов и могут быть утилизованы или обезврежены электрохимимическим либо реагентными методами.
Очистка сточных вод от цианистых соединений электрохимическим ме-тодом в настоящее время используется достаточно редко . Суть метода состоит в превращении опасных химических соединений в легко выделяемый нейтра-льный осадок. На практике используется метод, основанный на выделении ио-нов цианида в виде комплексной соли, которая образуется при наличии ионов железа. В процессе этой химической реакции получается осадок в виде берлин-ской лазури. Полноценное уничтожение ионов в стоках данным методом воз-можно только при условии точного соблюдения всех условий химической реакции, включая уровень Рh и качество реакционной среды.
Непосредственным результатом очистки цианистых сточных водстановится их полная нейтрализация, но это не делает стоки пригодными к сбросу в водоемы, потому что в их составе остаются тяжелые металлы – медь, кадмий, цинк. Поэтому следующим этапом становится выделение гидроокиси металлов в форме взвесей. При осуществлении гидролиза цианидов до аммонийных солей требуется нейтрализация кислот с целью создания благоприятных условий для выделения взвеси гидроокиси металлов.
По сравнению с химическими ионные и электрохимические методы являются более современными , а поэтому предпочтительнее. Преимущество состоит в возможности такой степени нейтрализации стоков, которая позволяет использовать воду вторично, создавая замкнутую технологическую схему, не предусматривающую никаких сбросов в канализацию. Электрохимический метод предпочтительнее и с экономической точки зрения, потому что не требует строительства дорогостоящих и сложных сооружений. К тому же, он предполагает серьезное сокращение расхода реагентов и требует меньше площади.