Химические и электрохимические методы очистки сточных вод

Содержание.

- Введение ––––––––––––––––3

- Окисление ––––––––––––––– 4-11

- Хлорирование –––––––––– 4-7

- Кислородом –––––––––––– 7-9

- Озонирование –––––––––– 9-11

- Нейтрализация ––––––––––––– 11-15

- Восстановление –––––––––––– 15 – 18

- Электрохимические методы ––– 18-26

- Электроокисление –––– 21

- Элетровосстановление ––-– 23

- Электродиализ ––––––– 24-26

- Выводы -–––––––––––––––––––––26

- Дополнительные материалы –––– 27-30

- Литература -–––––––––––– 31

Качество сточных вод, образующихся на промышленных предприятиях, и концентрация в них загрязняющих веществ (ЗВ) определяется технологией производства и видом используемого исходного сырья, возможностью утилизации отходов, удельным расходом воды на единицу продукции. Выбор подходящего метода очистки необходимо осуществлять, исходя из качественно-количественных показателей состава загрязнённой воды и гигиенических требований. Среди разнообразных методов предпочтение отдаётся наиболее эффективным и дешёвым с низкой энергоёмкостью, используя доступные вещества.

Химические и электрохимические методы применяются для очистки СВ предприятий от токсичных веществ (на локальных очистных и общезаводских сооружениях) (возможно в совокупности с другими методами) например, перед сбросом в канализацию (т.е. дальше вместе с бытовыми СВ на городские очистные сооружения). Также эти методы могут использоваться на городских очистных сооружениях после биологической очистки (т.е. как доочистка) перед сбросом воды в поверхностные водоёмы. Несмотря на то, что эти методы эффективны при обезвреживании токсичных соединений, обеззараживании, доочистке от УВ, ПАВ и т.д., их целесообразно применять с другими методами (механическими, физико-химическими) из-за высокой стоимости, а также для достижения высокой степени очистки. Ещё химические методы используются для обеззараживания воды, например, при заборе воды из водохранилищ для коммунально-бытовых нужд (водопроводная вода).

К данным методам относятся:

· Окисление

· Восстановление

· Нейтрализация

· Электроокисление

· Электровосстановление

· Электродиализ

Тот или иной метод применяется в зависимости от состава СВ, объёма, а также стоимости очистки.

Дальше постараюсь в общем описать принципы работы данных способов и привести примеры их использования.

Окисление.

Очистка производственных СВ. Метод применяют для окисления HCN,цианидов, H₂ S, HS^- метилмеркаптана, хлорпроизводных органических в-в, фенолов, ПАВ, нефти.

Важным моментом является выбор окислителя. Ниже приведены основные окислители и значения окислительно-восстановительного потенциала. Как правило, чем больше E⁰ , тем эффективней окислитель:

Cl₂ E⁰ =1,36 (B)

HClO 1,50 (pH<7) ; 0,88 (pH>=7)

ClO₄ ^- 1,38 ; 0,56

O₃ 2,07

H₂ O₂ 1,77 ; 0,88

MnO₄ ^- 1,7-1,5 ; 0,57

FeO₄ ^2- 2,20 ; 0,72

CH₃ COOOH 1,8

Самые распространённые, дешёвые и простые – кислородом воздуха и хлорированием.

Хлорирование.

Для обезвреживания цианидов согласно СНиП 2.04.03-85 применяют окисление реагентами, содержащими активный хлор:

Cl₂ + H₂ O=>HCl + HClO

HClO = H⁺ + ClO^-

К таким реагентам относятся жидкий хлор, хлорная известь, гипохлориты Са и Na. Чаще всего используют NaClO, обеспечивающий наибольшую технологическую безопасность процесса. Водный р-р NaClO выпускают в промышленном масштабе С=180-200 г/л. Вследствие гидролиза раствор имеет щелочную реакцию:

NaClO+ H₂ O= HClO + Na⁺ + OH ^-

При pH=6-8 в растворе присутствуют HClO и ClO ^- в соизмеримых кол-вах, идёт р-я диспропорционирования:

2HClO + ClO^- => ClO₃ ^- +2Cl ^- + 2H ⁺

При Т>70° С реакция становится преобладающей.

Цианиды переходят в цианаты:

CN ^- + ClO^- => CNO ^- + Cl ^-

Последние быстро подвергаются гидролизу:

CNO ^- +2H₂ O => HCO₃ ^- + NH₃

Аммиак окисляется до азота:

2NH₃ + 2ClO^- => N₂ + 2H₂ O + 2HCl

Суммарная реакция:

2CN^- + 5 ClO^- + H₂ O => 5Cl ^- +2 HCO₃ ^- + N₂ + Q

Чтобы избежать перегрева, концентрацию циансодержащего раствора подбирают, чтобы она не превышала 10,6 г/л по CN^- (20 г/л NaCN). Вследствие гидролиза такой раствор имеет щелочную среду pH≈11,2. Обезвреженный раствор pH≈8,7. При pH<9,2 возникает опасность образования хлорциана при взаимодействии цианидов с оксидом хлора (Cl₂ O), образующимся по реакции разложения хлорноватистой кислоты.

CN^- +Cl₂ O = ClCN + ClO^-

Образование хлорциана легк

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать