Очистка сточных вод. 4

Влажность осадка после отстойников 98-99,5%. Для снижения влажности осадка рекомендуется дополнительное отстаивание в шламоуплотнителе в течение 3-5 суток. Влажность осадка после шламоуплотнителя 95-97%. Осадок из шламоуплотнителя подается на узел обезвоживания (вакуум-фильтрация, фильтр-прессование, центрифугирование). Влажность осадка после вакуум-фильтра типа БОУ и БсхОУ составляет 80-85%, после центрифуги типа ОГШ - 72-79%, после фильтр-пресса типа ФПАКМ - 65-70%.

В отдельных случаях перед сбросом очищенных сточных вод в канализацию или при последующем их обессоливании методами ионного    обмена    или    электродиализа   требуется   снижение концентрации взвешенных веществ в очищенной воде. Осветление стока в данном случае осуществляется путем фильтрования через фильтры с песчаной или двухслойной загрузкой (песок, керамзит), а также через фильтры с плавающей загрузкой типа ФПЗ.

Очистка сточных вод методом ферритизации заключается в сорбции примесей (в т.ч. ионов тяжелых металлов) магнитными гидроокисями железа, образовании ферритов с последующей топохимической    реакцией    захвата    сорбированных    веществ кристаллической решеткой феррита. 

При добавлении щелочи к водному раствору железного купороса, начиная с рН 7,7, образуется хлопьевидный желтовато-белый осадок. Под воздействием воздуха он приобретает коричневатый оттенок, обусловленный возникновением аддукта Fe(OH)2-Fe(OH)3. Последний чрезвычайно активен, может превращаться в зависимости от состава раствора, рН и температуры в следующие соединения:

• парамагнитный метагидроксид FeO(OH) со структурой минерала гётита;
• ферромагнитный   метагидроксид   FeO(OH)   со   структурой минерала лепидокрокита;
• неферромагнитный метагидроксид FeO(OH);
• черно-коричневый магнетит Fe3O4;
• ферромагнитный ржаво-коричневый полигидрат Fе2О3x nH2О.

Названные соединения, формируясь индивидуально и в смеси, отражают многообразие, сложность реакций, лежащих в основе их образования. При низких концентрациях железа в широком диапазоне рН организуются соединения с выраженными магнитными свойствами. С увеличением концентрации железа возрастают требования к рН, при котором оптимально проходят процессы ферритообразования: возникновения зародышей магнетита - феррита железа.

Образование ферритов-сложный процесс, включающий реакции твердофазного координирования и кристаллографического структурирования. Возникающие при этом твердые комплексные соединения дополнительному клатратированию тяжелых металлов.

Образование ферритов-сложный процесс, включающий реакции твердофазного координирования и кристаллографического структурирования. Возникающие при этом твердые комплексные соединения дополнительному клатратированию тяжелых металлов.

Повышение температуры нивелирует влияние рН, в результате при температуре 80 °С область ферритообразования в районе повышенных концентраций железа (а также ионов тяжелых металлов) значительно расширяется. Необходимо отметить, что наблюдаемое расширение более заметно при пониженной рН, когда возрастает роль твердофазных превращений.

Очистку сточных вод от ионов тяжелых металлов методом ферритизации можно проводить двумя способами.

Первый способ заключается в добавлении в сборник со сточными водами железного купороса, едкого натра (в виде 40 % водного раствора) и азотнокислого натрия: при суммарной концентрации ионов тяжелых металлов 30 мг/л в стоки дозируются 450 г/м3 железного купороса (90 г-ион/м3 в пересчете на железо), 322 г/м3 раствора каустика и 45,6 г/м3 нитрата натрия. После этого сточная вода нагревается острым паром до 60 °С (100 кг пара на 1 м3 стоков) и выдерживается при барботировании воздухом в течение 1 часа (расход воздуха 100 м3/м3 стоков в час). Затем стоки сбрасываются в отстойник. Время выдержки в отстойнике 15-20 мин. После чего осветленная часть стоков направляется на фильтрацию и далее в хозяйственно-бытовую канализацию.

По второму способу очистка стоков проводится в две стадии. На первой стадии формируется железосодержащая суспензия таким образом, чтобы она обладала развитой поверхностью, высокой химической активностью и адсорбционной способностью. На приготовление 1 м3 железосодержащей суспензии необходимо 208,5 кг железного купороса, 60 кг едкого натра и 21,3 кг азотнокислого натрия. Время выдержки составляет 20 минут. Чем дольше суспензия выдерживается до прибавления её в очищаемые стоки, тем завершеннее, полнее реализуется способность её к ферритообразованию. На второй стадии сформированная суспензия дозируется в очищаемые сточные вод.

Аппаратурное оформление ферритной очистки отличается простотой, в основе его лежит принцип магнитного осаждения продуктов клатратирования загрязнений (в т.ч. ионов тяжелых металлов). Главным рабочим узлом установки ферритной очистки является резервуар-накопитель, снабженный мешалкой и магнитными клапанами для спуска обработанной воды.

Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов

методом натрий-катионирования

На предприятиях металлоперерабатывающей промышленности в технологических процес­сах образуются сточные воды, загрязненные солями тяжелых металлов. Эти вещества являются токсичными для водных организмов и растений, а в более высоких концентрациях и для человека. Поэтому сточные во­ды, обладающие высокой токсичностью,не могут быть сброшены в открытые водоемы без соответствую­ще,обработки.Применение ионообменных смолпозволяет обеспечить не только глубо-кую очистку сточных вод, но и возвратить в производство ценные продукты.Примером может служить ионообменная технология очистки сточных вод,которая используется на целом ряде предприятий машиностроения и металлообработки. ислоты.

Технологическая схема ионообменного способа очистки сточных вод от солей тяжелых металлов может быть значительно упрощена за счет применения натрий-катионирования. В этом случае вода проходит через фильтр,заполненный катионитом в Na-форме.При этом все ионы металлов и ионы водорода, содержащиеся в стоках,обмениваются на ион натрия. Вода после натрий-катионитовых фильтров становится умягченной и нетоксичной.Такую воду можно не только использовать для охлаждения оборудования ипервичной промывки изделий, но и допустимо применять в качества питательной воды для котлоагрегатов среднего давления.

При использовании для очистки сточных вод натрий-катионирования значительно упрощается аппаратурное оформление, а также сни­жаются затраты на регенерацию фильтров. Как показали исследования, наиболее целесообразно применение натрий-катионирования при очист­ке стоков, загрязненных преимущественно одним компонентом. В этом случае одновременно решаются задачи использования очищенной воды и утилизации ценного компонента.Сточные воды заводов обработки цветных металлов представ­ляют собойсложную солевую систему следующего состава, мг/л: серная кислота – 290–780, медь – 60–350, цинк – 22–190,кальций – 40–100.В целях определения возможности использования метода натрий-катионирования для кондиционирования сточных вод такого сложного состава были изучены равновесные и кинетические закономерности сорбции ионов меди,цинка и кальция на катионите КУ-2 в натриевой форма. Было найдено, что скорость сорбции ионов тяжелых метал-лов на катионите в Na-форме практически не отличается от скорос­ти ионо-обмена на катионите в Н-форме. На основании полу­ченных изотерм сорбции были рассчитаны константы обмена для меди, цинка и кальция. Для условий обмена ионов натрия на ионы Cu, Zn и Ca из растворов с рН = 5÷7, которые концентрации индивидуаль­ных компо-нентов соответствовали составу сточных вод, значения кон­стант обмена оказались равными KCu/ Na = 16,3;КZn/Na= 14,4; KCa/Na = 19,1. Из приведенных данных следует, что наименее сорбируемым в системе является ион цинка. Вместе с тем исследования показали, что при сорбции ионов тяжелыхметаллов из кислых раство­ров с величиной рН = 2÷3 катионитом КУ-2 вNa-форме наименее сорбируемым оказывается ион водорода.Так как карбоксильные катионитытипа КБ-4П, имеющие в своем составекарбонильные функциональные группы(-СООН), энергично поглощают ионыводо­рода, эта смола была испытана вкачестве ионообменного материала дляфильтров второй ступени очистки сточных вод заводов обработки цветныхметаллов (ЗОЦМ). На первой стадииобработки стоков производится ихфильтрация через катионит КУ-2 в на-триевой форме. При этом ионы метал-лов обмени­ваются на ионы натрия, а ионводорода сорбируется лишь частично.Нейтрализация воды за счет сорбцииионов водорода из раствора осуществляется при фильтрации стоков черезкатионит КБ-4П в Na-фор­ме.Такая схема очистки позволяет нетолько надежно проводить кондиционирование сточной воды, но и экономить реагенты на стадии реге­нерациикатионита. При последовательнойфильтрации кислых сточных вод черезсульфостирольный и карбоксильныйкатиониты на первом происходит сорбция тяжелых цветных металлов, а на втором – обмен ионов натрия на водород. Так как катионит КБ-4П может работать только в натриевой форме, для его регенерации и перевода в натриевую фор­му необходимо последовательное применение серной кислоты и щелочи. При двухступенчатой очисткекислых стоков с использованием иони-тов КУ-2 и КБ-4П в Na-форме кислотадля регенерации не требуется, так какна стадии сорбции катионит КБ-4Ппереходит в Н-форму.Большая часть выполненных к на-стоящему времени теоретических иприкладных работ для описания ионообменных равновесий базируется восновном на информации, полученнойпри исследовании процесса об­менаводорода на ионы щелочных и щелоч-но-земельных металлов на сульфости-рольных катионитах. Имеющиеся ли-тературные данные не позволяютпредставить закономерности обменаионов тяжелых металлов на этих катионитах в натриевой форме, что необходимо для расчета ионо­обменныхпромышленных установок. В связи сэтим в каждом конкретном случае,особенно при использовании ионитовдля очистки промышленных растворовсложного солевого состава, необходи-мо проводить подбор и детальноеизучение условий и закономерностейпроцесса сорбции.Применение натрий-катионирования для кондиционирования сточныхвод, возвращаемых в оборотную сис-тему, приводит, как показали исследования,к накоплению в воде солейнатрия.Известно, что присутствие в водекроме сорбируемого компонен­та дру-гих конкурирующих ионов в значитель-ной степени влияет на емкость ионитапо основному элементу. Характер из-менения емкости ка­тионита в процессеводооборота очищаемой в

 

1. Методы очистки  сточных вод от тяжелых металлов  

 

Реагентный метод      

 Наибольшее распространение  в практике очистки сточных  вод от ионов тяжелых  металлов (ИТМ) получил реагентный метод. Этот метод включает в себя процессы нейтрализации, окислительно-восстановительные реакции, осаждение и обезвоживание образующегося осадка, и позволяет довольно полно удалять из стоков ИТМ.

При этом методе ионы тяжелых металлов переводятся, как правило, в гидроксидные соединения путем повышения рН усредненных стоков до рН их гидратообразования с последующим осаждением, фильтрацией. В необходимых случаях до достижения рН очищенных стоков регламентируемого для сброса.  

 

Особенности очистки СВ от катионов меди  

Произведение растворимости гидроокиси меди равно 5,0 х 10-20, в то время, когда растворимость основного карбоната меди практически равна нулю. Поэтому медь выгодно осаждать в виде основного карбоната: 

Для этого в растворе нейтрализующего реагента необходимо иметь одновременно как гидроксильные ионы (ОН)-, так и карбонатные (СО32-). Таким образом, для осаждения из растворов ионов меди нерационально применение только едких щелочей и извести высшего сорта, так же только соды, мела, мрамора, доломита и известняка, дающих в раствор в основном карбонат – ионы.

В связи с изложенным, лучшим реагентом для очистки сточных вод от катионов меди является недожженная известь III-его сорта, содержащая СаСО3. 

 

Особенности очистки СВ от катионов цинка 

При осаждении цинка из сульфатных растворов едкой щелочью и известью образуются в основном осадки в виде основных солей цинка: ZnSO4 . nZn(ОН)2, причем число n возрастает с увеличением рН. Так, при рН 7 осаждается основной сульфат цинка, соответствующий формуле ZnSO4 . 3Zn(ОН)2, а повышение рН до 8,8 приводит к образованию осадка, состав которого выражается формулой - ZnSO4 . 5Zn(ОН)2.

При осаждении цинка из сульфатных растворов недожженной известью III-его сорта, содержащей СаСО3 состав основных карбонатов в осадке зависит от условий реакции – температуры, исходной концентрации цинка и известкового раствора, величины рН раствора и т.п. По литературным данным, при рН = 7-9,5 образуется основной карбонат цинка состава 2 ZnСO3 . 3 Zn(ОН)2. 

Основное достоинство реагентного метода – возможность применения его для обезвреживания кислотно-щелочных сточных вод различных объемов с различной концентрацией ионов тяжелых металлов.  

Его недостатки:

-         значительное повышение солесодержания очищенных от ИТМ стоков за счет внесения реагентов, что вызывает необходимость дополнительной доочистки;

-         большой расход реагентов;

-          получение трудно обезвоживаемого и неутилизируемого осадка;

-          большие трудозатраты по эксплуатации;

-          необходимость организации и содержания реагентного хозяйства со специальным коррозионноустойчивым оборудованием и дозирующими устройствами и т.п.

Особо следует отметить, что при реагентных методах очистки и выполнении технологических регламентов остаточные концентрации основных ионов тяжелых и цветных металлов в очищенных стоках достигают следующих минимальных величин, мг/л:

Fe(OH)2   - 0,3-1,0

Zn(OH)2 - 0,05

Cu(OH)2 -0,1-0,15,

и представлены, в основном, в виде их гидроксидов, легко диссоциируемых и растворимых в слабокислых водных растворах.   

 

Ионнообменный метод      

Ионообменный метод очистки воды применяют для обессоливания и очистки воды от ионов металлов и других примесей. Сущность ионного обмена заключается в способности ионообменных материалов забирать из растворов электролита ионы в обмен на эквивалентное количество ионов ионита. 

Очистку воды осуществляют ионитами — синтетическими ионообменными смолами, изготовленными в виде гранул размером 0,2...2 мм. Иониты изготовляют из нерастворимых в воде полимерных веществ, имеющих на своей поверхности подвижный ион (катион или анион), который при определенных условиях вступает в реакцию обмена с ионами того же знака, содержащимися в воде. Различают сильно- и слабокислотные катиониты (в Н+- или Na+- форме) и сильно- и слабоосновные аниониты (в ОН- или солевой форме), а также иониты смешанного действия. Основополагающим фактором кинетики процесса является скорость ионообмена между ионами воды и омываемой частицей смолы. На наружной поверхности омываемой частицы образуется неподвижная водяная пленка, толщина которой зависит от скорости потока очищаемой воды и размеров зерна смолы. Ион, который стремится попасть внутрь частицы смолы, в функциональную группу, должен диффундировать из воды через пленку, пройти через граничную поверхность частицы и внутри смолы в растворе набухания устремиться к ассоциации с функциональной группой. Диффузия ионов через пленку является важнейшим этапом процесса. 

Избирательное поглощение молекул поверхностью твердого адсорбента происходит вследствие воздействия на них неуравновешенных поверхностных сил адсорбента. 

Ионообменные смолы имеют возможность регенерации. После истощения рабочей обменной емкости ионита он теряет способность обмениваться ионами и его необходимо регенерировать. Регенерация производится насыщенными растворами, выбор которых зависит от типа ионообменной смолы. Процессы восстановления, как правило, протекают в автоматическом режиме. На регенерацию обычно затрачивают около 2 часов, из них на взрыхление - 10 – 15 мин, на фильтрование регенерирующего раствора - 25 – 40 мин, на отмывку - 30 - 60 мин. Ионообменную очистку реализуют последовательным фильтрованием воды через катиониты и аниониты. 

В зависимости от вида и концентрации примесей в воде, требуемой эффективности очистки используют различные схемы ионообменных установок.

Умягчение воды катионированием  

Умягчение воды катионированием – один из методов умягчения (обессоливания) воды. 

Катионирование - процесс обработки воды методом ионного обмена, в результате которого происходит обмен катионов. В зависимости от вида ионов (Н+ или Na+), находящихся в объеме катионита, различают два вида катионирования: Н-катионирование и Na-катионирование.  

 

 

 Натрий-катионитовый метод 

Натрий-катионитовый метод применяют для умягчения воды с содержанием взвешенных веществ в воде не более 8 мг/л и цветностью воды не более 30 град. Жесткость воды снижается при одноступенчатом натрий-катионировании до значений 0,05 - 0,1 мг-экв/л, при двухступенчатом - до 0,01 мг-экв/л. Процесс Nа-катионирования описывается следующими реакциями обмена:  

Регенерация Na-катионита достигается фильтрованием через него со скоростью 3-4 м/ч 5-8% раствора NaCl. 

 

 

 Достоинства NaCl (поваренной соли) как регенерационного раствора: 

1. дешевизна; 

2. доступность; 

3. продукты регенерации (хорошорастворимые CaCl2 и MgCl2) легко утилизируются. 

 

 

 Водород-катионитовый метод 

Водород-катионитовый метод применяют для глубокого умягчения воды. Этот метод основан на фильтровании обрабатываемой воды через слой катионита, содержащего в качестве обменных ионов катионы водорода.  

При Н-катионировании воды значительно снижается рН фильтрата за счет кислот, образующихся в ходе процесса. Углекислый газ, выделяющийся при реакциях умягчения, можно удалить дегазацией. Регенерация Н-катионита в этом случае производится 4 – 6% раствором кислоты (HCl, H2SO4). 

 

 

 Катиониты. 

Иониты, в зернах которых при ионообменном процессе происходит обмен катионов, называют катионитами. 

Энергия вхождения различных катионов в катионит по величине их динамической активности может быть охарактеризована для одинаковых условий следующим рядом: Na+<Мg2+<Са2+<А13+ 

Каждый катионит обладает определенной обменной емкостью выражающейся количеством катионов, которые катионит может обменять в течение фильтроцикла. Обменную емкость катионита измеряют в грамм-эквивалентных задержанных катионов на 1 м3 катионита, находящегося в набухшем (рабочем) состоянии после пребывания в воде, т. е. в таком состоянии, в котором катионит находится в фильтре. Различают полную и рабочую обменную емкость катионита. 

Полной обменной емкостью называют то количество катионов, которое может задержать 1 м3 катионита, находящегося в рабочем состоянии, до того момента, когда жесткость фильтрата сравнивается с жесткостью исходной воды. 

Рабочей обменной емкостью катионита называют то количество катионов, которое задерживает 1 м3 катионита до момента «проскока» в фильтрат катионов. Рабочая обменная емкость катионита зависит от вида извлекаемых из воды катионов, cоотношения солей в умягчаемой воде, значения рН, высоты слоя катионита, скорости фильтрования, режима эксплуатации катионитовых фильтров, удельного расхода регенерирующего реагента и от других факторов. 

Обменную емкость, отнесенную ко всему объему катионита, загруженного в фильтр, называют емкостью поглощения.  

 

 

 Обессоливание воды ионным обменом. 

Для очистки сточных вод от анионов сильных кислот применяют технологическую схему одноступенчатого Н-кати-онирования и ОН-анионирования с использованием сильнокислотного катионита и слабоосновного анионита.  

Для более глубокой очистки сточных вод, в том числе от солей, применяют одно-или двухступенчатое Н-катионирование на сильнокислотном катионите с последующим двухступенчатым ОН-анионированием на слабо-, а затем на сильноосновном анионите.  

При содержании в сточной воде большого количества диоксида углерода и его солей происходит быстрое истощение емкости сильноосновного анионита. Для уменьшения истощения сточную воду после катионито-вого фильтра дегазируют в специальных дегазаторах с насадкой из колец Рашига или в других аппаратах. При необходимости обеспечивать значение рН ~ 6,7 и очистки сточной воды от анионов слабых кислот вместо анионитовых фильтров второй ступени используют фильтр смешанного действия, загружаемый смесью сильнокислотного катионита и сильноосновного анионита.  

Метод обессоливания воды ионным обменом основан на последовательном фильтровании воды через Н-катионитовый, а затем ОН-, НСО3- или СО3- анионитовый фильтр.  

В Н-катионитовом фильтре содержащиеся в воде катионы, главным образом Ca2+, Mg2+ и Na+, обмениваются на водород-катионы 

В ОН-анионитовых фильтрах, которые проходит вода после Н-катионитовых, анионы образовавшихся кислот обмениваются на ионы ОН-. 

Образующийся в процессе разложения гидрокарбонатов СО2 удаляется в дегазаторе.  

Требования к воде, подаваемой на Н-ОН фильтры: 

взвешенные вещества – не более 8 мг/л;

общее солесодержание – до 3 г/л;                                                               

сульфаты и хлориды – до 5 мг/л;  

цветность - не более 30 градусов;  

окисляемость перманганатная – до 7 мгО2/л; 

железо общее – не более 0,5 мг/л;  

нефтепродукты – отсутствие;  

свободный активный хлор – не более 1 мг/л. 

Если исходная вода не отвечает данным требованиям, то необходимо провести предварительную подготовку воды. 

В соответствии с необходимой глубиной обессоливания воды проектируют одно-, двух- и трехступенчатые установки, но во всех случаях для удаления из воды ионов металлов применяют сильнокислотные Н-катиониты с большой обменной способностью.  

 

Одноступенчатые ионообменные установки 

Одноступенчатые ионообменные установки применяют для получения воды с солесодержанием до 1 мг/л (но не более 20 мг/л), это может быть: 

получение питьевой воды; 

получение воды, используемой в некоторых технологических процессах;  

подготовка воды перед стадией глубокого обессоливания; 

некоторые случаи при доочистке сточных вод. 

В одноступенчатых ионитовых установках воду последовательно пропускают через группу фильтров с Н-катионитом, а затем через группу фильтров со слабоосновным анионитом; свободный оксид углерода(СО2) удаляется в дегазаторе, устанавливаемом после катионитовых или анионитовых фильтров, если они регенерируются раствором соды или гидрокарбоната. В каждой группе должно быть не менее двух фильтров. Через ионитовую установку пропускают лишь часть воды с тем, чтобы после смешения ее с остальной водой получить в опресненной воде солесодержание, отвечающее лимитам потребителя.              

 

 

 1 – Н-катионитовые фильтры;  

2 – дегазатор; 

3 – промежуточный резервуар;   

4 – анионитовые фильтры.  

Обычно один поглоти 

 

 

 Цеолиты 

Цеолиты представляют собой алюмосиликаты и отличаются регулярной пористой структурой. Из мелких кристалликов природных или синтетических цеолитов при помощи связующего или без него формируются гранулы размером 2?4 мм. Цеолиты широко применяются для улавливания паров воды, а также в нефтеперерабатывающей промышленности для очистки и регенерации масел, повышения степени очистки и качества жидких топлив. Как и другие адсорбенты, цеолиты используются для очистки продуктов пищевой промышленности, сточных вод и промышленных газовых выбросов от органических примесей. Цеолиты обладают ионообменными свойствами, которые в настоящее время широко используются в промышленности и сельском хозяйстве. Цеолиты имеют необычайно широкую сферу использования в промышленности и сельском хозяйстве. Они применяются в нефтехимии, как осушитель газов и сред, для очистки питьевых и технических вод, для извлечения радионуклидов, в качестве катализатора, в строительстве, для улучшения почвы, в качестве удобрения, для подкормки животных и т.д. 

Промышленные адсорбенты за счет пористой структуры обладают развитой внутренней поверхностью, что позволяет поглощать значительные количества адсорбируемого компонента (до 0,3 кг/кг). Для адсорбционной очистки воды применяют в основном два типа фильтров: зернистые фильтры и патронные фильтры . 

Абсорбция - называется процесс извлечения компонента из одной фазы и растворение его в другой фазе—в поглотителе.  

Требования, предъявляемые к поглотителю: 

1. высокая поглотительная  способность (высокой поглотительной  способностью обладают такие  поглотители, для которых давление  насыщенных паров компонента  над его раствором в поглотителе  при температуре абсорбции мало);  

2. поглотитель должен  легко десорбироваться (регенерироваться);  

3. иногда должен обладать  селективностью (т.е. поглощать только  определенные компоненты); 

4. должен обладать низкой  летучестью (низким давлением паров);  

5. он должен сохранять  свои свойства в процессе работы;  

6. он должен быть дешевым  и доступным; 

7. не должен оказывать  коррозионного действия; 

8. обладать высоким коэффициентом  массопередачи. 

Обычно один поглотитель не обладает всеми требуемыми свойствами, поэтому следует выбирать абсорбент по основным свойствам. 

Абсорберы представляют собой колонны, в которых протекает поглощающая жидкость, через которую пробулькивает очищаемый газ. Для обеспечения надежного контакта газа с жидкостью, а также увеличения времени пребывания газа в аппарате, в колонне находятся специальные тарелки и насадки. Наиболее просты по конструкции провальные тарелки, их разновидность — гофрированные провальные тарелки. Диаметр сливных отверстий равен 4 - 8 мм. Иногда применяют клапанные провальные тарелки. Их достоинством является то, что когда газ не проходит через колонну жидкость не протекает, т.е. такие тарелки более экономичные. 

 

Электродиализ     

 Электpодиализом называют пpоцесс пеpеноса ионов чеpез мембpану под действием пpиложенного к ней электpического поля. Для очистки сточных вод методом электpодиализа используют электpохимически активные ионитовые мембpаны.    

 Метод электpодиализа можно использовать как для удаления змалоконцентpиpованных сточных вод минеpальных солей ( в том числе и солей тяжелых металлов ) c целью повтоpного использования обессоленной воды в пpоизводстве ( в некотоpых случаях возможна утилизация солей, удаленных из сточных вод ), так и для пеpеpаботки высококонцентpиpованных сточных вод (отpаботанных технологических pаствоpов) с целью pегенеpации из них ценных пpодуктов.    

 Пpоцесс удаления солей из сточных вод осуществляется в многокамеpных аппаpатах ( электpодиализатоpах), в котоpых плоские мембpаны pасположены паpаллельно.     Обессоливаемая вода поступает в многокамеpный аппаpат. Пpи пpопускании чеpез такой аппаpат постоянного электpического тока, катионы pаствоpенных солей в четных камеpах будут двигаться к катоду I и пpоходить чеpез катионовую мембpану, отделяющую четные камеpы от нечетных. Анионы будут двигаться к аноду II и пpоходить нечетную камеpу чеpез анионитовую мембpану. Из нечетных камеp ни аниониты, ни катиониты в соседние камеpы не пpоникают, так как на пути движения они встpечают пpепятствия в виде непpоницаемых для катионов анионитовых мембpан со стоpоны анода. В pезультате соли пеpеносятся током из четных камеp к нечетным, вода в четных камеpах опpесняется, а в нечетных pассольных камеpах накапливаются соли.     Электpодиализный метод в России пpименяют в основном для опpеснения пpиpодных соленых и солоноватых вод. По литеpатуpным данным возможно его пpименение для очистки pазличных сточных вод, в частности, стоков, обpазующихся пpи электpохимической и химической обpаботке металлов.   

 

2 Методы извлечения  цветных и тяжелых металлов  их сточных вод                

 

Внутренний электролиз      

 Внутpенний электpолиз - это выделение металлов из pаствоpов в pезультате пpоцесса пpоисходящего внутpи гальванического элемента. Электpолиз начинается в момент соединения паpы электpодов внешним пpоводником или муфтой и пpодолжается до тех поp, пока не достигается полное осаждение металла.      Пpи погpужении гальванической паpы в pаствоp возникает необходимая pазность потенциалов. На менее активном из двух металлов (катоде) пpоисходит пpоцесс восстановления с выделением из pаствоpа опpеделенного металла. Электpод, сделанный из более активного (более  электpоотpицательного) металла, являющийся анодом, окисляясь, pаствоpяется в электpолите.     

 Электpический ток, необходимый для выделения металла, возникает благодаpя pазности потенциалов пpи контакте двух электpодов.      Пpи этом более лектpоотpицательный металл pаствоpяется по уpавнению                

 Me       + m*H O - Me *m*H O + z*e 

 

 

     Под влиянием электpического поля ионы металла pазpядятся на повеpхности менее электpоотpицательного электpода по уpавнению 

 

 

                  Me * l*H O + ze - Me + l*H O 

 

 

     Напpимеp, ионы меди количественно выделяются из pаствоpа на платиновом катоде, если катод соединен с цинковым анодом, погpуженным в pаствоp соли цинка 

 

 

                      Zn + Cu -   Zn + Cu 

 

 

     Пpоисходящее пpи внутpеннем электpолизе вытеснение одного металла дpугим идет в соответствии с их электpодными окислительновосстановительными потенциалами. Для смещения потенциалов выделения пpисутствующих в pаствоpе ионов металла шиpоко  пpименяются комплексообpазующие pеагенты, вызывающие сильную химичес-

кую поляpизацию пpи электpолизе, изменение pH, что позволяет значительно pасшиpить область использования этого способа.    

 Пpи пpоведении внутpеннего электpолиза осадок выделяется за счет энеpгии гальванического элемента.    

 Скоpость выделения осадка зависит от внутpеннего сопpотивления элемента (в обычных методах электpолиза влияние ваысокого сопpотивления устpаняется увеличением наложенного потенциала). В методе внутpеннего электpолиза высокой силы тока можно достичь только за счет низкого сопpотивления. Снизить сопpотивление

гальванического элемента удается пpи пpименении    электpодов большого pазмеpа, хоpошего пеpемешивания pаствоpа, использования высококонцентpиpованного электpолита, повышения темпеpатуpы pаствоpа.    

 Кроме того, на процесс выделения металла при внутреннем электролизе влияет среда выделения, изменяя которую ( например сернокислую на солянокислую ) можно влиять на присутствие процесса цементации. Скорость протекания реакции можно контролировать изменяя pH среды.