Очистка восстановлением

При содержании в сточных водах легко восстанавливаемых соединений меди, хрома, мышьяка, ртути применяют методы восстановительной очистки.

Катионы меди, содержащиеся в кислых сточных водах, могут быть выделены цементацией на железном скрапе или никелевом песке. При этом протекают следующие реакции восстановлен ия:

Медь выделяется на железе или никеле в виде металла, и вместо нее в раствор переходят катионы железа или никеля. Метод цементации применяют для грубой, предварительной очистки достаточно концентрированных по меди сточных вод. Очищенная цементацией вода затем нейтрализуется до pH 8—9 при одновременной доочистке ее от оставшихся катионов меди и перешедших в раствор катионов железа или никеля.

Высокотоксичные соединения шестивалентного хрома содержатся в промывных сточных водах и отработанных технологических растворах, образовавшихся в процессе хромирования, при химической обработке поверхностей стальных изделий (травление, пассирование), при анодировании изделий из алюминия и при проведении других технологических процессов.

Обработка сточных вод осуществляется в две ступени:

  • 1) перевод (восстановление) шестивалентного хрома в трехвалентную форму;
  • 2) осаждение трехвалентного хрома в виде гидроксида.

В качестве реагентов-восстановителей наибольшее распространение получили натриевые соли сернистой кислоты - сульфит (Na2S03), бисульфит (NaHS03) и гидросульфит (Na2S05). Кроме того, используют следующие восстановители: сульфит железа (FeS04), диоксид серы (S02), гидразин (N2H4) и др.

При обработке хромсодержащих сточных вод солями сернистой кислоты протекают следующие химические реакции:

Скорость и полнота восстановления Сг61 до Сг3* указанными солями в значительной степени зависит от величины pH, причем наибольшая скорость наблюдается при pH 2—2,5, что требует дополнительно подкисления сточных вод. Для этих целей обычно используют 10—15%-ные растворы серной кислоты.

Для очистки сточных вод от шестивалентного хрома используют установки непрерывного или периодического действия. После восстановления в кислой среде шестивалентного хрома до трехвалентного состояния сточные воды подвергают нейтрализации, при которой хром осаждается в виде гидроксида. В качестве реагентов-нейтрализаторов используют Са(ОН)2, Na2C03, NaOH. Во всех случаях осуществляется следующая химическая реакция:

Оптимальное значение pH этой реакции — 8,0—9,5. Сг(ОН)3 обладает амфотерными свойствами и при pH > 12 растворяется в избытке едкой щелочи. При этом протекает следующая химическая реакция:

При использовании в качестве восстановителя сульфата двухвалентного железа (FeS04) процесс можно проводить в кислой, нейтральной и щелочной среде:

Восстановление диоксидом серы происходит по схеме:

В присутствии в сточных водах соды протекает следующая химическая реакция:

В результате протекания этой реакции происходит практически полное удаление шестивалентного хрома из раствора.

Реакция восстановления шестивалентного хрома гидразином протекает в нейтральной или слабощелочной среде:

Метод восстановления также применяют для очистки сточных вод от соединений ртути. Их восстанавливают до металлического состояния, а образовавшуюся ртуть отделяют от воды (отстаиванием, фильтрованием или флотацией). В качестве реагента-восстановителя используют алюминиевую пудру, железный порошок, гидросульфид натрия, гидразин, сульфид железа и др.

При выделении мышьяка из концентрированных растворов (до 110 г/л) используют диоксид серы, который восстанавливает мышьяковую кислоту до мышьяковистой. Последняя имеет малую растворимость в кислой и нейтральной среде и осаждается в виде триоксида мышьяка.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >