CC BY
31
Электрохимический метод очистки производственных вод
Болдырева О. Н., Ускова Я. В.
Воронежский государственный технический университет, , г. Воронеж
Усков В. М.,
Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Наиболее распространенный в настоящее время метод очистки стоков производств химической, нефтегазовой и металлургической промышленности -реагентный, основанный на реакциях нейтрализации и окисления - восстановления.
Для удаления (извлечения) металлов из различных сточных вод использования полученной воды в обороте заслуживает внимания гальванохимический метод, или как эффект микро-, макрогальванопары в очистке сточных вод. Гальванохимическая очистка (ГХО) является альтернативным, более эффективным процессом для существующих технологий удаления различных растворенных веществ их сточных вод.
Гальванохимическая очистка сточных вод позволяет в одном агрегате снижать как концентрации тяжелых металлов, общее солесодержание, так и органические примеси.
Процесс гальванохимичекой очистки и деминерализации сточных вод, основанный на использовании эффекта короткозамкнутых гальванических элементов из смеси двух или нескольких токопроводящих материалов, имеющих различные значения электрохимических потенциалов, помещенных в очищаемый раствор и образующих множество микрогальванопар без наложения тока от внешнего источника в присутствии кислорода воздуха, позволяет практически без применения химических реагентов и повышения солесодержания обрабатываемой воды добиться нужного уровня очистки от тяжелых металлов, солей жесткости, сульфатов и различных органических загрязнителей (СПАВ, нефтепродуктов, красителей, пестицидов), возвратить воду в производство и достичь самого большого экологического эффекта - радикального сокращения сброса техногенных стоков в поверхностные водоемы.
Разработаны теоретические основы гальванохимического процесса (ГХП) для удаления основных катионов металлов - Си, Zn, Сг, Cd, М, Со, жидких радиоактивных отходов -Ц Т^ Am, Pu, токсичных анионов - мышьяка As, цианида CN, сероводорода И23, различных органических примесей, в том числе флотационных реагентов, нефтепродуктов, смачивающих охлаждающих жидкостей и текстильных красителей различного типа [1,2]. Дан анализ различных гальванопар - Бе0 - кокс (медь), алюминий - кокс, ферромарганец - кокс - и процессов, протекающих при переменном контакте компонентов гальванопар между собой в присутствии кислорода воздуха.
Металлы Си, Zn, Сг, Cd, М, Со удаляются на 97-98 %. Установлено, что гальваногенерируемые оксигидраты железа при контакте гальванопары высту-
пают в роли основных железосодержащих сорбентов. Например, гетит, лепидо-крокит и магнетит сорбируют соответственно 99,7; 97,9 и 99,8 % мышьяка.
Основной вклад в осаждение металлов из растворов при гальванохимической очистке принадлежит гидролитическому осаждению примесей и сорбции на оксигидрате железа.
Очищенная вода может быть использована в обороте для некритических процессов по содержанию примесей, так как обеспечивается снижение общего солесодержания на 60-75 % за счет образования сложных гидрооксосульфатов железа и достижение предельно допустимой концентрации по токсичным компонентам.
Эффективность гальванохимической очистки проверена на примере удаления ионов SiF -6 Cr5+, Cr3+, F - из отработанных травильных растворов (ОТР) производство полупроводникового кремния (Si) и синтетического кварца.
Таким образом, процесс гальванохимической очистки универсален и проявляется в том, что стадия осаждения совмещена с кондиционированием, количество выводимых солей близко к стехиометрическому. Гальванохимическая очистка сточных вод не приводит к образованию вторичных загрязнителей, содержание железа в очищенной воде всегда ниже предельно допустимой концентрации. Гальванохимическая очистка на ряду с термической дистилляцией, электродиализом и обратным осмосом вполне конкурентоспособна. При этом она имеет ощутимые преимущества, поскольку процессы очистки и обессоли-вания воды осуществляются одновременно.
Библиографический список
1. Чантурия В. А. Гальванохимические методы очистки техногенных вод: Теория и практика/ В. А. Чантурия, П. М. Соложенкин. - М.: ИКЦ «Ака-демкнига»,2005. - 144 с.
2. Ковалев В. В. Теоретические и практические аспекты электрохимической обработки воды/ В. В. Ковалев, О. В. Вовалева. - Кишинев: Изд. - полиграф. центр Молдавского госуниверситета, 2003. - 194 с.
