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 восстановления:
Cu2++Fe → Cu↓ + Fe2+
Cu2+ Ni → Cu↓ + Ni2+
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 рН = 8 - 9 при одновременной доочистке её 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 (Na2SO3), гидросульфит (NaHSO3). Кроме того, используют следующие восстановители: сульфат железа (FeSО4), диоксид серы (SO2), гидразин (N2Н4) и др.
|
|
|
При обработке хромсодержащих сточных вод солями сернистой кислоты протекают следующие химические реакции:
Сr2O72- + 3HSO3- + 5H+ → 2Cr3+ + 3SО42- + 4H2O
Сr2O72- + 3SO32- + 8Н+ → 2Crз+ + 3SО42- + 4Н2О
Скорость и полнота восстановления Сr6+ до Сr3+ указанными солями в значительной степени зависит от величины рН, причем наибольшая скорость наблюдается при рН=2-2,5, что требует дополнительного 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 осаждается в виде гидроксида. В качестве реагентов-нейтрализаторов используют Са(ОН)2, Nа2СО3, NaOH. Во всех случаях осуществляется следующая химическая реакция:
Cr3+ + 3ОН- → Сr(ОН)3↓.
Оптимальное значение рН этой реакции - 8,0 - 9,5. Сr(ОН)3 обладает амфотерными свойствами и при рН ≥ 12 растворяется в избытке едкой щелочи. При этом протекает следующая химическая реакция:
|
|
|
Cr(OH)3+NaOH → NaCrО2+2H2О
При использовании в качестве восстановителя сульфата двухвалентного железа (FеSО4) процесс можно проводить в кислой, нейтральной и щелочной среде:
2СrО3 + 6FeSO4 + 6H2SO4 → 2Fе2(SO4)3 + Сr2(SO4)3 + 6Н2O
2 СrО3 + 6FeSO4 + 6Са(ОН)2 + 6Н2O → 2Сr(ОН)3↓ + 6Fе(ОН)3↓ + 6CaSO4
Восстановление диоксидом серы происходит по схеме:
SO2 + Н2O → H2SO3
2СrО3 + 3Н2SО3 → Сr2(SO4)3 + 3Н2O
В присутствии в сточных водах соды протекает следующая химическая реакция:
6Na2CrO4 + SO2 + Na2CO3 + nH2O → Сr2O3∙nH2O + 3Na2SO4 + CO2↑
В результате протекания этой реакции происходит практически полное удаление шестивалентного хрома из раствора.
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.
|
|
|
Дата добавления: 2016-01-06; просмотров: 77; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!