Осаждение металлов

Цель этих способов состоит в осаждении металлов, содержащихся в сточных водах. Некоторые способы включают:

a) подкисление отходов для растворимости всех металлов на первой стадии;

b) корректирование рН до точки минимальной растворимости, когда металлы будут осаждаться;

c) возможность осветляться получаемых обработанных отходов с помощью обезвоживания, когда возможно (например, высокие концентрации металлов в воде, когда очень трудно сделать осветление с помощью обезвоживания), и (или) с помощью другого обезвоживающего оборудования (например, фильтр-пресс или центрифуга);

d) предотвращение поступления комплексообразующих веществ, хроматов и цианидов (вследствие опасности образования HCN из подкисленных материалов отходов);

e) использование изменённых условий осаждения, например, если концентрация целевого металла очищенных сточных вод не достигается при использовании осаждения гидроксида (например, вследствие наличия комплексообразующих веществ таких, как сульфид натрия или органические сульфиды). Цель состоит в образовании сульфидов металлов, которые трудно растворяются в воде. Используется сульфид водорода, и, поэтому, особого рассмотрения требуют рабочие условия и выбросы. На практике осаждение сульфидов используется при очистке сточных вод, содержащих комплексообразующие вещества;

f) предотвращение попадания органических материалов в процесс, так как обычно они срывают реакцию осаждения;

g) организация процесса в соответствии со следующими стадиями:

• экспериментальное исследование в лаборатории; определение программы обработки
• установление контрольных значений процесса, например, величины рН, температуры, концентрации металлов
• определение вспомогательных агентов согласно типу, количеству, концентрации
• определение дозы для вспомогательных агентов, например, л/ч
• определение последовательности добавки вспомогательных агентов
• функциональные испытания оборудования
• осуществление осаждения/флоккуляции;
• документальное ведение контроля процесса.

Достигаемый положительный эффект. Такие металлы как хром, цинк, никель, свинец, обычно находятся растворенными в растворе или абсорбируются на твердых или коллоидных частицах. Это относительно простая и надежная технология, и она обеспечивает эффективность до 95%.

Взаимодействие между элементами. Хром (III), цинк и кадмий являются амфотерными, поэтому растворимость будет повышаться с ростом рН выше их минимальных коэффициентов растворимости. Образование осадка, содержащего металлы, можно рассматривать как взаимодействие между средами. Количество фильтрового кека можно снизить за счет замены извести гидроксидом натрия, однако, в таком случае не осаждаются фториды.

Использование сульфидного способа е) (см. описание выше) обычно приводит к высокой концентрации сульфидов в сточных водах. Или же можно применять влажное окисление или разделение в источнике.

Ограничения в применении. Подобно нейтрализации кислот/оснований, процесс связан с добавкой кислоты или щелочи (которые могут быть отходами) в химический реактор, снабженный перемешивающимся устройством. Обычно в качестве гидроксида используется известь.

В отношении способа b) (см. описание выше) показан диапазон значений рН для осаждения различных металлов как гидроксидов. Величина рН для минимальной растворимости зависит от металла, а в случае смеси металлов, требуется подбор оптимального значе ния. Для такого оптимального значения рН может оказаться, что некоторые металлы не будут осаждаться вообще. По этой причине в некоторых случаях для максимального удаления металлов используется более, чем одна стадия рН.

Преимущества периодической работы при переработке отходов с характеристиками сильно изменяемыми от нагрузки до нагрузки, как было показано с помощью результатов работы и опыта, например:

• для постоянного значения рН концентрация металла в сточных водах все еще может снижаться
• при повторном смешивании сточных вод и седиментационного осадка может быть достигнут эффект дополнительного совместного осаждения; предварительным требованием для совместного осаждения является легкая циркуляция осадка и перенос.

Так как, в общем, используются материалы, вызывающие коррозию металлов, установка (контейнеры, трубопроводы, технология измерения) должна быть соответствующим образом оснащена и (или) защищена (использование синтетических материалов, окрашивание и т.д.).

Применимость. Процессы очистки сточных вод связаны с переработкой разнообразных совместимых материалов с помощью осаждения растворимых металлов и кислотных анионов из раствора. Это приводит к увеличению размера взвешенных твердых частиц, что способствует разделению твердой и жидкой компонентов на последней фазе с помощью осветления и фильтрации.

Обычные отходы включают в себя отходы коллектора сточных вод, отходы камер для окрашивания путем распыления и сточные воды технологических процессов.

Ограничения в применении.В Нидерландах способ концентрирования металлов в осадке применим для сточных вод, содержащих металлы, когда в сточных водах содержатся металлы (As, Co, Cr, Cu, Fe, Mo, Ni, Pb, Sn, V и Zn) с концентрацией больше, чем 200 мг/л, из которых 25 мг/л находится в водной фракции и (или) количество Cd больше, чем 0,2 мг/л. Исключение составляют растворы травильных кислот и сточных вод, содержащих благородные металлы.

Примеры установок. В одной из установок в химический реактор добавляли гальванические стоки/травильную кислоту, снижая рН до 5. Это позволяет выделить ионы железа из кислоты, действуя в качестве восстановительного агента, восстанавливая

металлы от высокого до низкого окислительного состояния (валентности), которые затем можно удалить (как гидроксиды) из раствора с помощью повышения рН до 9 при добавке извести.