Реферат: Разработка и обоснование применения очистных сооружений для очистки цианистых сточных вод гальванического цеха предприятия

Повторное использование сточных вод после соответствующей их очистки получило в настоящее время широкое распространение. В ряде отраслей промышленности 90-95% сточных вод используется в системах оборотного водоснабжения и лишь 5-10 % - сбрасываются в водоем.

Q пот Q пот Q пот

ПП ПП ПП

ОС Q шл

Q об Q об Q об

ОУ Q ун ОС Q шл ОУ

Q ист Q сбр Q ист Q сбр Q ист Q сбр

- сточная вода загрязненная

- оборотная вода

ОУ - охладительная установка

Q об - оборотная вода

Q ун - вода, теряемая при испарении и уносе из охладит. установки

Если в системе оборотного водоснабжения промышленного предприятия вода является теплоносителем и процессе использования лишь нагревается, то перед повторным применением ее предварительно охлаждают в пруду, брызгальном бассейне, градирне (рис. 6); если вода служит средой, поглощающей и транспортирующей механические и растворенные примеси и в процессе производства загрязняется ими, то перед повторным применением вода проходит очистку на очистных сооружениях (рис. 7); при комплексном использовании сточной воды перед повторным применением сточные воды подвергаются очистке и охлаждению (рис. 8).

При таких системах оборотного водоснабжения для компенсации безвозвратных потерь воды в производстве, на охладительных установках (испарение с поверхности, унос ветром, разбрызгивание), на очистных сооружениях, а также потерь воды, сбрасываемой в канализацию, осуществляется подпитка из водоемов и других источников водоснабжения. Количество подпиточной воды определяется по формуле

Q ист = Q пот + Q ун + Q шл + Q сбр .

Подпитка систем оборотного водоснабжения может осуществляться постоянно и периодически.Общее количество добавляемой воды составляет 5-10% общего количества воды, циркулирующей в системе.

5.СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ВЫБОР МЕТОДОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И СИСТЕМЫ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ.ОПИСАНИЕ ВЫБРАННОГО КОМПЛЕКСА МЕРОПРИЯТИЙ

5.1. Химические методы очистки сточных вод

Химические методы очистки сточных вод гальванических отделений основаны на применении химических реакций, в результате которых загрязнения, содержащиеся в сточных водах, превращаются в соединения, безопасные для потребителя, или легко выделяются в виде осадков.

Среди известных методов химической нейтрализации сточных вод, содержащих цианистые соединения, техническое применение нашли лишь немногие.

Самый старый метод основан на выделении ионов CN - в виде труднорастворимой комплексной соли, образующейся в основной среде в присутствии ионов Fe 2+ .

В зависимости от условий в которых протекают эти реакции, возникает осадок берлинской лазури Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 или турнбулевой сини Fe 3 [Fe(CN) 3 ] 2 .Качественное удаление ионов из сточных вод с помощью этого метода возможно лишь в случае очень точной выдержки всех установленных условий реакции и в особенности pH, реакционной среды.

Применяемый метод удаления цианистых соединений из сточных вод базируется на их окислении хлором (либо гипохлоритом) в основной среде.Наиболее часто здесь применяют гипохлорит натрия, хлорную известь и газообразный хлор.Соединения эти в основной среде гидролизуются с получением ионов ClO - , которые с цианидами реагируют в соответствии с реакцией:

CN - + HOCl = CNCl + OH - ; (a)

CNCl + 2OH - = CNO - + Сl - + H 2 O. (б)

Реакция окисления цианидов до цианатов протекает в 2 стадии, сначала образуется хлорциан, который затем гидролизуется до хлорцианатов.

Т.к. хлорциан является сильно отравляющим газом, то в реакционной среде необходимо иметь такие условия, чтобы скорость реакции (б) была бы больше скорости реакции (а).Такие условия наблюдаются в том случае, когда концентрация цианидов в сточных водах меньше 1 г/л, t сточных вод < 50 градусов и pH > 8,5. Из исследований скорости гидролиза хлорциана следует, что она значительно зависит от реакции среды:

рН реакц.среды 8 9 10 11 12

Прод.гидрол.СNCl, ч 20 12 4 1 0,25

Установлено, что расход гипохлорида при окислении цианидов до цианатов также зависит от рН реакционной среды.При рН равном 8,5, его расходуется на 35-80% больше, чем это следует из расчетов, a при рН = 11 - на 10% больше.Это связано с расходом гипохлорита на дальнейшее окисление части цианидов до двуокиси углерода и азота:

2CNO - + OCl - + H 2 O = 2OH - + Cl - + 2CO 2 + N 2 .

На кинетику этой реакции заметное влияние оказывает концентрация окислителя (гипохлорит) и рН реакционной среды.При рН > 10 скорость ее так мала, что после 24 ч только незначительная часть цианатов подвергается дальнейшему окислению.В этих условиях значительное ускорение реакции достигается только при многократном повышении содержании гипохлорита, что на практике невозможно, т.к. высокая концентрация активного хлора в сточных водах недопустима и требует мер по его удалению.

При снижении рН до 7,5-8,5 при небольшом избытке гипохлорита (10%) реакция окисления цианидов заканчивается в течение 10-15 минут.

Теоретический расход окислителя, выраженный массой активного хлора, идущего на окисление 1 г ионов CN^- , образуемых при диссоциации простых цианидов до цианатов, достигает 2,84 г, а при окислении до СО₂ и N₂ - 6,2 г. Т.к. в цианистых сточных водах содержатся также комплексные цианиды различных металлов,то для окисления 1 г СN применяют следующее количество хлора: