Химические методы очистки сточных вод

9.4.2.1. Тяжелые металлы.При очистке сточных вод от солей тяжелых металлов используют методы осаждения; такие ионы как Zn²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺ из сточных вод можно удалить в виде труднорастворимых оснований, сульфидов, карбонатов:

Сu²⁺ + 2OH^- = Cu(OH)₂ pH 8-10

Ni²⁺ + 2OH^- = Ni(OH)₂ pH 9.5

Zn²⁺ + 2OH^- = Zn(OH)₂ pH 9-9.2

При действии соды образуются труднорастворимые основные карбонаты

2СuSO₄ + 3Na₂CO₃ + 2H₂O → (CuOH)₂ CO₃↓ + 2Na₂SO₄+ 2NaHCO₃

в ионном виде.

2Сu²⁺ + CO + 2OH^- → (CuOH)₂CO₃↓

2Ni²⁺ + CO + 2OH^- → (NiOH)₂CO₃↓

3Zn²⁺ + 5CO +4H₂O → Zn₃(OH)₄CO₃↓ + 4HCO

Наиболее полное осаждение ионов Zn²⁺ и Hg²⁺ достигается при обработке вод сульфидом натрия.

Hg(NO₃)₂ + Na₂S → ↓HgS + 2NaNO₃

ZnSO₄ + Na₂S → ↓ZnS + Na₂SO₄

HgS - образуется в тонкодисперсном состоянии, поэтому его коагулируют введением алюминиевого или железного коагулянта. После такой обработки содержание ртути не более 0,07 мг/л.

Недостаток: образование HgS при понижении рН.

Для удаления цианидов используют реакции окисления хлором, хлорной известью и другими реагентами. Реакция ведется в щелочной среде рН > 7.

NaCN + Cl₂+ NaOH → NаCNO + NaCl + H₂O

^{цианат Na}

В воде цианаты гидролизуются с образованием нетоксичных соединений

2NaCNO + 4 H₂O → 2(NH₄)CO₃ + Na₂CO₃

При очистке от соединений хрома на первой стадии его восстанавливают до Cr ³⁺. Для этого воду обрабатывают гидросульфитом натрия NaHSO₃ или сульфатом железа II.

K₂Cr₂O₇ + 6FeSO₄ + 7H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O.

Образующийся сульфат хрома III обрабатывают NaOH, в результате чего образуется труднорастворимый гидроксид Cr III.

Cr₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2Cr(OH)₃ ↓ +3Na₂SO₄ (pH ≥9).

Окислительные методы используются и для доочистки сточных вод от органических загрязнений. В качестве окислителей применяется Cl₂, O₃, KMnO₄. Особенно перспективно применение озона.

Иногда при очистке стоков применяется электрохимический метод, основанный на протекании окислительно – восстановительных реакций непосредственно у электродов. Например: удаление из воды цианидов (анодное окисление). Цианиды на аноде окисляются до цианатов:

CN^- + 2OH^- -ē → CNO^- + H₂O.

Цианаты окисляются с образованием нетоксичных соединений:

2CNO^- + 4OH^- +6ē → N₂ + 2CO₂ + 2H₂O.

Химические методы являются деструктивными. Недостатки:

- использование реагентов;

- дозировка;

- соблюдение мер предосторожности;

- повышение солесодержания затрудняет повторное использование воды.

Но этот метод находит все более широкое применение (до 10,2%).

Кислые и щелочные стоки перед спуском в водоем подвергаются нейтрализации. Она осуществляется за счет щелочности воды водоема.

Н⁺ + НСО → Н₂О + СО₂.

Избыток гидроксид ионов, поступающих со щелочным стоком, связывается гидрокарбонатами кальция в труднорастворимый карбонат:

Ca(HCO₃)₂ + 2NaOH → CaCO₃ + 2H₂O + Na₂CO₃

При значительном содержании свободных кислот или оснований в сточных водах производится их полная или частичная нейтрализация. Пи этом учитывается только свободная кислотность или щелочность. При наличии на предприятии кислых и щелочных стоков может проводиться их взаимная нейтрализация. Нейтрализация проводится:

- реагентным методом (Са(ОН)₂ );

- фильтрационным методом.