Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 2 (1044949), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Глава 3. Очистка сточных вод в цветной металлургии 128 В комплекс сооружений по очистке сточных вод входят: сборники (усреднители) производственных стоков; реагентное хозяйство со складами реагентов; установка для обезвре:кивания, включающая смесители реагепта со сточной водой и камеру реакции; хвостовое хозяйство, обеспечивающее гидро- транспортирование и складирование хвостов (хвостохранилище), возврат очищенной воды в производство или сброс в водоем. Размер частиц твердой фазы хвостовой пульпы 0,5 — 0,001 мм. Осаждение грубодисперсных частиц эффективно проходит в естественных условиях'„осаждение тонкодисперсных частиц (шламы, топкие глины) иногда бывает затруднено„при этом возникает необходимость в применении коагуляптов — извести, полиакриламида и др. Методы обезвреживания сточных вод основаны на переводе токсичных соединений циана в нетоксичпые (окисление активным хлором, перекисью водорода, озоном) и удалении токсичных веществ из реакционной среды.
При использовании для окисления цианидов активного хлора в щелочной среде (реагенты: жидкий хлор, хлорная известь, гипохлорит кальция или натрия) процесс протекает в две стадии: вначале образуется хлорциан (С1СХ), который затем в щелочной среде гидролизуется и окисляется избытком реагента: СМ-+ ОС1 + Н,О-э С1СИ + 2ОН 2С1И + ЗОС1 + 2ОН > Х2 + + 2СО, + 5С1 + Н,О Необходимо поддерживать рН = = 10,5. ! 1,5 и иметь избыток реагента (остаточная концентрация активного хлора 3 — 5 мг/л). Хлор достаточно универсален и очищает сточные воды от большинства токсичных веществ (кроме ртути и ферроцианидов); степень очистки от мышьяка не превышает 70 — 80 % Основными недостатками этого метода являются: 1) необходимость дехлорировать остаточный активный хлор; 2) образование и накопление хлоридов и сульфатов в оборотной воде, Теоретический расход активного хлора Х, для обезвреживания сточных вод, содержащих простые и комплексные растворимые цианиды, составляет: Х, = 2>73 (А + С) + 3,18В где А — концентрация простых цианидов;  — концентрация комплексных цианидов меди (в пересчете на циан); С вЂ” концентрация комплексных цианидов цинка (в пересчете на циан).
Практически необходим избыток реагента, обусловленный хлороемкостью сточной воды и в 1,5— 3 раза превышающий теоретически необходимое количество. При отсутствии твердых хлоропродуктов для обезвреживания производственных стоков возможно применение гипохлоритной пульпы (ГХП), приготовляемой на месте из жидкого хлора и известкового молока. К перспективным методам окисления цианидов относится приме- Часть И.
Технологические решения очистки сточных еод нение перекиси водорода и озона, которые обладают высокой окислительной способностью и не загрязняют очищаемую воду продуктами восстановления окислителя; при этом отсутствует опасность выделения высокотоксичного С1СХ Очистка воды с применением Н,О, проста и не требует сложной аппаратуры: + 2Н,О,-ь СЖО- + Н,О СИО + 2Н,Π— ь СО, + ЖН) + ОНОбезвреживание цианидов ведется при рН = 7 -. 8 и температуре 20 — 30 'С.
Катализаторами процесса служат сульфаты металлов (Са, М8, Сц и др.), Расход Н,О, зависит от концентрации цианидов. Теоретически для обезвреживания 1 части по массе С1Ч- необходимо 1,3 части Н,О,. Для полной очистки сточных вод с небольшим содержанием цианидов (10 мг/л) требуется 3-кратный по отношению к цианидам избыток Н,О„а при повышении концентрации цианидов до 700 мг/л необходим 10-кратный ес избыток.
При обработке пульпы этот избыток возрастает в 6 — 9 раз, так как реагент дополнительно расходуется на окисление сульфидов и других рудных минералов. При применении воздушного барботирования увеличивается эффективность процесса обезвреживания. Внедрение очистки производственных стоков с применением перекиси водорода в промышленных условиях пока сдерживается недостатком этого реагента.
При применении озона токсичные компоненты производственных стоков вначале окисляются до СИО-, который при избытке О, превращается в карбонаты и элементарный азот: СХ + О,- СЫО- + О, 2СХО- + 30, + 2ОН- — ь 2СО '- + +Х,+ЗО,+НО Комплексные цианиды окисляются так же, как и простые металлы, содержащиеся в комплексе, и выпадают в осадок в виде основных карбонатов или гидро- окисей. Теоретически для обезвреживания в растворе 1 части по массе СИ- необходимо 1,84 части по массе озона; на практике расход значительно выше (3 — 4 части по массе).
При обезвреживании пульпы расход озона увеличивается во много раз, Обезвреживание озоном ведут при рН = 10-. 12. Катализаторами процесса служат ионы меди (0,2 — 0,3 мг/л), никеля (10 — 12 мг/л) и других металлов. При их присутствии снижается расход окислителя до 75 % теоретически необходимого количества. Преимущества метода озонирования — легкость контроля процесса, возможность полной его автоматизации, отсутствие необходимости приобретения и доставки реагентов (что имеет особое значение для отдаленных районов). Однако процесс энергоемок, а озонаторы сложны в обслуживании, Озон не обезвреживает мышьяк и гексацианофсрраты. Обезвреживание производственных сточных вод озоном примерно в 2 раза дороже по сравнению с очисткой их активным хлором, Возможна также очистка сточных вод выдувкой цианида, осно- 129 Гпава 3 Очистка сточных вод в цветной металлургии 2НзЛзО4 + ЗСа(ОН), — з ЗСа,(АзО,), 2НзЛзОз~ ЗСв(ОН)з -э ЗСа,(АзО,), 1ЗО ванная на способности НСХ вытесняться из раствора любой кислотой (даже слабой угольной) и улетучиваться из него при температуре +25,б С.
Промышленные стоки подкисляют серной кислотой или сернистым газом до рН = 2,8 — 3,5; цианистый водород выдувают воздухом, улавливают раствором щелочи и возвращают в процесс. Эффективность выдувки достигает 80 % при повышении температуры до +40 С. Недостаток метода— необходимость доочистки сточных вод от роданидов, остатков цианида и других примесей. Очистка сточных вод от мышьяка осуществляется после обезвреживания других токсичных компонентов пульпы и выделения из нее твердой фазы, Она основана на переводе растворимых соединений мышьяка (кислородсодержаших апиопов) в труднорастворимые (рис.
3.1). При применении извести образуются осадки: — мышьяково-кислого кальция (арсената кальция): — мышьяковисто-кислого кальция (арсенита кальция): Однако растворимость этих соединений в воде довольно велика, и полное удаление мышьяка на этой стадии очистки не обеспечи- Рис. 3.1. Схема очистки сточных вод от мышьяка: 1 — хвостовая пульпа после обезвреживания; П вЂ” осадок; П1 — раствор Са(ОН)п !И' — освстлснные производствснныс стоки (содержат А.з- и Аз'-); К вЂ” пульпа с извсстььз; И вЂ” осветленныс стоки после вторичного отстаивания; ГП вЂ” окислитель (С!„О„Н,О, и др.) лля перевода Аз'- и Азз-; ИП вЂ” раствор Аз'-; и†раствор Н,РО,+ Са(ОН), или ГсС1з 6Н,О; Х— пульпа с рсагснтами; Х1 — осадок Са,(АзО,)„ Са„(АзО,)„ХП вЂ” очишснныс сточные воды (около 0„05 мг/л Аз); ХШ вЂ” остаточные осадки; ! — отстойники; 2 — накопители осадка вается.
Образующиеся осадки требуют специального складирования, искл)оча)ощего их контакты с грунтовыми водами. Последующая стадия очистки включает удаление из осветленной сточной воды остаточного мышьяка с применением железа или фосфата. Очистка с применением желе- Часть $7. Технологические решения очистки сточных оод за основана на образовании труднорастворимых осадков арсената железа. Извлечение мышьяка из воды происходит не непосредственно солями железа, а его гидроокисями в момент их образования. Применяют соли трехвалентного железа (ГеС1,. бН,О), возможно также использование закисных солей (ГеЯО, - 7Н,О), но их расход в 3-4 раза больше (по Ге). Остаточное содержание мышьяка в воде обычно превышает 0,3 мг/л, что больше ПДК в несколько раз.
Наиболее глубокой очистки сточных вод достигают путем концентрации мышьяка в виде твердого раствора на осадке фосфата кальция, образующемся при взаимодействии Фосфорной кислоты с Са(ОН), (могут также использоваться природные ФосФаты). Фосфатный метод целесообразно применять при исходном содержании мышьяка в воде не более 100 мг/л, Внедрен также сульфидно-купоросный метод очистки, включающий обработку сточных вод железным купоросом до рН = 6,7 - 7,2 и моносульфатом железа, получаемым из свежеприготовленного раствора железного купороса и сернистого натрия. Из образовавшегося осадка обратного вымывания мышьяка не происходит. Глава 4.
Очистка сточных еод в химической промышленности ГЛАВА 4 ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД В ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 132 4.1. Производства взотопродуктов 4.1.1. Производство аммиака В настоящее время для производства аммиака из природного и попутного газов используют различные технологические схемы, отличающиеся способами конверсии газов и методами очистки конвертированного газа. По способу конверсии природного газа применяют две схемы: 1 — с каталитической конверсией под атмосферным давлением; 11 — с каталитической конверсией под давлением. Очистку конвертированного газа от СО, проводят абсорбцией моноэтаноламином, водой или водно-щелочным раствором.
Выделение из газа СО и доочистка от СО, осуществляются абсорбцией медно- аммиачным раствором или жидким азотом. Кроме этих сточных вод в процессе охлаждения газа в холодильниках, скрубберах образуются конденсаты, В канализацию сбрасываются также избыточное количество конденсата из циркуляционной системы и сточные воды от пропарки и промывки оборудования, продувки котлов, охлаждения компрессоров и т.д. В процессе получения аммиака из природного и попутного газов образуются производственные сточные воды: не требующие специальной очистки (условно чистые) и загрязненные. Сточные воды, не требующие специальной очистки, используют в системах оборотного водоснабжения.
Количество этих вод зависит от принятой схемы производства, особенно от способа очистки газа от СО„ и составляет: при получении аммиака из природного газа по схеме 1 с водной очисткой — 800 — 825 м' на 1 т аммиака, с моноэтаноламиновой очисткой газа — 500 — 550 м'/т; по схеме Н с моноэтаноламиновой очисткой газа от СО, и отмывкой от СО жидким азотом — 640 м'/т. Концентрация аммиака в оборотной воде, по данным заводов, не должна превышать 3 — 5 мг/л. В воде, подаваемой на очистку газа от СО„ концентрация диоксида углерода не должна быть выше 30 — 50 мг/л. В оборотной воде от процесса медно-аммиачной очистки содержание Сц" составляет до 0,5 мг/л.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
