Секция: Экология
Подсекция:
Экологические и метеорологические
проблемы больших городов и
промышленных зон
УДК 544.77:622
Хромышева Е.А., Жигирь А.Э., Попова Л.Г.
Мелитопольский государственный педагогический
университет
им. Б. Хмельницкого
Флотационное извлечение ионов тяжелых металлов из гальванических стоков
Актуальность проблемы. Гальваническое
производство – одно из производств, серьезно влияющих на загрязнение окружающей
среды, в частности ионами тяжелых металлов, наиболее опасных для биосферы.
Главным поставщиком токсикантов в гальванике (в то же время и основным
потребителем воды и главным источником сточных вод) являются промывные воды
[1]. Объем сточных вод очень велик из-за несовершенного способа промывки
деталей, который требует большого расхода воды (до 2 м3 и более на
1м2 поверхности деталей). На очистных сооружениях наиболее
распространенным методом обезвреживания гальваностоков является реагентный
метод, в частности, осаждение металлов гидроксидом кальция, не обеспечивающий
доведение содержания ионов тяжелых металлов в стоках до современных ПДК [2].
Основным недостатком этого метода является большое количество шламов,
содержащих токсичные соединения тяжелых металлов. Наиболее эффективными
методами, позволяющими проводить глубокую очистку сточных вод от ионов тяжелых металлов являются физико-химические, а именно флотация
Объект исследования:
процесс очистки сточных вод гальванического цеха ОАО МеЗТГ (Мелитопольского
завода тракторных гидроагрегатов).
Цель исследования –
интенсификация очистки сточных вод ОАО МеЗТГ от ионов хрома (VI) флотационными методами.
Более
простым, надежным, легко реализуемым, высокопроизводительным и эффективным
методом очистки является флотационный, который можно проводить как в отсутствии
(безреагентная флотация), так и в присутствии специально подобранных
флотореагентов (реагентная флотация). Ниже приведены результаты исследований
процесса флотационной очистки техногенных растворов машиностроительных
предприятий (МеЗТГ), которые необходимы для правильного выбора оптимальных
технологических режимов проведения процесса и поиска путей его интенсификации.
Работу
проводили и на модельных растворах и на сточной воде (МеЗТГ). Содержание ионов
хрома (VI) в сточной воде МеЗТГ в период от 2006 по 2008 г.г. по сезонно
колеблются от 0,05 до 1,96 мг/л.
В
качестве флотационных реагентов использовали: карбонат кальция –флотационный
сорбент. Носитель (СаСО3), перед введением во флотационную колонку,
измельчали на шаровой мельнице до размеров частиц 0,3-0,5 мм. Продолжительность
флотации – 20 мин. Температура воды составляла 18-20 0С.
Пена,
образующаяся в процессе флотации, которую удаляли механическим способом,
представляла собой двухфазную систему, состоящую из высокодисперсных
механических примесей, с большим содержанием выделяемых загрязнителей. В
процессе флотации сточную воду периодически анализировали на содержание в
ней ионов хрома (VI), по методике, описанной в [3].
Об эффективности
процесса очистки воды судили по степени флотационного извлечения загрязнителей a и степени перехода раствора в
пену b. Процесс
очистки сточной воды тем более эффективен, чем больше значение величины a и меньше значение величины b. Объем раствора, заливаемого в
колонну, равнялся 3×10-2 дм3,
продолжительность флотации составляла от 5 до 20 мин.
Проведенные
исследования показали (рис.1), что безреагентная флотационная обработка
техногенных растворов МЗТГ позволяет снизить содержание загрязнителей в воде,
но не обеспечивает необходимой очистки для сброса их в городскую канализацию
[1]. Так, флотационная обработка сточной воды в течение 20 мин позволяет
снизить содержание ионов хрома (VI) в среднем на 35-40 % .
Рис.1. Содержание ионов хрома
(VI) до флотации (ряд 1) и после флотации (ряд 2) в сточной воде ОАО МеЗТГ на
различных участках.
Возможность повышения
эффективности процесса флотационной очистки сточной воды была реализована путем
введения в нее флотореагентов: сорбента – СаСО3. Применение СаСО3
(500 мг/дм3) существенно повышает степень выделения ионов хрома (VI)
на больше 30 %, чем при безреагентной флотации (рис .2) [3]. Использование СаСО3
(500 мг/дм3) значительно снижает содержание ионов (VI) – 30 %, при
продолжительности флотации 10 мин (рис. 2) однако не на всех участках
гальванического цеха удается добиться необходимого содержания, в четырех местах
отбора содержание ионов (VI) превышает ПДК.
Для дальнейшей
интенсификации процесса флотации нами были использованы в качестве дисперсных
сорбентов гидрокиды железа (ІІІ) и алюминия, полученные по методикам описанным
в [4].
Исследования показали, что применение Fe(OH)3
в количестве 20 мг/л позволяет достичь необходимой степени очистки в
большинстве точек, при 10 минутах флотации.
Таким
образом, проведенные исследования показали перспективность использования как
безреагентной (пенного фракционирования), так и реагентной (сорбционной)
флотации с использованием сорбентов различной природы для очистки техногенных растворов
гальванических производств.
Рис. 2. Содержание ионов хрома
(VI) до флотации (ряд 1) и после реагентной
флотации с СаСО3 (ряд 2) в сточной воде ОАО МеЗТГ на
различных участках.
Применение
флотореагентов, позволяет не только достичь наибольшей степени очистки сточной
воды, сократить объем воды, переходящей в пенную фракцию (до 1-2 % от общего
объема очищаемой воды), но и увеличить скорость флотации.
Литература:
1.
Справочное
руководство по компонентному составу водостоков и сточных вод различных
производств / Л.М. Климовицкая, Ю.С. Котов, Ю.Н. Почкин, Ю.М. Дедков, В.З.
Лапытова. – Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1992. – 82 с.
2. Анисимова С.Н.,
Лесников Л.А., Минева Т.В., Ляшенко С.Ф. Обобщенный перечень предельно-допустимых
концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ)
вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. – М.: ВНиРО, 1990. – 46 с.
3.
Когановский
А.М., Левченко Т.М., Кириченко В.А. Адсорбция растворенных веществ. – К.:
Наукова думка, 1977. – 222 с.
4.
Лурье
Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. – М.: Химия, 1973. – 376 с.