ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕАГЕНТНЫХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ
Принцип рационального природопользования предусматривает минимизацию потрeбления свежей воды на технологические нужды за счет высокоэффективной очистки сточных вод и организации оборотного водоснабжения.
Машиностроительные и металлообpaбатывающие производства являются значительными потребителями водных ресурсов, забирающими из водных источников около 12% свежей воды от общего расхода промышленностью страны. Около половины этого количества расходуется на нужды гальванического производства. Применяемые методы очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов (Cd2+, Сo2+, Сu2+, Mn2+, Zn2+, Pb2+, Ni2+, Сr3+) свидетельствуют о серьезном загрязнении природной среды и расточительном отношении к ресурсам.
Наиболее распространен реагентный метод, основанный на переводе ионов тяжелых металлов в малорастворимые гидроксиды. В последние годы разработан и получает распространение сульфидный метод, предусматривающий осаждение тяжелых металлов в форме сульфидов. В патентной литературе имеются сведения об эффективности осаждения тяжелых металлов в виде фосфатов.
Целью настоящей работы является сравнение эффективности гидроксидного, сульфидного и фосфатного метода очисти сточных вод от ионов тяжелых металлов.
Остаточное содержание ионов тяжелых металлов в сточных водах после осаждения их в форме гидроксидов, сульфидов и фосфатов равно растворимости осадка над раствором. Расчет растворимости гидроксидов проведен с учетом образования гидроксокомплексов (на примере двухзарядных катионов)
Для фосфатов и сульфидов учитывались реакции гидролиза анионов:
Константы равновесия соответствующих реакций и произведения растворимости (ПР) взяты по литературным данным.
Растворимость гидроксидов металлов (S) описывается уравнением:
где К1, К2, ... - ступенчатые константы образования гидроксокомплексов.
Для растворимости фосфатов получено выражение
В этом выражении К1, К2, К3 - ступенчатые константы диссоциации фосфорной кислоты.
Растворимость сульфидов описывается уравнением:
,
где К1, К2 - ступенчатые константы диссоциации сероводорода.
Аналогичным образом получены соответствующие уравнения для растворимости солей трехзарядных катионов (Fe3+ , Сr3+).
Полученные значения S (моль/л) пересчитывались на содержание ионов данного металла в мг/л. Степень очистки сточных вод (СО) хаpaктеризовали степенью достижения требований ПДК для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования (СОхпв) и рыбохозяйственного назначения (СОрхн) в соответствии с формулой
.
При значениях СО≥100% очистка сточных вод до требований ПДК достигается, при СО<100% - нет.
Результаты расчетов представлены в табл.
Как следует из полученных данных, сульфидный метод обеспечивает очистку сточных вод в интервале рН, допустимого для сброса сточных вод во все водоемы (6,5-8,5) пpaктически для всех металлов, кроме марганца.
Фосфатный метод обеспечивает аналогичную очистку сточных вод при рН≤8,5 для Pb2+, Fe3+ и Cr3+, а в более щелочных средах (при рН≤11) для Co2+, Cu2+ и Mn2+, причем только для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования. При рН >11 дополнительно могут быть осаждены также ионы Ni2+, Zn2+ и Fe2+.
Таблица. Сопоставительный анализ реагентных методов
|
Ион металла |
Гидроксидный метод |
Фосфатный метод |
Сульфидный метод |
||||||
|
Интервал рН |
СОхпв, % |
СОрхн, % |
Интервал рН |
СОхпв, % |
СОрхн, % |
Интервал рН |
СОхпв, % |
СОрхн, % |
|
|
Cd2+ |
11-13 |
<1 |
<1 |
>11 |
1 |
5 |
6,5-8,5 |
>100 |
>100 |
|
Co2+ |
10-12 |
67 |
7 |
10-11 |
>100 |
14 |
6,5-8,5 |
>100 |
>100 |
|
Cu2+ |
8-12 |
>100 |
<1 |
7,5-8,5 |
>100 |
<1 |
6,5-8,5 |
>100 |
>100 |
|
Mn2+ |
11,2-12,5 |
100 |
10 |
9-10,5 |
>100 |
12 |
>11 |
100 |
<1 |
|
Ni2+ |
9,7-10,7 |
<1 |
<1 |
>11 |
100 |
10 |
7,0-8,5 |
>100 |
>100 |
|
Pb2+ |
10,5-11,5 |
<1 |
2 |
8-10 |
100 |
>100 |
6,5-8,5 |
>100 |
>100 |
|
Zn2+ |
9-11 |
33 |
<1 |
>11 |
100 |
1 |
6,5-8,5 |
>100 |
>100 |
|
Fe2+ |
10,5-11 |
>100 |
>100 |
>11 |
100 |
30 |
7,5-8,5 |
>100 |
>100 |
|
Fe3+ |
5,5-8,5 |
>100 |
>100 |
6,5-11 |
>>100 |
>>100 |
6,5-8,5 |
>100 |
>100 |
|
Cr3+ |
8,5-10 |
>100 |
>100 |
7,5-11 |
>100 |
>100 |
Переход в Cr(OH)3 |
||
Гидроксидный метод эффективен для удаления только ионов Fe3+, однако в более щелочных средах могут быть удалены Cu2+ (для водоемов хозяйственно-питьевого водопользования), Fe2+ и Cr3+.
Таким образом, наиболее эффективным методом является сульфидный; фосфатный метод может быть использован только для определенного состава сточных вод; гидроксидный метод, получивший наибольшее распространение, не обеспечивает необходимой степени очистки сточных вод.
Статья в формате PDF 117 KB...
21 09 2026 15:12:19
Статья в формате PDF
102 KB...
20 09 2026 6:40:54
Статья в формате PDF
101 KB...
19 09 2026 2:59:41
Статья в формате PDF
117 KB...
18 09 2026 3:45:13
Статья в формате PDF
113 KB...
17 09 2026 16:27:59
Статья в формате PDF
127 KB...
16 09 2026 11:10:33
Статья в формате PDF
131 KB...
15 09 2026 22:34:17
Статья в формате PDF
114 KB...
13 09 2026 16:51:32
Статья в формате PDF
129 KB...
12 09 2026 4:43:28
Статья в формате PDF
236 KB...
11 09 2026 18:22:21
Статья в формате PDF
134 KB...
10 09 2026 22:50:20
Статья в формате PDF
172 KB...
09 09 2026 21:44:12
Статья в формате PDF
104 KB...
08 09 2026 23:42:43
Статья в формате PDF
122 KB...
07 09 2026 23:51:22
На основе представлений о системности мироустройства и о прострaнcтве, как онтологической, непрерывной безмассовой вихревой среде даны определения основных физических понятий (материя, масса, заряд, энергия и т.д.). Физические параметры среды определяют закономерность существования единственной материальной частицы - носителе массы и заряда, названной массон (единство физических представлений об электроне, позитроне и заряде). В соответствии с природными правилами структурирования первочастиц из 273 и 207 массонов формируются гексагональные структуры, соответственно, пи-, и мю-мезонов, а из 7 этих частиц построены нуклоны. Объяснены ядерные силы и свойства всех частиц.
...
06 09 2026 8:29:38
Статья в формате PDF
202 KB...
05 09 2026 7:28:44
В статье даны пpaктические рекомендации для проектирования вибратора грохота, который по технологическим соображениям был переведён в режим работы с повышенной частотой вращения и уменьшенной амплитудой. Разработана динамическая схема грохота и предложен алгоритм решения дифференциального уравнения. Короб грохота рассматривался как одномассная система с элементами переменной жесткости опор короба, что позволило определить требуемую возмущающую силу вибратора и величину статического момента массы дeбaлансов при заданных кинематических параметрах. На основе полученных результатов разработана рациональная конструкция дeбaлансов.
...
04 09 2026 10:20:43
Статья в формате PDF
113 KB...
02 09 2026 3:48:27
Статья в формате PDF
251 KB...
01 09 2026 19:47:45
Статья в формате PDF
115 KB...
31 08 2026 5:19:54
Статья в формате PDF
112 KB...
30 08 2026 2:28:42
Статья в формате PDF
250 KB...
29 08 2026 10:29:58
Статья в формате PDF
100 KB...
28 08 2026 21:32:23
Статья в формате PDF
115 KB...
27 08 2026 4:46:44
Статья в формате PDF
126 KB...
25 08 2026 22:37:54
Статья в формате PDF
153 KB...
24 08 2026 10:14:41
Статья в формате PDF
105 KB...
23 08 2026 19:30:55
Статья в формате PDF
161 KB...
22 08 2026 17:16:15
Статья в формате PDF
121 KB...
21 08 2026 23:50:35
Статья в формате PDF
260 KB...
20 08 2026 9:46:14
Статья в формате PDF
151 KB...
19 08 2026 17:56:25
Статья в формате PDF
139 KB...
18 08 2026 10:12:41
Статья в формате PDF
104 KB...
17 08 2026 10:40:21
Статья в формате PDF
97 KB...
16 08 2026 11:21:54
Статья в формате PDF
196 KB...
15 08 2026 4:48:27
В работе представлены результаты органометрического исследования пуповины новорожденных при физиологической беременности и с экстрагeнитaльной патологией: анемией, артериальной гипертензией, артериальной гипотензией, хроническим пиелонефритом с учетом типа телосложения женщины. Выявлена взаимосвязь простых и расчетных показателей параметров пуповины при физиологической и патологической беременности. Это важно для объективной оценки возможных патологических изменений пуповины новорожденных с учетом патологии и соматического типа женщины.
...
14 08 2026 9:31:58
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
