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
121 KB...
10 06 2026 16:18:23
Статья в формате PDF
111 KB...
09 06 2026 5:30:36
Статья в формате PDF
154 KB...
08 06 2026 19:59:54
Алтайский край разнообразен по рельефу, климату и почвам. Включает 5 природных зон – от сухой степи до увлажнённых предгорий. Гречиха посевная выращивается на всей территории края, однако её посевы наиболее продуктивны в условиях лесостепи, что связано с природными ресурсами и развитым пчеловодством. Применение зонального агротехнического комплекса в лесостепи позволяет получать высокий урожай зерна (1,5–2,0 т/га).
...
07 06 2026 18:42:50
Статья в формате PDF
105 KB...
05 06 2026 20:23:59
Статья в формате PDF
130 KB...
04 06 2026 18:41:40
Статья в формате PDF
155 KB...
03 06 2026 13:20:18
Статья в формате PDF
95 KB...
02 06 2026 7:38:22
Статья в формате PDF
100 KB...
01 06 2026 0:17:28
Статья в формате PDF
107 KB...
31 05 2026 8:43:24
Представлена система управления в формализованном виде, что облегчает анализ свойств системы, позволяет намечать пути ее совершенствования.
...
30 05 2026 9:55:59
Статья в формате PDF
112 KB...
29 05 2026 11:32:39
Статья в формате PDF
119 KB...
27 05 2026 1:45:59
Современное телевидение требует от своих продюсеров постоянного повышения рейтинга телепередач. Привлечь внимание обывателя можно только ярким зрелищем. Анализируется конфликт между иллюзионистами и их коллегами, возникший в результате появления на Первом канале телевидения программы с разоблачениями секретов иллюзионных трюков. Рассматривается динамика конфликта, выявляются интересы сторон, трaнcформация взглядов участников и возможность достижения консенсуса.
...
26 05 2026 7:30:51
Статья в формате PDF
113 KB...
25 05 2026 2:48:36
Статья в формате PDF
116 KB...
24 05 2026 20:15:54
Статья в формате PDF
132 KB...
23 05 2026 2:38:10
Экспериментальные исследования на участке распространения пород ледового комплекса выявили увеличение глубины сезонного протаивания и повышение температуры грунтов на прилегающей к железной дороге просеке. Установлено поднятие верхней границы многолетнемерзлых пород под высокой насыпью и низкой насыпью с теплоизолирующим материалом, отсыпанных в зимний сезон. Отмечено формирование чаши протаивания при отсыпке нулевой насыпи в теплый период с удалением сезонноталого слоя в её основания. Предложены мероприятия обеспечивающие устойчивость земляного полотна.
...
22 05 2026 7:14:25
Статья в формате PDF
104 KB...
20 05 2026 8:32:58
Статья в формате PDF
184 KB...
19 05 2026 9:23:35
Статья в формате PDF
252 KB...
18 05 2026 21:24:52
Статья в формате PDF
111 KB...
17 05 2026 2:43:30
Статья в формате PDF
111 KB...
16 05 2026 21:43:36
Статья в формате PDF
126 KB...
15 05 2026 10:45:15
Статья в формате PDF
122 KB...
14 05 2026 13:31:54
Статья в формате PDF
160 KB...
13 05 2026 23:49:37
Статья в формате PDF
107 KB...
12 05 2026 10:15:33
Статья в формате PDF
221 KB...
11 05 2026 11:20:18
Статья в формате PDF
121 KB...
10 05 2026 22:19:52
В данной работе предложен принципиально новый подход нахождения справедливой цены опциона европейского типа при условии дискретности хеджирования на эффективном рынке базового актива. Развитый подход позволяет определить стоимость опциона для достаточно широкого класса распределений цены базового актива, не ограничиваясь гипотезой о том, что распределение цен базового актива подчиняется логнормальному закону. Анализ полученных результатов позволил утверждать, что существуют такие состояния рынка, при которых осуществить хеджирование не предоставляется возможным. Данный эффект не находится в противоречии с теорией Блэка-Шоулза, т.к. конфигурация областей «нехеджируемости» вырождается в пустое множество при достаточно большом количестве актов хеджирования и достаточно малом промежутке времени между актами хеджирования
...
07 05 2026 10:31:53
Статья в формате PDF
101 KB...
06 05 2026 11:55:10
Статья в формате PDF
121 KB...
05 05 2026 1:53:52
Статья в формате PDF
172 KB...
04 05 2026 19:33:26
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 ::
