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
123 KB...
24 03 2026 1:28:40
Статья в формате PDF
102 KB...
23 03 2026 19:48:39
Статья в формате PDF
204 KB...
22 03 2026 19:43:25
Статья в формате PDF
271 KB...
21 03 2026 19:33:21
Статья в формате PDF
136 KB...
20 03 2026 15:32:21
Статья в формате PDF
124 KB...
18 03 2026 21:18:35
Статья в формате PDF
329 KB...
17 03 2026 9:17:45
Статья в формате PDF
145 KB...
16 03 2026 0:44:55
Статья в формате PDF
93 KB...
15 03 2026 11:36:42
Статья в формате PDF
108 KB...
14 03 2026 13:34:44
Статья в формате PDF
137 KB...
13 03 2026 22:15:27
Статья в формате PDF
98 KB...
11 03 2026 15:13:27
В статье рассмотрено понятие «финансовый леверидж» и его влияние на увеличение или уменьшение прибыли и собственного капитала предприятия.
...
10 03 2026 19:44:58
Статья в формате PDF
174 KB...
09 03 2026 20:29:13
Статья в формате PDF
307 KB...
08 03 2026 17:34:52
Статья в формате PDF
106 KB...
07 03 2026 13:59:23
Статья в формате PDF
272 KB...
05 03 2026 12:23:48
В работе представлены результаты по гидрированию аллилового спирта на 1 % Pd/Nd2O3 катализаторе. Найдено увеличение скорости гидрирования в 3,3 раза на 1 %Pd/Nd2O3 катализаторе по сравнению с 1 %Pd/Al2O3.. Показана возможность «мягкого» жидкофазного гидрирования двойной связи в аллиловом спирте, не осложненное конкурирующим гидрированием гидроксильной группы. Побочной реакцией является образование пропаналя.
...
04 03 2026 15:42:42
Статья в формате PDF
106 KB...
03 03 2026 20:24:45
Эффективность фотопреобразования света в электрический ток ограничено рекомбинационными, тепловыми и другими потерями энергии в структурах солнечных элементов (СЭ). Уравнения, описывающие потери, уточнены с учетом рассредоточения омических потерь в лицевом слое (ЛС). Впервые проведена оценка тепловых потерь, обусловленных эффектом Пельтье, в контактах электрической цепи СЭ.
...
02 03 2026 15:52:26
Статья в формате PDF
122 KB...
01 03 2026 10:45:49
Статья в формате PDF
98 KB...
28 02 2026 14:53:43
Статья в формате PDF
452 KB...
27 02 2026 14:24:19
Статья в формате PDF
120 KB...
26 02 2026 8:19:49
Статья в формате PDF
105 KB...
24 02 2026 10:32:34
Статья в формате PDF
100 KB...
23 02 2026 18:22:52
Статья в формате PDF
119 KB...
22 02 2026 12:59:51
Статья в формате PDF
264 KB...
21 02 2026 13:10:28
Статья в формате PDF
138 KB...
20 02 2026 22:50:37
Статья в формате PDF
112 KB...
19 02 2026 17:46:48
Статья в формате PDF
127 KB...
18 02 2026 21:18:22
Статья в формате PDF
175 KB...
17 02 2026 14:24:51
Статья в формате PDF
132 KB...
16 02 2026 23:13:30
Статья в формате PDF
124 KB...
15 02 2026 2:20:28
Статья в формате PDF
213 KB...
14 02 2026 2:19:37
Статья в формате PDF
127 KB...
13 02 2026 20:26:45
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 ::
