Очищення стічних вод від іонів важких металів та радіоізотопів феритним методом

summary

Перший розділ   присвячено   аналізу    патентної    та    науково-технічної

інформації про ефективність застосування традиційного реагентного та феритного методів в процесах очищення стічних вод від іонів важких металів та радіоізотопів.

Показано, що феритний метод очищення стічних вод дозволяє організувати маловідходне виробництво з мінімальним впливом на навколишне середовище. В порівнянні з реагентним методом він має ряд таких суттєвих переваг:

– можливість легкого відокремлення осадів завдяки їх магнітним властивостям з досягненням високого ступеня очищення води ;

– можливість ефективного обезводнення осадів завдяки їх більшій щільності та меншій питомій поверхні;

– можливість очищення висококонцентрованих стічних вод без попереднього   відновлення шестивалентного хрому;

– можливість повної автоматизації технологічного процесу;

– можливість ефективної утилізації отриманих осадів;

– відсутність вторинного забруднення очищеної води іонами важких металів.

У_другому розділі приводяться характеристики використаних водних розчинів та шламів, методи та методики проведення експериментів, описуються використані установки для лабораторних досліджень.

Третій розділ присвячено дослідженню ефективності феритного методу та визначенню оптимальних умов для процесів очищення стічних вод від іонів Fe(II), Fe(III), Cr(VI), Cu(II), Ni(II), Zn(II) окремо та в сукупності, від радіоізотопів Cs-137.

 Суть феритного методу очищення води полягає в тому, що в об’ємі забрудненої стічної води створюються такі умови, котрі зумовлюють формування високодисперсних часток з магнітними властивостями. В більшості випадків для формування таких часток використовують суміш солей заліза(ІІ) та заліза(ІІІ) при відповідному співвідношенні, при осадженні котрої лугом в розчині формуються кристали магнетиту Fe₃O₄ з магнітними властивостями. Крім того, іони цинку, міді, нікелю та хрому також можуть включатися в структуру кристалів магнетиту завдяки їх близькому до заліза іонному радіусу.

Основну кількість стічних вод, що містять іони важких металів, складають висококонцентровані розчини солей заліза(ІІ). Ефективність видалення цих іонів традиційним реагентним методом досить низька. Це пов’язано з тим, що іони Fe(II) гідролізуються в досить широкому інтервалі рН від 6.5 до 9.7. Реально на виробництві рідко нейтралізують стічні води до досягення рН повного осадження Fe(OH)₂, так як це пов’язано із значними витратами лужних реагентів та обмеженнями на скид в каналізацію. Крім того, низька швидкість седиментації утвореного осаду призводить до неповного відокремлення його від маточного розчину. Як видно з рис.1, навіть в випадку найефективнішого для осадження Fe(OH)₂ рН=10 ([Fe²⁺]=3 г/дм³) об’єм утвореного осаду після відстоювання протягом 1 год складає 43% вихідного, в той же час як об’єм Fe₃O₄ із співвідношенням початкових концентрацій К=[Fe²⁺]/[Fe³⁺]=0.5 (Σ[Fe²⁺]+[Fe³⁺]=3 г/дм³) при  аналогічних  умовах  складає  14%.  Звертає  на  себе увагу також кінетика відстоювання. Вже через 20 хв відстоювання об’єм магне-