Характеристика технології обладнання для покращення питної води

CN- + HOCl = CNCl + OH-; (a)

CNCl + 2OH- = CNO- + Сl- + H2O. (б)

Реакція окислення ціанідів до ціанатів протікає в 2 стадії, спочатку утворюється хлорціан, який потім гідролізується до хлорціанатів.

Оскільки хлорціан є сильно отруйливим газом, то в реакційному середовищі необхідно мати такі умови, щоб швидкість реакції (б) була б більше швидкості реакції (а). Такі умови спостерігаються у тому випадку, коли концентрація ціанідів в стічних водах менше 1 г/л, t стічних вод < 50 градусів і pH > 8,5. З досліджень швидкості гідролізу хлорціану виходить, що вона значно залежить від реакції середовища:

рН реакція середовища 8 9 10 11 12

Прод. гідрол.СNCl, ч 20 12 4 1 0,25

Встановлено, що витрата гіпохлориду при окисленні ціанідів до ціанатів також залежить від рН реакційного середовища. При рН рівному 8,5, його витрачається на 35-80% більше, ніж це витікає з розрахунків, а при рН = 11 - на 10% більше. Це пов'язано з витратою гіпохлоріту на подальше окислення частини ціанідів до двоокису вуглецю і азоту:

2CNO- + OCl- + H2O = 2OH- + Cl- + 2CO2 + N2

На кінетику цієї реакції помітний вплив робить концентрація окислювача (гіпохлоріт) і рН реакційного середовища. При рН>10 швидкість її така мала, що після 24 год тільки незначна частина ціанатів піддається подальшому окисленню. У цих умовах значне прискорення реакції досягається тільки при багатократному підвищенні змісті гіпохлороту, що на практиці неможливо, оскільки висока концентрація активного хлору в стічних водах недопустима і вимагає заходів по його видаленню.

При зниженні рН до 7,5-8,5 при невеликому надлишку гіпохлороту (10%) реакція окислення ціанідів закінчується протягом 10-15 хвилин.

Теоретична витрата окислювача, виражена масою активного хлору, що йде на окислення 1 г іонів CN-, утворюваних при дисоціації простих ціанідів до ціанатів, досягає 2,84 г, а при окисленні до СО2 і N2 - 6,2 р. Оскільки в ціаністих стічних водах містяться також комплексні ціаніди різних металів, то для окислення 1 г СN застосовують наступну кількість хлору:

до ціанатів - 3,3 г Cl; до СО2 і N2 - 8,5 г Cl.

Не дивлячись на те, що ціанати в 1000 разів менш токсичні в порівнянні з ціанідами, все ж таки вони вимагають подальшої нейтралізації, яка може протікати вищенаведеним способом до СО2 і N2, або шляхом їх гідролізу до солей амонію по реакції

CNO- + 2H2O +2H+ = NH+4 + H2CO3.

При рН < 3 реакція гідролізу протікає за 2 хвилини.

Гіпохлоритний метод окислення ціанідів до ціанатів застосовують при очищенні звичайних стічних вод гальванічних відділень, в яких концентрація ціанідів (у перерахунку на іони СN) не перевищує 100-200 мг/л. Стічні води з вищою концентрацією ціанідів (відпрацьовані електроліти) вимагають відповідного розбавлення, або ін. методів очищення із-за небезпеки виділення дуже отруйного ціаніду хлору.

На практиці нейтралізацію ціаністих стічних вод проводять періодичним або безперервним методом. Проте існує тенденція до установки, навіть в невеликих гальванічних відділеннях, автоматичних проточних пристроїв. Незалежно від способу накопичення стічних вод в пристроях повсюдно вживаний спосіб їх очищення заснований на окисленні ціанідів до ціанатів при рН=10-11 і подальшому їх окисленні до СО2 і N2 при рН = 7,5-8,5, або гідролізі до солей амонію при рН < 3.

Процес очищення ціаністих стічних вод не закінчується їх нейтралізацією ціаністих з'єднань, що містяться в них, оскільки в них ще залишаються для видалення з'єднання важких металів (цинку, міді, кадмію і ін.). Коли стічні води окисляють методом повного окислення ціанідів, то в наступній стадії процесу (окислення ціанатів до СО2 і N2) створюються сприятливі умови для повного виділення гідроокису металів у вигляді суспензії. При проведенні ж процесу гідролізу ціанатів до солей амонію в кислому середовищі необхідна додаткова нейтралізація кислот, що містяться в стічних водах для створення умов, що сприяють освіті і виділенню суспензії гідроокису металів.

Оскільки в повно профільних відділеннях утворюється також і решта 2 груп стічних вод (хромових і кислих з основними), того індивідуального виділення і видалення суспензії важких металів з ціаністих стічних вод не застосовують (після нейтралізації ціаністих з'єднань). Таку операцію проводять на змішаних стічних водах. Найчастіше застосовують обробку ціаністих стічних вод методом гідролізу, чим їх окислення до СО2 і N2.Такий метод більш простій і дешевше в експлуатації.

Кінець реакції окислення ціанідів до ціанатів можна встановити визначенням змісту ціанідів аналітичним способом. Практично було встановлено, що витримка протягом 15 хв надлишку активного хлору (5-15 мг/л) в стічних водах при рН рівному 10,5-11 визначає закінчення реакції окислення ціанідів.

Вищеописаний метод (реагентний) в даний час набув найбільшого поширення на підприємстві Коростишівське ВУВКГ знешкодження стічних вод гальванічних цехів. Основна його гідність - украй низька чутливість до початкового вмісту забруднень, а основний недолік - високий залишковий солевміст очищеної води. Останнє викликає необхідність в доочистці.

Цікаві статті з розділу

Актуальні проблеми у сфері екологічної безпеки
Екологія сьогодні набуває значення наукової основи організації раціонального природокористування. Нині вона визначається як вчення про взаємодію живих організмів з навколишнім середовищем (д ...

Екологічний рух світовий досвід та українські реалії
Актуальність теми дослідження проблем екологічної політики України на сучасному етапі зумовлена об’єктивними потребами національного розвитку, імперативами сучасної світової глобалізації та ...

Рекультивація промділянки при поверхневому порушенні ландшафту
Дія людини на природу багато в чому пов'язана з порушенням величезних територій. Окрім безпосереднього порушення ґрунтів відбувається псування природних ландшафтів, порушення гідрологічного ...