Файл: Смирнов, Д. Н. Автоматическое регулирование процессов очистки сточных и природных вод.pdf

ных покрытий на детали машин для повышения их износостойкости. Для пассивирования и хромирования применяют электролиты, основными компонентами кото­ рых являются хромовый ангидрид СгОз и серная кисло­ та. Соли шестивалентного хрома, обладающие высокой токсичностью, являются основными загрязнителями сточных вод, сбрасываемых этим производством. В про­ мывных стоках содержится до 600 мг/л Сг2 07, в обрабо­ танных растворах — до нескольких тысяч. Кроме того, в воде, сбрасываемой в сток, находится некоторое коли­ чество соединений трехвалентного хрома, меди, цинка, железа, сульфатов, хлоридов. Более полные данные о составе хромсодержащих сточных вод некоторых авто­ мобильных заводов приведены в табл. 4. Если в техно­ логической схеме очистки имеются резервуары-накопи­ тели, концентрации хрома в сточных водах отклоняются от средних значений (10—30 мг/л) не более чем на 20— 50%, если таких накопителей нет, пиковые концентра­ ции могут превышать средние в 10—20 раз и более.

Для очистки хромсодержащих сточных вод в настоя­ щее время применяют реагентный, ионообменный и электрохимический методы. Здесь рассматривается глав­ ным образом реагентный способ, как наиболее часто применяемый и особенно нуждающийся в автоматиче­ ском контроле и регулировании [7] .

Реагентное обезвреживание сточных вод идет в две стадии: восстановление в кислой среде шестивалентного хрома до трехвалентного и превращение трехвалентно­ го хрома и сопутствующих металлов обработкой ще­ лочью в малорастворимые гидроокиси, выпадающие в осадок. Вторая стадия очистки обычно производится совместно с кислотно-щелочными и обезвреженными циансодержащими стоками на нейтрализационных уста­ новках.

В качестве восстановителя в большинстве случаев применяют соли сернистой кислоты: бисульфит, сульфит и пиросульфит натрия, а также сернистый газ, железный купорос, железо металлическое в стружках.

Расход бисульфита в несколько раз превышает ко­ личество, подсчитанное стехиометрически, причем рас-

84

Т а б л и ц а 4

ход реагента возрастает по мере убывания концентра­ ции хрома. Разумеется, эта нелинейность усложняет ра­ боту системы регулирования. Скорость и полнота реак­

В качестве щелочного реагента для превращения в гидроокиси трехвалентного хрома и сопутствующих ме­ таллов применяют известь и различные щелочные отхо­ ды производства.

Установки для первой стадии очистки хромсодержащих сточных вод (периодические или проточные) обо­ рудуются двумя автономно действующими САР: одна обеспечивает подачу кислоты для стабилизации рН, вто­ рая — подачу реагента-восстановителя. Первая строится по параметру рН, вторая — по параметру, отражающе­ му концентрацию Сг6 +.

Содержание Сг6 + в сточных водах можно контроли­ ровать различными методами: потенциометрическим, полярографическим, колориметрическим. Однако наи­ более часто применяют потенциометрический метод, как

86

наиболее простой и удобный для автоматизации. Право­ мерность применения этого метода контроля обусловле­ на тем, что переход Сг6 + в С г 3 + происходит в результате окислительно-восстановительных реакций. Как и при окислении цианидов, окислительно-восстановительный потенциал можно измерять специально подобранной электродной парой.

В рассматриваемой реакции (42) потенциал окисли­ тельно-восстановительной системы, согласно уравнению Нернста, равен:

до точки эквивалентности

,0,059 [ С г 2 0 2 Г ] Г Н + ] "

циала, соответствующего точке эквивалентности или ка­ кой-либо иной точке, близкой к ней. Сигнал, который можно получить при отклонении потенциала от задан­ ного значения, используется как для контроля процесса очистки стоков, так и для управления системой дозиро­ вания реагента. Таким образом, потенциометрическим

Сг6 + исследовались во ВНИИ ВОДГЕО автором совме­ стно с П. И. Авруцким и Н. Я- Карпуниным [1—3]. В качестве индикаторного лучшими признаны гладкие

ния платины. Этот электрод имеет шероховатую поверх­ ность, легко загрязняемую отложениями, и сильнее, чем пластинчатый, реагирует на присутствие примесей, на­ пример железа и меди. В качестве сравнительного элек-

37