Файл: Проблемы охраны природных и использования сточных вод межведомственный сборник..pdf

ях нейтрализации, в состав которых входят следующие сооружения: контактныерезервуары с пропеллерными мешалками, отстойники для осветления нейтрализован­ ных стопных вод, расходные баки для известкового мо­ лока, узел для приготовления известкового молока (включает склад для хранения извести, емкость для затворения извести, емкость с мешалкой для приготовле­ ния известкового теста, растворные баки для приготовле­ ния известкового молока, насосы для подачи известково­ го молока в расходные баки).

Нейтрализация промывных вод осуществляется из­

вестковым молоком 5—8 %-ной концентрации в контакт­ ных резервуарах. Объем этих резервуаров на одном из кабельных заводов принят из условия притока суточно­ го расхода сточных вод из травильного отделения. Вре­ мя контакта сточных вод с известковым молоком 30 мин. Расход извести на очистку 1 м3 стоков составляет 0,8— 1,23 кг в зависимости от активности товарной извести и концентрации стоков.

Для более полного осаждения меди в осадок (в виде основного карбоната меди Си.2(0Н)2С03, практически нера­ створимого в воде) необходимо в применяемом реагенте на­ личие как гидроксильных ионов (ОН"), так и карбонатных

(СОз- ). Поэтому лучшим реагентом для очистки медьсодер­ жащих сернокислых сточных вод от катионов меди явля­ ется известь, содержащая недожог (СаС03).

■ Для того чтобы частички извести в известковом мо­ локе все время находились во взвешенном состоянии, не­ обходимо применять перемешивание. На одном из ка­ бельных заводов для перемешивания используется сжа­ тый воздух (барботаж). По данным Л. В. Милованова [3], при применении сжатого воздуха потеря активной СаО при переходе в карбонат кальция настолько мала (0,2 %), что ею можно пренебречь.

Время отстаивания сточных вод после нейтрализации

2 час.

По данным эксплуатации, объем осадка после 2-ча­ сового отстаивания составляет 25—30% от объема сто­ ков, влажность осадка — 97%. Эффект очистки в от­ стойниках, работающих по периодической схеме, состав­ ляет 90—98% по взвеси. Оптимальным является режим нейтрализации и отстаивания'стоков при значении pH 8— 8,5. Осадок из отстойников вывозится 3 раза в две неде­

148

ли. За одну чистку объем осадка составляет 20—24 м3. Влажность шлама 89—90%. Содержание меди в шламе

17— 19 г/л.

Изучение состояния очистки сточных вод травильных отделений показало, что только на немногих кабельных заводах производится извлечение меди и медного купо­ роса пз отработанных травильных растворов, а большин­ ство заводов травильные растворы нейтрализует и сбра­ сывает в канализацию плн водоемы.

Из всех применяемых методов обработки травильных растворов наиболее экономичным является электролиз. Преимущество этого способа по сравнению с другими — круговой режим травления, в результате которого проис­ ходят извлечение меди н возврат восстановленной сер­ ной кислоты в производство. При электролизе сокраща­ ется расход свежей кислоты на травление, так как кислота необходима только для восполнения уноса с металлом и вентиляцией. Очень важно и то, что при электролизе отсутствует сброс травильных растворов, так как они становятся ценным технологическим сырьем.

К достоинствам метода кристаллизации можно отне­ сти круговой режим травления и извлечение медного купороса, а также отсутствие сброса травильных раство­ ров.

Достоинство электролиза п кристаллизации по срав­

ность утилизации меди.

К недостаткам нейтрализации кальцинированной со­ дой относится образование очень больших объемов осад­ ков, а следовательно, необходимы значительные затра­ ты на их обработку, транспортировку и устройство отвалов.

При нейтрализации известковым молоком получают­ ся гораздо меньшие по объему осадки п более полный эффект очистки по меди, более полное осветление сточ­ ных вод по взвеси.

К недостаткам нейтрализации травильных растворов как известковым молоком, так и кальцинированной со­ дой относится то, что на травление меди постоянно рас­ ходуется свежая кислота.

Очистка промывных вод известковым молоком по сравнению с доломитовым нейтрализатором более эф-

149

фектнвна, так как при этом не только нейтрализуется серная кислота, но п прекращается сброс медного купо­ роса, медь при нейтрализации и последующем отстаи­ вании оседает в виде труднорастворнмых соединений. Но ни на одном из заводов промывные воды не используют­ ся в оборотном водоснабжении, что резко сократило бы потребление свежей воды. Поэтому необходимо не сбрасывать промывные воды, а использовать их на по­ вторную промывку металла.

Для этого следует провести исследования по оптими­ зации условий осветления нейтрализованных промывных вод, изучить процессы, ускоряющие осаждение взвешен­ ных веществ. Необходимо также сократить концентра­ цию загрязнений в промывных водах за счет уменьше­ ния выноса травильного раствора металлом. Для чего целесообразно увеличить время выдержки металла над травильной ванной, предусмотреть непроточную ваннуловушку между, травильной и промывной ваннами. Концентрированный раствор из ванны-ловушки можно использовать для приготовления травильного рас­ твора.

В заключение можно сказать, что образующиеся при травлении меди в серной кислоте сточные воды облада­ ют высокой агрессивностью и токсичностью. При сбросе в водоемы потребное разбавление по меди составляет:, отработанных травильных растворов в 790 000 и промыв­ ных вод в 10 000 раз, в связи с чем они нуждаются в предварительной очистке.

Наиболее рациональными являются регенерационные методы обработки травильных растворов, обеспечиваю­ щие переход на круговой режим травления и прекраще­ ние сброса отработанных растворов. При этом электро­ литический метод дает возможность получать медь и восстанавливать серную кислоту, а кристаллизация — получать медный купорос. Нейтрализация отработанных травильных растворов целесообразна при их небольшом количестве.

Промывные воды на практике только нейтрализуют­ ся, после чего отстаиваются и сбрасываются. Повторное использование промывных вод, при котором резко сокра­ щается потребление свежей воды, должного развития не получило.

150

В. Л. ЧЕРНЯВСКАЯ

(Белорусский политехнический институт)

Н Е Й Т Р А Л И З А Ц И Я П Р О М Ы В Н Ы Х В О Д Т Р А В И Л Ь Н Ы Х О Т Д Е Л Е Н И Й К А Б Е Л Ь Н Ы Х З А В О Д О В

Р А З Л И Ч Н Ы М И Р Е А Г Е Н Т А М И

^ A A A A A A A A / N A A A A A / V V A A A / V A A / V V V V V N A A A A A ^ V V / V V N A / V ^ ^ / V X A A J V V V V V V V V N A A / V N / V A A / V V

В настоящей работе излагаются результаты исследо­ ваний нейтрализации промывных медьсодержащих сер­ нокислых сточных вод травильных отделений кабельных заводов и заводов обработки цветных металлов извест­ ковым молоком, едким натром, кальцинированной содой и поташом. Изучались эффективность осветления этих стоков, эффект очистки по меди, расход реагентов, объ­ емы и влажность осадков, образующихся при нейтрали­ зации, минерализация осветленной фазы, объемы нейтра­ лизованных сточных вод и осветленной фазы.

Исследования проводились в лабораторных условиях на искусственно приготовленных стоках (сток готовили заданной концентрации по содержанию медного купоро­ са и серной кислоты). Концентрация медного купороса п серной кислоты принималась 0,5; 1,0 г/л. Для нейтрали­ зации применялось известковое молоко 9— 10%-ной кон­ центрации, едкий натр [ЕН], кальцинированная сода [КС] и поташ [П]. Содержание основного вещества в трех последних реагентах составляет 98—99%. Нейтра­ лизация осуществлялась до pH = 7, 8, 9, 10, что дало возможность выявить оптимальное значение pH, при ко­ тором образуются минимальные объемы осадка и обес­ печивается максимальный эффект очистки от меди. Пос­ ле доведения pH нейтрализованного стока до определен­ ных значений [7— 10] сток разливался в литровые стеклянные градуированные цилиндры до отметки 400 мм и изучалась кинетика осаждения взвеси, опреде­ лялся объем осадка через 15, 30, 60, 120 мин и 1 сут, определялась влажность осадка через 2 п 24 час и 4 сут.

Содержание меди в осветленной фазе определялось йодометрическим методом титрованием гипосульфитом

152

натрия, щелочность — титрованием 0,1 Н соляной кис­ лотой по метилоранжу, влажность осадка п взвешенные вещества — весовым методом. Величина pH измерялась на pH-метре ЛПУ-01.

Щелочность находилась в следующих пределах: при применении известкового молока 1,25 — 3,6 мг-экв/л, ед­ кого натра 1,5—3,6, кальцинированной соды 7,0—64,0 и

поташа 4,2—48,0 мг-экв/л.

Процессы нейтрализации медьсодержащих сернокис­ лых сточных вод травильных отделений характеризуют­ ся следующими реакциями:

известью

Н2SOj-|- CaO-f-Н20 —>CaS04 -]-2Н,0,

CuS 0 44СаО -! Н20 -+ CaS0 4 f Си(ОН)2;

едким натром

H2S 0 4+2N a0H ^N a2S0 4+2H 20,

CuS04+2N a0H ^N a,S04+Cu(0H)2;

кальцинированной содой

H2S04+N a2C03->Na2S04-|-H20 -rC 02,

2CuS 0 4 t-2Na2C03+ H 20 ^ C u 2(0H)2C03+ 2Na2S 0 4+ C 0 2;

поташом

H2S 0 4+ K 2C 0 3^ K 2S 0 4-fH 20 !-CO,,

2CuS 0 44-2K2C 0 3+ H 20 ^ C u2(0H )2C 0 3+ 2 K 2S 0 4+ C 0 2.

Расход химически чистых щелочей для нейтрализа­

ции приведен в табл. 1.

Таблица 1

Количество щелочей, необходимое для нейтрализации

153

Количество солей, образующихся при нейтрализации медьсодержащих сернокислых сточных вод травильных отделений указанными выше реагентами, проводится в табл. 2.

Необходимые дозы реагентов для нейтрализации сто­ ков определяются по следующим формулам, г/л:

где К — коэффициент запаса расхода реагента по срав­ нению с теоретическим (определяется эксперименталь­ но), см. табл. 3; Л — активность товарных реагентов, %; H2SO4, C uS04 — концентрация серной кислоты и медного^купброса, г/л; 0,57, 0,35, 0,816 и т. д.— расход щело­ чей в г для нейтрализации 1 г серной кислоты п медного купороса (принимается по табл. 1).

154