ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 65
Скачиваний: 0
шестивалентного хрома в трехвалентный. После элек трокоагулятора сточные воды нейтрализуются совмест но с кислотно-щелочными. Для выделения образующих ся гидроокисей Fe(OH)3 и Сг(ОН)3 нейтрализованные стоки направляются в отстойник, рассчитанный на двух часовую продолжительность отстаивания.
Промывные воды поступают на установку в количест
ве 45 мг/сут с |
концентрацией ионов |
шестивалентного |
хрома 30 мг/л. |
При плотности тока 0,07 а/дм2, расходе |
|
электроэнергии |
1,7 квт-ч/м3 и расходе |
железа 160 мг/л |
концентрация хрома снижалась практически до нуля. Продолжительность пребывания стоков между электро дами регулировалась скоростью протока сточных вод через электрокоагулятор.
В промывные воды завода залпом сбрасываются от работанные растворы в количестве 1,6 м2/мес с концент рацией шестивалентного хрома 19,5 г/л, что приводит к увеличению содержания шестивалентного хрома в сто ке до 700 мг/л. Эффект очистки сточных вод с такой концентрацией хрома весьма невелик, поэтому в усло виях завода необходимо предусмотреть равномерное дозирование в промывные воды кислых хромсодержа щих электролитов. В этом случае концентрация шести валентного хрома не превысит 60 мг/л, а расход элек троэнергии увеличится в два раза.
Исследования показали, что лучше всего процесс обезвреживания хромсодержащих сточных вод методом электрокоагуляции идет при концентрации шестивалент ного хрома до 100 мг/л. При большем содержании хро ма значительно возрастает расход электроэнергии и значительно уменьшается эффект очистки.
Таким образом, проведенные лабораторные и полупроизводственные исследования электрокоагуляционного метода очистки .хромсодержащих сточных вод позво ляют сделать следующие выводы:
при минимальных затратах электроэнергии дости гается практически полная очистка от шестивалентного хрома;
процессы восстановления шестивалентного хрома в трехвалентный в отличие от реагентного метода очист ки идут при любом pH, поэтому необходимость в под кислении стоков отпадает;
в результате электрокоагуляционной обработки соле вой состав сточных вод не увеличивается, что создает
176
благоприятные условия для повторного использования этих вод;
освобождаются значительные производственные пло щади за счет ликвидации реагентного хозяйства.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Б а р а н о в Е. И. и др. Очистка хромсодержащих стоков гальванического производства на машиностроительных заводах. М.,
ЦНИИТЭстроймаш, |
1969. |
2. К о г а н Б. |
И. Технология химической очистки сточных вод |
гальванических цехов. В сб.: «Современные способы очистки сточ ных вод цехов гальванопокрытий», Западно-Сибирское ЦБТИ, Но восибирск, 1968.
3. Л и м а р е в Г. К. Опыт проектирования станций нейтрализа ции малой производительности. В сб.: «Современные способы очист ки сточных вод цехов гальванопокрытий машиностроительных пред приятий», Западно-Сибирское ЦБТИ, Новосибирск, 1968.
4.Материалы СЭВ. Доклад о способах очистки и обработки сточных вод различных производств. II этап. М., 1967.
5.СИ 173—61. Указания по проектированию наружной канали зации промышленных предприятий. Часть I. Госстрой, М., 1961.
Ю. Ф. БУДЕКА, Т. Л. БРУКЛЕВИНСОН, В. И. КРАСУЦКАЯ, В. А. МОЙЧЕНКО
ВЛИЯНИЕ ЗАТРАВКИ И ПЕРЕМЕШИВАНИЯ НА ВЫПАДЕНИЕ СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ ИЗ ОБОРОТНЫХ ПРОМЫВНЫХ ВОД ТРАВИЛЬНЫХ ОТДЕЛЕНИЙ
В различных отраслях промышленности широко рас пространен процесс травления металла в серной кислоте, в результате которого' образуется большое количество требующих очистки промывных вод, содержащих суль- фат-ионы. При использовании этих вод, обработанных известковым молоком, в системах оборотного водоснаб жения наблюдается образование в коммуникациях проч ных отложений, состоящих в основном из сульфата каль ция [6].
Получающийся при нейтрализации промывных вод сульфат кальция относится к малорастворимым вещест вам, способным давать растворы с высокой степенью пересыщения [3, 5], в которых латентный (скрытый) пе
177
риод кристаллообразования может длиться часами. Бремя достижения равновесной концентрации может быть различным в зависимости от степени пересыщения раствора, режима перемешивания, температуры, нали чия затравки и других факторов. На практике это ве дет к тому, что сульфат кальция выделяется из оборот ной воды по всему тракту ее движения.
Вопросам предотвращения образования отложений и изучению процесса кристаллизации сульфата кальция
|
из |
растворов |
посвя |
|||
|
щен ряд работ [1, 4, |
|||||
|
6], |
однако |
влияние |
|||
|
многих |
факторов |
||||
|
остается недостаточ |
|||||
|
но выясненным. |
ра |
||||
|
|
В |
настоящей |
|||
|
боте |
излагаются |
ре |
|||
|
зультаты исследова |
|||||
|
ния |
влияния |
инерт |
|||
|
ной |
затравки |
(пес |
|||
|
ка), |
начального пе |
||||
|
ресыщения, |
скорости |
||||
новки: |
циркуляции |
воды и |
||||
/ — реактор; 2 — насос. |
перемешивания |
на |
||||
снятие пересыщения растворов сульфата кальция. |
|
|||||
Опыты по изучению кинетики |
снятия пересыщения |
|||||
сульфата кальция с затравкой и при различных скоро стях циркуляции воды проводили в лабораторном реак торе, представляющем собой усеченную пирамиду высо той 34 см с квадратными основаниями размером 2,5X Х2,5 и 15X15 см (рис. 1). Линейная скорость движе ния воды в нижней части реактора изменялась от 2,67 до 53,5 мм/сек, ё верхней части — от 0,074 до 1,48 мм!сек при изменении расхода циркулирующей воды от 0,1 до 2 л/мин. В качестве затравки в каждом опыте исполь зовали свежие порции кварцевого песка.
В производственных условиях в осветленной после нейтрализации воде ионы железа практически отсутст вуют. Поэтому для приготовления модельной промывной воды брали разбавленный раствор серной кислоты без добавления сульфата железа. Исходную воду нейтрали зовали известковым молоком (содержание СаО— 10%) до pH 10,5-7-11,5 в отдельной емкости при перемешива нии механической мешалкой (80—100 об/мин) в течение
178
10—15 |
мин., |
фильт с |
||||
ровали |
|
от |
осадка CaSOL |
|||
(имитация |
осветле |
|
||||
ния), а затем в реак |
|
|||||
торе |
производили |
|
||||
очистку |
|
от сульфата |
|
|||
кальция. |
В |
опытах |
|
|||
использовали |
квар |
|
||||
цевый песок с диа |
|
|||||
метром зерен <50 мк |
|
|||||
и 0,8—1 мм. |
Расход |
т о |
||||
подаваемой |
|
воды |
||||
0,75 л/мин (зерна |
|
|||||
<50 мк) |
и |
2 л/мин |
|
|||
(зерна |
|
0,8—1 |
мм). |
3500 |
||
Все |
опыты |
проведе |
|
|||
ны |
при |
|
температуре |
|
||
20± ГС. Для постро |
|
|||||
ения |
кинетических |
|
||||
кривых |
|
процесса |
|
|||
X
X
-—_ ~»— |
*■ |
|
< ; |
|
N\ |
! |
\ \ |
|
> |
1 \ |
|
*\ \\ X
А
определяли концепт- |
о |
2 |
Т,ж |
|||
рацию |
сульфат- |
|||||
|
|
|
||||
ионов в растворе ве |
Рис. 2. Кинетические кривые снятия |
|||||
совым |
методом [2]. |
пересыщения |
раствора |
сульфата |
||
2—4-кратное |
повто |
кальция с |
использованием |
затрав |
||
рение опытов показа |
ки — песка крупностью<50 мк: |
|||||
/ — без затравки; 2 — 3; 3 — 10; |
4 — 20 г/л. |
|||||
ло хорошую |
воспро |
|
|
|
||
изводимость результатов.
В ходе экспериментов было установлено, что при на чальном содержании сульфата кальция в осветленной воде вплоть до 4000 мг/л использование в качестве за травки различных фракций и количеств песка малоэф фективно. При увеличении концентрации раствора эф фективность влияния песка на удаление сульфата каль ция резко возрастает.
На рис. 2 представлены кинетические кривые снятия пересыщения раствора сульфата кальция с использова нием в качестве затравки песка (фракция<50 мк). Ана лиз кривых показывает, что введение затравки резко
сокращает латентный период (примерно с 2 |
часов без |
|
затравки'— кривая |
1— до нескольких минут |
с затрав |
кой— кривые 2-т-4), |
а также обеспечивает быстрое уда |
|
ление основного количества избыточного сульфата каль-
179
Рис. 3. Кинетические кривые снятия пересыщения сульфата кальция:
а — в фильтрованной |
воде; |
б — в |
нефильтрованной воде при |
высоте слоя |
песка: 1 — 30; |
2 — 60; |
3 — 90; |
4 — 120; 5 — 150 мм; 6 — без |
песка. |
ция. Рассматривая ход приведенных кинетических кри вых, можно сделать вывод о существовании минимально необходимой величины затравки, так как даже при зна чительно большем пересыщении, но при меньшем коли честве затравки (кривая 2) процесс кристаллизации имеет более четко выраженный латентный период по сравнению с кривой, соответствующей меньшему пересы щению, но с большим количеством затравки (кривая 3).
Во второй серии опытов фильтрованный и нефильтро ванный пересыщенный раствор пропускали через слой песка (диаметр зерен 0,8-f-l мм) различной толщины.
Образующийся фонтанирующий слой обеспечивал хороший контакт загрузки с раствором. Из приведенных кривых (рис. 3, а) видно, что песок крупных фракций значительно слабее ускоряет процесс кристаллизации сульфата кальция, а различие в толщине слоя начинает
незначительно сказываться после 4 часов циркуляции раствора.
На рис. 3, б представлены результаты опытов, в кото рых нейтрализованную промывную воду, не освобожден ную от взвеси, прокачивали через слой песка (0 0,8— 1,0 мм) различной толщины, причем песок добавляли после двухчасовой циркуляции суспензии без песка.
В этих опытах кинетические кривые имеют достаточ но хорошо выраженный 5-образный характер с сокра щенным латентным периодом (кривые 2 рис. 3, а и 4 рис. 3,6) вследствие наличия в нейтрализованной не фильтрованной промывной воде кристаллов сульфата кальция и балластных примесей, которые могут быть центрами кристаллизации. Введение песчаной загрузки ускоряет выпадение гипса (кривые 1-^5 и 6 рис. 3,6) и через 6 часов концентрация его приближается к рав
новесной в данных условиях.
На рис. 4 представлены кинетические кривые снятия пересыщения фильтрованного раствора сульфата каль ция при различных скоростях циркуляции. При этом принимались меры по предотвращению попадания в рас твор механических примесей, могущих способствовать
180 |
181 |
кристаллизации. Из приведенных результатов следует, что при движении воды в отличие от состояния покоя резко ускоряется процесс образования сульфата кальция (кривые 14-5 и 6, рис. 4), причем наибольший эффект снижения концентрации наблюдается при малых ско ростях потока (кривые 1,2 и 3-1-5, рис. 4).•
Рис. 4. Кинетические кривые снятия пересыщения фильтрованного раствора сульфата кальция при различных скоростях циркуляции:
1—ОД; 2—0,3; 3—0,75; 4—1,5; 5—2 л}мин\ 6 — без циркуляции.
• Наблюдаемую картину можно объяснить следую щим. Процесс кристаллизации характеризуется стадия ми образования зародышей и их роста. Параллельно со второй стадией может идти и растворение мельчайших кристалликов. Рост и растворение кристаллов определя ются процессами подвода и отвода вещества к зароды шу. Преимущественное протекание одного из них и оп ределяет поведение кристалла.
При движении раствора улучшаются условия как для растворения, так и для роста зародышей. Учитывая пересыщенность исследуемых растворов, можно предполо жить, что растворение энергетически менее выгодно, чем рост кристаллов. Видимо, существует некоторая мини мальная скорость, при которой процесс роста и агрега ции микрокристаллов интенсифицируется значительно
182