Nikolaeva_Bogatyrevax

УДК 628.543
Реагентное обезвреживание хромсодержащих сточных вод гальванического
производства
НИКОЛАЕВА Р.Д. БОГАТЫРЕВА А.В.
научный руководитель канд. хим. наук, профессор Халтурина Т.И.
ФГАОУ ВПО СФУ ИСИ
Подавляющее большинство металлообрабатывающих предприятий в своем
составе
имеют гальванические цеха или технологические участки нанесения
гальванопокрытий. Одним из самых токсичных компонентов гальванического
производства является Cr6+. Для обезвреживания Сr+6 используется реагентная обработка
сульфатом Fе+2[1,2]. Целью данной работы являлось изучение процесса реагентного
обезвреживания хромсодержащих сточных вод для выбора оптимальных режимов
обработки.
На ОАО Красноярском металлургическом заводе, реакцию восстановления ионов
шестивалентного хрома проводят в щелочной среде при рН=10. Установка работает
следующим образом: хромсодержащие сточные воды от агрегата предварительной
подготовки поверхности алюминиевых изделий подают в камеру реакции, где рН
доводится до 10 путем автоматического дозирования щелочного реагента. В качестве
щелочного реагента используется раствор соды. Одновременно с подачей щелочного
реагента в камеру реакции насосом-дозатором подается раствор сульфата железа.
Управление работой насоса-дозатора автоматическое от датчика redox-потенциала. После
окончания реакции восстановления Сг+6 обезвреженные растворы поступают в
промежуточную емкость и далее в реактор для нейтрализации кислотно-щелочных стоков.
Таким образом перевод Сг+6 в Сг+3 производится ионами Fе+2 в щелочной среде в
соответствии с уравнением реакции:
CrO4-2 +ЗFe+2 +40Н-+4Н20=Сг(ОН)з+ЗFе(ОН)3
Остаточная
концентрация
хрома мг/дм3
Для определения оптимальных режимов обработки были проведены
экспериментальные исследования на натурных хромсодержащих стоках процесса
реагентной обработки в щелочной среде рН=10. Взятых из ванны хроматирования Сисх Сr6
+
=397 мг/дм3.Данные исследований приведены на рисунке 1.
5.5
4.5
3.5
2.5
1.5
0.5
-0.5
1900
y = 5E-05x2 - 0,2188x + 243,69
2000 2100 2200 2300
Доза реагента мг/дм3
2400
Рисунок 1– Процесс реагентной обработки в щелочной среде рН = 10
Как видно из рисунка 1, оптимальная доза FеS04 составляет 2335 мг/дм3 для
концентрации ионов хрома СисхCr6+ =397 мг/дм3. т.е. на 1г ионов хрома требуется 5,9г
ионов двух валентного железа
Процесс обезвреживания хромсодержащих сточных вод может так же проводиться
и в кислой среде (Сисх Cr6+=397 мг/дм3, рН=2,3).
Химизм процесса может быть выражен с помощью уравнений:
6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+K2SO4+7H2O
Cr2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = 2Cr(OH)3 + 3CaSO4
Fe2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = 2Fe(OH)3 + 3CaSO4
Остаточная
концентрация хрома
мг/дм3
Данные экспериментальных исследований представлены на рисунке 2.
9
7
y = 0,0001x2 - 0,477x + 529,14
5
3
1
-11900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 2300 2350
Доза реагента мг/дм3
Рисунок 2 – Процесс обезвреживания хромстоков в кислой среде рН = 2,3
Как видно из рисунка 2, оптимальная доза FеS04 составляет 2200 мг/дм3 для
концентрации ионов хрома СисхCr6+ =397 мг/дм3. т.е. на 1г ионов хрома требуется 5,5г
ионов двух валентного железа. Установлено что, для проведения процесса
обезвреживания хромсодержащих сточных вод в щелочной среде требуется и расход
NаОН примерно в 1,7 раза больше, чем в кислой среде. Кроме того, для нейтрализации
при щелочной обработке требуется расход Н2SО4 (0,9 г/дм3) для нейтрализации,что
приведет к дополнительному содержанию SО42- в сточной воде.
Таким образом при реагентном обезвреживании хромсодержащих сточных вод
более предпочтительно является проведение процесса в кислой среде при pH=2,3
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Измерова Н. Ф. Научные обзоры литературы по токсичности и опасности
химических веществ. Программа ООН по окружающей среде / Под редакцией Н.Ф.
Измеровой. –.М:, -1989, с 225.
2. Урецкий Е. А. Ресурсосберегающие технологии в водном хозяйстве промышленных
предприятий. Монография, Брест. из-во, -2007, с 396.