Технология основных производств и промышленные выбросы

Обезвреживание нитритсодержащих сточных вод

Для обезвреживания нитритсодержащих сточных вод используются следующие методы:

- окисление до нитратов;

- восстановление до свободного азота.

Окисление до нитратов проводят обычно с использованием растворов гипохлорита натрия в слабокислой среде. Этот метод используют наиболее часто. При этом идет следующая реакция:

NaNO₂ + NaOCl = NaNO₃ + NaCl

Восстановление нитритов проводят обычно моноамидом серной кислоты. При этом идет следующая реакция:

NaNO₂ + NH₂SO₃ = N₂ + NaCl + H₂SO₄ + H₂O

Этот процесс является трудноуправляемым, поэтому используется редко. Этим способом обезвреживают только высококонцентрированные растворы.

Нейтрализация сточных вод и осаждение тяжелых металлов

Полученные в результате обезвреживания растворы смешивают с кислыми и щелочными сточными водами, что приводит к взаимной нейтрализации. Однако обычно при этом не происходит установления нужного значения рН. Поэтому к полученной смеси добавляют реагенты. Обычно после взаимной нейтрализации значение рН ниже требуемого, поэтому для донейтрализации чаще используют щелочные реагенты:

- 20-30% раствор гидроксида натрия. Он используется обычно при небольших расходах сточных вод (не более 45 м³/час);

- 5% раствор извести. Известь используется наиболее часто. К достоинствам извести следует отнести уменьшение солесодержания в результате нейтрализации, а к недостаткам - образование большого количества обводненного шлама.

- 5-10% раствор кальцинированной соды. Этот нейтрализующий агент также используется довольно часто.

Если рН выше требуемого, то в качестве нейтрализующего агента используют раствор серной или соляной кислоты.

Одновременно с нейтрализацией может происходить и осаждение тяжелых металлов. Они осаждаются в виде гидроокисей и основных солей:

NiSO₄ + 2NaOH = Ni(OH)₂v + Na₄SO₄

2FeCl₃ + 3Ca(OH)₂ = 2Fe(OH)₃v +3 CaCl₂

2CuSO₄ + 2NaOH = [Cu(OH)] ₂SO₄v+ Na₄SO₄

Величина рН влияет не только на выпадение металлов в осадок, но и на свойства осадка. Процесс осаждения можно разделить на два этапа:

1) перевод металлов в труднорастворимое соединение;

2) седиментация, то есть отделение твердой фазы от жидкой под действием сил тяжести.

Первый этап протекает в реакторах с перемешиванием, а второй - в отстойниках, осветлителях или фильтрах. Для более эффективного отделения твердой фазы используют реагенты - коагулянты или флокулянты. Однако коагулянты и флокулянты являются весьма дорогостоящими реагентами, кроме того, возрастает количество и влажность образующегося осадка.

Доочистка сточных вод гальванического производства

На большинстве предприятий после осветления в отстойниках очищенные сточные воды сбрасываются в водоем или канализацию. Однако далеко не всегда традиционная схема обеспечивает очистку сточных вод до ПДС или требований Водоканала. В то же время требования к оборотной воде часто бывают менее жесткими, чем требования к при сбросе очищенных сточных вод в водоем. Поэтому в последнее время возрастает интерес к доочистке сточных вод.

Наиболее эффективным методом доочистки является ионный обмен. Однако при использовании ионного обмена содержание взвешенных веществ в воде, поступающей на доочистку не должно превышать 3мг/л. Поэтому перед подачей на ионный обмен сточные воды фильтруют через зернистую загрузку. В качестве зернистой загрузки наиболее часто используют кварцевый песок фракции 1-5 мм. Также используют антрацит и полимерные материалы.

После фильтра сточные воды подают на первую ступень ионного обмена - сильнокислотный катионит в Н-форме. На катионите происходит обмен ионов водорода на ионы тяжелых металлов, в результате чего рН воды достигает 2,7-3,5. На катионите также задерживаются катионоактивные поверхностно-активные вещества (КПАВ) и неионогенные поверхностно-активные вещества (НПАВ).

Затем сточные воды поступают на вторую ступень ионного обмена - слабоосновный анионит. На анионите происходит обмен гидроксилионов на ионы кислотных остатков. Также на анионите задерживаются анионоактивные поверхностно-активные вещества (АПАВ).

После того как емкость ионитов полностью исчерпалась проводят их регенерацию. Различают нормальную регенерацию, то есть перевод ионитов в Н и ОН-форму и спецрегенерации, в результате которых удаляют вредные вещества, не удаляющиеся при обычной регенерации.

Нормальная регенерация катионитов проводится 7-8% раствором соляной кислоты, расход которой составляет 150-200% от теоретически необходимой. Кислые регенераты содержат хлорид натрия и хлориды тяжелых металлов, НПАВ и соляная кислота.

Нормальная регенерация анионитов проводится 4-5% раствором гидроксида натрия, расход которого составляет 130-150% от теоретически необходимого. Регенерат содержит соединения натрия со всеми анионами, включая цианокомплексы и хроматы, а также АПАВ и НПАВ.

Используется прямоточная и противоточная схемы. При прямоточной - фильтрование и регенерация ионита ведутся в одном направлении. В этом случае проще эксплуатация аппарата, но больше расход реагентов. При противоточной схеме фильтрование и регенерация ведутся в противоположных направлениях. В этом случае эксплуатация сложнее, но меньше расход реагентов и удаляется больше ПАВ.

После регенерации иониты промывают водой.

Спецрегенерация проводится дополнительно к нормальной регенерации в несколько этапов:

1) удаление гидроокисей металлов проводится соляной кислотой в течение нескольких часов.

2) удаление нефтепродуктов проводится раствором ПАВ большой концентрации;

3) удаление НПАВ проводится метанолом;

Вопросы для самопроверки

1. Перечислите компоненты шихты доменного производства

2. Что такое флюсы?

3.Перечислите железные руды.

4. Какие методы обогащения используются в черной металлургии?

5. Какие методы окускования используют в черной металлургии?

6. В чем преимущества офлюсованного агломерата?

7. Перечислите основные части домны.

8. Какие компоненты входят в состав колошникового газа?

9. Перечислите методы переработки доменного шлака.

10. Напишите основные реакции доменного процесса.

11. Какие примеси удаляются из чугуна в процессе получения стали. 12.Перечислите достоинства и недостатки конверторного метода производства стали.

13. Перечислите достоинства и недостатки мартеновского метода производства стали.

14. В чем достоинства и недостатки очистки конверторного газа без дожигания СО?

15. Назовите способы получения меди.

16. Каким методом проводят обогащение медных руд?

17. Какими методами проводят окускование медных концентратов?

18. Что дает обогащение дутья кислородом во время обжига медных руд?

19. Что такое штейн?

20. Назовите периоды конвертирования медного штейна.

21. В чем цель огневого рафинирования меди?

22. Что происходит с примесями в процессе электролитического рафинирования меди?

23. Назовите методы переработки отработанного электролита.

24. Назовите методы получения глинозема.

25. В чем достоинства и недостатки метода Байера.

26. Что происходит при декомпозиции алюминатного ратвора?

27. Напишите формулу криолита.

28. Перечислите методы переработки шламов глиноземного производства.

29. В чем цель обжига цинкового концентрата?

30. Какие побочные процессы идут во время обжига цинкового концентрата?

31. Каким методом удаляют примеси первой и второй групп?

32. Назовите основные литейные свойства.

33. Что нужно для того, чтобы получить отливку?

33. Каким образом проводят выбивку мелких и средних форм?

34. Какие методы обработки металлов давлением вы знаете?

35. Какие виды печей вы знаете?

36. Какие виды прокатки вы знаете?

37. Назовите методы переработки окалиномаслосодержащих осадков.

38. Назовите этапы подготовки деталей к нанесению гальванических покрытий.

39. Назовите методы обезжиривания.

40. Назовите виды промывки.

41. Что является катодом и анодом при цинковании?

42. Перечислите виды цинковых электролитов.

43. Перечислите особенности процесса хромирования.

44. Какие хромовые электролиты вы знаете?

45. На какие виды делятся сточные воды гальванического производства?

46. перечислите методы обезвреживания циансодержащих сточных вод.

Рекомендуемая литература

1. Авербух, А.Я. Комплексное использование химического сырья [текст]/ А.Я.Авербух. - М.: Знание, 1975. - 347 с.

2. Атрощенко, В.И. Технология азотной кислоты [текст]/ В.И. Атрощенко, С.И. Каргин. - М.-Л.: Химия, 1970. - 287 с.

3. Венецкий, С.И. В мире металлов [текст]/С.И. Венецкий. - М.: Металлургия, 1988. - 187 с.

4. Волоцков, Ф.П. Очистка и использование сточных вод гальванических производств [текст]/ Ф.П. Волоцков.- М.: Стройиздат, 1983. -

104 с.

5. Воскобойников, В.Г. Общая металлургия [текст]/ В.А. Кудрин, А.М. Якушев. - М.: Металлургия, 1979. - 286 с.

6. Защита водоемов от загрязнений сточными водами предприятий черной металлургии [текст]/ Г.М.Левин, Г.С.Пантелят, И.А.Вайнштейн, Ю.М. Супрун. - М.: Металлургия, 1978. - 253 с.

7. Коротич, В.И. Металлургия черных металлов [текст]/ В.И. Коротич, С.Г. Братчиков. - М.: Металлургия, 1987. - 268 с.

8. Лотош, В.Е. Технология основных производств в природопользовании [текст]/В.Е. Лотош. - Ек-г, Изд-во УРГУ, 1998. - 543 с.

9. Лотош, В.Е. Переработка твердых отходов [текст]/ В.Е. Лотош. - Екатеринбург, Изд-во УРГУ, 2002. - 289 с.

10. Лотош, В.Е. Экология природопользования [текст]/ В.Е. Лотош. - Екатеринбург, Изд-во УРГУ, 1994. - 514 с.

11. Миниович, М.А. Производство разбавленной азотной кислоты [текст]/ М.А. Миниович, В.М. Миниович. - М. Химия, 1966. - 312 с.

12. Родионов, А.И. Техника защиты окружающей среды [текст]/ А.И. Родионов, В.Н. Клушин. - М.: Химия, 1989. - 417 с.

13. Родионов, А.И. Технологические процессы экологической безопасности [текст]/ А.И. Родионов, В.Н. Клушин, В.Г. Систер. - Калуга, Изд-во Н. Бочкаревой, 2000. - 800 с.

14. Спурников, А.П. Гидрометаллургия цинка [текст]/А.П. Спурников. - М.: Металлургия, 1981. - 384 с.

15. Троицкий, И.А. Металлургия алюминия [текст]/ И.А. Троицкий, В.А. Железнов. - М.: Металлургия, 1984. - 438 с.

16. Шморгуненко, Н.С. Комплексная переработка и использование отвальных шламов глиноземного производства [текст]/ Н.С. Шморгуненко, В.И. Корнеев. - М.: Металлургия, 1982. - 311 с.

17. Юдашкин, М.Я. Пылеулавливание и очистка газов в черной металлургии [текст]/ М.Я. Юдашкин. - М.: Металлургия, 1984. - 297 с.

18. Яковлев С.В. Очистка производственных сточных вод [текст]/С.В. Яковлев. - М.: Стройиздат, 1979. - 586 с.

Размещено на Allbest.ru