Очистка хромосодержащих стічних вод

План:

1. Теоретична часть.

1.1 Введение.

1.2 Очищення хромосодержащих стічних вод мовби хімічними і фізико-хімічними методами.

1.3 Очищення стачных вод після процесу хромового дубления.

1. 2. Об'єкти і нові методи исследования.

2.1 Об'єкти исследования.

2.2 Необхідне обладнання і растворы.

2.3 Методи дослідження а) Визначення дози коагулянта. б) Визначення оптимального способу очищення хромосодержащих стічних вод.

3 Форма записи результатов.

4 Додаток № 1.

5 Додаток № 2.

Хімічні і физикохимические методи очищення стічні води різноманітні .При их певному поєднанні можна очищати воду будь-який забруднення до любой желаемой ступеня чистоти. Обмеження використання тих методів очищення вызывается преимущественно економічними соображениями.

Ці методи використовують із видалення з стічні води тонкодисперсных взвешенных частиц (твердих і рідких), розчинених газів, мінеральних і органічних веществ.

Використання фізико-хімічних методів для отчистки стічних вод мовби по сравнению с біохімічними має низку переваг :

1) можливість видалення з стічних вод мовби токсичних, биохимически не окисляемых органічних забруднень; 2) досягнення глибшої й стабільного ступеня отчистки; 3) менші розміри споруд; 4) можливість рекуперації різних речовин і т.д.

Вибір тієї чи іншої методу очищення (чи навіть кількох методів виробляють із урахуванням санітарних і технологічних вимог, що висуваються до очищеним виробничим стічних водам з метою подальшого їх використання виробництві, керуючись «Правилами прийому стічних вод мовби до міських каналізації», у разі, якщо стічні води вступають у міську каналізаційну систему, чи «Правилами охорони поверхневих вод від забруднень стічними водами» — якщо направляють на очисні споруди з наступним випуском в водоем.

Очищення хромосодержащих стічних вод мовби хімічними и.

фізико-хімічними методами.

Кожевенно-меховая промисловість споживає на технологічні потреби вулицю значно більше води, ніж інші галузі легку промисловість. Це було пов’язано про те, що це процеси переробки кожевенно-мехового сировини відбуваються у водної середовищі, що зумовлює освіті великої кількості стічні води, які у основному розчинні протеїни і надлишки використовуваних хімічних материалов.

Одне з найважливіших технологічних процесів, визначальних ефективності роботи шкіряних і хутряних підприємств, є чинбарня. Властивості й призначення шкіряно-хутрової продукції залежить від виду сировини й природи застосовуваних дубителів і методів дубления. Щонайширша поширення практиці шкіряного виробництва одержало чинбарня комплексними сполуками хрома (III). Для хромового дубления характерні тривалість виробничого циклу, значне споживання води, дубителя і інших хімічних матеріалів, а стічні води шкіряних заводів становлять небезпеку довкілля. І все-таки більш як столітній використання сполук хрома (III) в шкіряної і хутряної практиці свідчить у тому, що повноцінної заміни хромовому дублению в справжні час нет.

Дослідження останніх 20-ти років спрямовані на модифікацію хромового дубления з метою зменшення витрати хрома (III) і зменшення його втрат під час вироблення шкір. Проте, досі, від 25 до 40% хромового дубителя перетворюється на стічні води. Насправді загальні втрати хрому ще більше, якщо врахувати хромосодержащие відходи: стружку, обрезь і вырубку.

Особливо екологічний бік цієї проблеми, оскільки сполуки хрома (III) і особливо хрома (VI) надають на організм людини общетоксическое, аллергенное, концерогенное мутагенна дія. При біохімічної очищенні стічних вод мовби невикористаний хромовий дубитель при підвищених концентраціях надає токсична дію на мікрофлору. У цьому сенсі для сполук хрому у Росії там встановлено такі значення ГДК (мг/л по хрому), представлені у таблице.

Таблиця № 1.

Нормативи ГДК (мг/л, по хрому).

|Характеристика води |Гранично припустиму концентрацію, мг/л | | |Трехвалентный хром |Шестивалентний хром | |1.Вода |0.5 |0.1 | |санітарно-побутового | | | |призначення |2.5 |0.1 | |2.Сточные води, | | | |щоб їх на | | | |біологічну очистку|0.1 |Повинні відсутні | | | | | |3.Сточные води, | | | |сбрасываемые в |5.0 |Ні даних | |водойми після очищення| | | | | | | |4.Вода для зрошення |< 0.01 |Повинні відсутні | |сільськогосподарських | | | |культур | | | |5.Питьевая вода | | |.

С метою виконання ГДК хромосодержащие стічні води необхідно піддавати очищенні на локальних спорудах. Нині видалення трьохі шестивалентного хрому, переважно застосовують хімічні і фізико-хімічні методи, такі як реагентная обробка, взаємна нейтралізація, коагулирование і іонообмінний метод. З іншого боку, можливо використання біологічних методів очищення стічних вод мовби містять сполуки хрому. Сутність цього у тому, що адаптований до хромату активний мул за відсутності вільного кисню використовує хімічно пов’язаний кисень хромату для окислення органічних забруднень, які у стічних водах. Послідовне застосування перелічених вище методів дозволяє очистити хромосодержащие стічні води до концентрацій, не перевищують нормативи ПДК.

Очистка стічні води після процесу хромового дубления.

Мета роботи — ознайомлення з методикою очищення хромсодержащих стічних вод мовби після процесу дубления із застосуванням методів коагулирования і побудови взаємної нейтралізації. Коагулированием називається процес обробки води хімічними реактивами, що призводить до агрегації частинок присутніх у питній воді домішок, внаслідок чого утворюються щодо великі пластівці, легко котрі виділяються з водної середовища. При очищенні промислових стічні води коагулирование можна з успіхом застосовується як інтенсифікації процесу механічного очищення від тонкодисперсной суспензії, так знебарвлення стічні води, містять забарвлені високомолекулярні речовини. Як коагулянтів застосовуються гидролизующиеся мінеральні солі многовалентных катионів. У виконанні вітчизняної і, особливо, у закордонній практиці застосовують солі заліза переважно хлорне залізо і купорос FeSO4*7H2O. Поруч із солями заліза зазвичай використовують алюминийсодержащие коагулянты і найчастіше — очищений або технічний сірчанокислий алюміній, легко розчинну в воде.

Солі заліза, як коагулянты, випливає низка переваг перед солями алюмінію: краще дію при низьких температурах води; ширша область оптимальних значень pH середовища; велика міцність і гідравлічна крупность пластівців; можливість вільно використовувати для вод з ширшим діапазоном сольового складу тощо. буд. Ефект коагулирования обумовлений впливом коагулянта на нерозчинні домішки (колоїдні і грубодисперсные частки), від яких в основному мутність і кольоровість воды.

При добавку в воду коагулянта, відбувається дисоціація реагенту з наступним гидролизом металла.

Me3+ + KOH = Me (OH)2+ + H+.

Me (OH)2+ + KOH =Me (OH)2+ + H+.

Me (OH)2+ + KOH =Me (OH)3 + H+.

___________________________________.

Me3+ + KOH =Me (OH)3 + 3H+ Утворений гидроксид металу є колоїдом, малорастворимым речовиною. Колоїди коагулюють, створюючи микрохлопья. Цей короткочасний процес відбувається у смесителях, і вже цим закінчується перша фаза коагуляції. У другій фазі, що у вільному обсязі води може триває до 60 хв, відбувається коагуляція микрохлопьев. У цьому микрохлопья адсорбируют зважується на власну поверхню забруднюючі воду колоїдні частинки й якраз і можуть адсорбироваться на поверхню грубодисперсных домішок (зважених речовин). Процес відбувається у камерах хлопьеобразования за умов поміркованого перемішування води та закінчується освітою великих пластівців. Усунення пластівців із води відбувається у відстійниках чи флотационных установках.

Він очищення стічні води знайшов широке застосування на підприємствах шкіряно-хутряної промисловості, зокрема за очищенні хромсодержащих стічні води після процесу хромового дубления і містять сполуки хрому (III).

Очищення стічні води, містять сполуки хрому (III), може бути виконано шляхом застосування хімічних методів, наприклад, взаємна нейтралізація, тобто. використання лужності стічні води після процесу золения для осадження сполук трехвалентного хрому. Попередньо змішують кислі хромосодержащие стічні води з найбільш забрудненими лужними водами після золения і обеззоливания. Змішаний стік у своїй має pH 8.5, проте, це забезпечує якісного выбеления в осад гідроокису хрому. Тому змішаний стік необхідно додатково подщелачивать 5%-ным вапняним молоком до pH 9−10. Подщелоченная рідина обстоюється 1,5 год., після чого осветленную воду з змістом трехвалентного хрому 3−5 мг/л сифонируют і змішують зі стічними водами після інших технологічних операцій. Загальна забрудненість стічні води, приводяться в рекомендованій схемою, значно зменшується. Пояснюється це тим, що з змішуванні кислих і лужних стічні води виділяється свежеосажденная гидроокись хромаадсорбирует у своїй поверхні тонкодисперсные органічні домішки стічних вод мовби, видаляючи в осадок.

Ефект очищення стічні води від сполук трехвалентного хрому у цій методу становить 65−70%.

Проте застосування даних методів має низку вад: а саме, у разі спостерігається значний витрата коагулянтів, а при нейтралізації - процес седиментации йде тривалий час. У зв’язку з цим найпростішим і ефективнішим є спільне застосування методів коагулирования і нейтралізації, з допомогою сірчанокислого заліза (купорос FeSO4*7H2O) і извести.

При взаємодії сірчанокислого закислого заліза з вапном (при pH-10) утворюється гідрат закису заліза Fe (OH)2, який за доступі кисню повітря поступово окислюється в гідрат окису заліза Fe (OH)3. У перший момент ці речовини утворюють із жовтою водою колоїдне розчин. Потім під впливом електролітів кількох інших чинників колоїдні частки гидрозакиси і гідроокису коагулюють й утворюють вразливий, пористий, сиплеся осад. Колоїдні частки, і навіть пластівці коагулянтів мають високої сорбционной здатність до основним органічним загрязнениям стічної води. Тому внаслідок коагуляції вода осветляется, та якщо з її складу усуваються грубовзвешанные, колоїдні й істинно розчинені загрязнения.

Витрата залізного коагулянта становить 500 мг/л для безводний продукт, у своїй, залежно від рівня забруднення стічної води ця доза може коливатися від 200 до 1000 мг/л, доза вапна — від 150 до 300 мг/л для CaO (pH оброблюваної води має дорівнювати 10).

Ефект очищення промстоків шкіряних і хутряних підприємств методом коагуляції дуже високий. Найповніше усуваються ГПК (74%), іони хрому (96%), сульфіди (95%), анионактивные ПАР (77%) тощо. Важливо відзначити, що коагуляцией усуваються переважно забруднення, трудноокисляемые з допомогою мікроорганізмів. Здатність до биохимическому окислювання зростає після коагуляції в 2.5 раза.

Отже, спільне застосування різних методів, нейтралізації і коагуляції, є важливим засобом предочистки промстоків шкіряних заводів перед біологічної очищенням. З допомогою цього методу можна інтенсифікувати процеси біологічної та механічної очистки.

2. Об'єкти і методи исследования.

2.1 Об'єкти дослідження Об'єктом дослідження було вода, узята у ННВК «Эком» ВСГТУ. 2.2 Необхідне обладнання і растворы.

1 Фотоколориметр.

2 Секундомер.

3 Хімічні склянки (V-0.5л.) — 3 шт.

4 Скляні палички з гумовими наконечниками — 3 шт.

5 pH метр.

6 10% розчин FeSO4*7H2O.

7 Розчин Ca (OH)2.

8 Магнітна мешалка.

9 Хімічний склянку (V — 1л.).

10 Відпрацьований розчин після дубления.

11 1H р-р їдкого натрия.

12 1Н р-р сірчаної кислоты.

13 Стандартний розчин визначення цветности.

14 Дистильована вода.

15 Змішаний индикатор.

2.3 Методи дослідження. а) Визначення дози коагулянта.

До чинників, надають впливу процес коагулирования як щодо повноти видалення домішок, і у відношенні властивостей що утворюється осаду, належить набір коагулянта, їх дози, значення pH води доі після введення реагентів і др.

Визначення орієнтовною дози залізного коагулянта починається з орієнтовного розрахунку дози сірчанокислого алюмінію, але спочатку необхідно визначити зміст зважених речовин чи кольоровість вихідного розчину (в градусах платиново-кобальтовой чи хромово-кобальтовой шкалы).

Для орієнтовного розрахунку дози сірчанокислого алюмінію можна використовувати емпіричні формулы:

Дк=4*(Ц

Дк=4*(710=106,5933 мг/л де Дк — доза коагулянта безводного сірчанокислого алюмінію, мг/л;

Ц — кольоровість вихідного розчину, в градусах платиново-кобальтовой чи хромово-кобальтовой шкалы.

Визначення кольоровості досліджуваного розчину, в градусах платиновокобальтової чи хромово-кобальтовой шкали, проводять згідно з додатком № 1.

Орієнтовну дозу закислого заліза можна розрахувати по формуле:

Д, к=Дк*(Е, к/57).

Д, к=284,222 мг/л де Дк — доза безводного сірчанокислого алюмінію, мг/л.

Д, к — доза безводного закислого заліза, мг/л.

Ек — 57 — еквівалентна маса A12(SO4)3.

Е, к — еквівалентна маса FeSO4. б) Визначення оптимального методу очищення хромосодержащих стічних вод.

Попередньо визначаємо величину pH, концентрації хрому (III) по відомої методиці (додаток № 2) в досліджуваної воде.

У середньому кожен з 3-х хімічних склянок вливаем по 300 мл. стічної води після процесу хромового дубления.

У посудину вводимо коагулянт, згідно з пунктом № 2.

У другій посудину вводимо концентрований розчин гидроксида кальцію до pH-10 промстока.

У третьому хімічному склянці видалення хрому (III) проводять шляхом спільної обробці досліджуваного розчину гидроксидом кальцію і коагулянтом. І тому в стічну воду попередньо вводимо концентрований розчин вапна до pH-10, і коагулянт.

В усіх трьох випадках, після введення реагенту і/або коагулянта, вміст всіх склянок перемешиваем на магнітних мішалках чи з допомогою скляних паличок протягом 2−5 минут.

Після закінчення перемішування палички виймаємо, а склянки залишають в спокої на 20−30 хвилин і ведемо візуальне нагляд освітою і формуватимуться осадженням пластівців. Після цього виробляємо вимір обсягу осаду в склянках і відбираємо проби визначення pH і залишкової концентрації хрому (III).

Результати вимірів і спостережень уявляємо як таблиці. Відносний обсяг осаду (А0) обчислюємо по формуле:

А0=(a/300)*100%, де aобсяг осаду, мл;

300- загальний обсяг вмісту склянки, мл. За підсумками даних визначається ефективність освітління і видалення інгредієнтів за такими формулам:

Ц0-Ц1 100%.

Ец= Ц0 * де Ц0- кольоровість стічної води до обработки;

Ц1- кольоровість стічної води після обработки.

Эс=((С0-С1)/С0)*100%.

где С0 — концентрації домішки в вихідному розчині, мг/л;

С1 — концентрації домішки в очищеному розчині, мг/л.

Таблиця № 2.

Форма записи результатов.

|.

3 0.

3 20 |.

5 4.

5 10.

5 7 |.

1,29 0,5.

1,29 0,24.

1,29 0,165 | |.

74,18.

75,36 | 61.

87 | | | |.

Додаток № 1.

Стандартний розчин на приготування бихроматно-кабальтовой шкали кольоровості готується за такою прописи.

Реактив А: 0.5 р K2Cr2O7 розчиняють в дистильованої воді при додаванні 2 мл концентрованої сірчаної кислоти і доводять дистильованої водою до 1 л.

Реактив Б: 10 р CaSO4*7H2O розчиняють в дистильованої воді при додаванні 1 мл концентрованої сірчаної кислоти і доводять дистильованої водою до 0.5 л.

Реактив У: 20 мл концентрованої H2SO4 розчиняють в дистильованої воді, обсяг доводять до 1 л.

Примітка. Готуючи розчини, необхідно дотримуватися обережність і забувати відоме правило розведення H2SO4.

Для приготування 1 л стандартного розчину, має кольоровість 1000, змішують 350 мл. розчину А;20 мл. розчину У мл. 450 мл. розчину В.

Шкала кольоровості наготовлюється шляхом розведення вихідних стандартних розчинів дистильованої водою; рекомендується застосовувати розведення у два; 5; 10; 20; 50; 100 раз.

По приготовленою серії еталонних розчинів кольоровості будують градуировочную криву Д-f (З), яка має залежність оптичної щільності пофарбованого розчину з його концентрації. Як нульового розчину використовують дистильовану воду. Вимірювання оптичної щільності проводять на фотоколориметре ФЭК-М з синім світлофільтром, у яких область максимального пропускання 400−480 нм.

Приложение№ 2.

Побудова каліброваної кривою; 4, 903 р. хімічно чистого калію чи 4, 367 р. дихромата натрію (краще брати стандарт-титр -0,1н. Дихромата калію) розчиняють в мірною колбі місткістю 1000 мл. Приготовлений розчин містить 2,53 г/л оксиду хрому. Готують серію еталонних розчинів з розрахунку змісту оксиду хрому 0,07- 0,5 г/л. У колби місткістю 100−150 мл. наливають з сухий калиброванной бюретки приготовлений розчин дихромата калію у кількості 3, 5, 7, 10, 12, 15, 17, 20 см³. У кожну колбу додають по 25 см³ 5%-ного розчину щавлевої кислоти і кип’ятять 3−5 хвилин. Отримані фіолетові розчини охолоджують, переносять в мірні колби місткістю 100 мл, доводять до мітки дистильованої водою, старанно перемішують і фотоколориметрируют. Зміст оксиду хрому в еталонних розчинах, г/л: 0,076; 0,126; 0, 177; 0,253; 0.304; 0,379; 0,403; 0,430; 0, 506. За свідченнями фотоколориметра та змісту оксиду хрому будують калибровочную криву. На осі абсцис відкладають показання фотоколориметра і осі ординат — відповідні концентрації оксиду хрому в грамах на літр. Періодично криву перевіряють за 3−4 точкам. Примітка. Для аналізу виробничих рідин приготовлений хромовий дубитель охолоджують до температури 20 градусів за Цельсієм і розбавляють водою в співвідношенні 1:50. У цьому слід користуватися піпеткою. Калиброванной на наповненні. Піпетку обполіскують і рідина зливають в колбу для розведення. Початковий розчин хромової солі розбавляють водою у відсотковому співвідношенні 1:2, відпрацьований розчин хромової солі не розбавляють. У колбу місткістю 100−150 мл вносять 10 см³ профільтрованої испытуемой рідини. 25 см³ 5%-ного розчину щавлевої кислоти і кип’ятять 3−5 хвилин. Після охолодження розчин кількісно переносять в мірну колбу місткістю 100 мл. і доводять до мітки дистильованої водою. Старанно перемішують і фотоколориметрируют.

Якщо під час кип’ятіння в відпрацьованому розчині хромової солі з’явилося помутніння, розчин знову фільтрують. Зміст хрому розраховують по формуле:

X=a*100 = a*10,.

10 де, а — зміст хрому (III), знайдене по каліброваної кривой.