Методы очистки газообразных выбросов и сточных вод от приоритетных загрязнителей

Предложим методы для очистки газообразных выбросов и сточных вод от приоритетных загрязнителей, которыми в нашем конкретном случае являются вещества, приносящие наибольший ущерб предприятию: для газов - неорганические соединения свинца, для водных объектов - никель и кадмий.

Известны способы химической и электрохимической очистки воды от растворенного никеля. Такие из них, как ионный обмен, электрокоагуляция, известкование, не позволяют очистить стоки до уровня санитарных норм. Другие способы, такие как осмос, ультрафильтрация, хотя и обеспечивают большую степень очистки, дороги, малопроизводительны, требуют сложного оборудования и больших производственных площадей.

В результате чаще всего никель выделяется в таком виде, что он или может использоваться в качестве добавок в строительные материалы, или подлежит захоронению как шлам. В основном же производстве никель, получаемый в такой форме, можно использовать только в качестве вторичного сырья.

Задачу получения в результате очистки чистых и практически нерастворимых соединений никеля, пригодных для использования в основном производстве, решают способы с применением органических реагентов комплексообразователей, образующих с никелем нерастворимые комплексы.

Известен также способ извлечения никеля из водных растворов, по которому никель сорбируется сополимером О-винилового эфира диметилглиоксима (ДМГ) мс О-акриловым эфиром ДМГ, нанесенным на песок, кварц, стеклобой и т. п. В этом варианте гораздо дешевле обходится сорбент, т. е. носители прочны, химически стойки и недефицитны. Повышается и степень очистки стоков от никеля за счет минимальной растворимости образующегося комплекса. Однако проблема обезвреживания разбавленных элюатов и промывных вод остается. Кроме того, в очищаемую воду попадают при этом новые загрязнители - частично смываемый с поверхности носителя хемосорбент и продукты этерификации сложных эфиров.

Наиболее близким к заявляемому является способ, предназначенный для очистки сточных вод от никеля с начальной концентрацией до 1 г/л. Способ включает введение в сточные воды перекиси водорода, формальдегида или растворимого полисульфида натрия. При этом создается такая кислая среда, при которой образуется пригодный для выделения из стоков оксид никеля.

Затем вводят ДМГ от 2 до 10 моль на 1 моль никеля для получения диметилглиоксимата никеля (ДМГН) - вещества, которое можно вывести из стоков. Процесс образования ДНГН происходит в щелочной среде, а так как среда, в которую добавляют ДМГ кислая, то следующей операцией является введение в нее щелочи (гидроксидов кальция или натрия). Водородный показатель рН корректируют щелочами до 7-11.

На этом этапе происходит образование ДМГН и гидрооксида никеля, выводимых из сточных вод. Отделением ДМГН, гидроксида никеля и оксида никеля производят отстаиванием, центрифугированием, фильтрацией и т. п.

Для очистки от кадмия преимущественно применяется реагентный метод - перевод ионов в малорастворимые соединения, с последующей фильтрацией нерастворимого или малорастворимого кристаллогидрата. Основное его достоинство - крайне низкая чувствительность к исходному содержанию загрязнений, а основной недостаток - высокое остаточное солесодержание очищенной воды. Это вызывает необходимость в доочистке. Также, наряду с вышеуказанным методом, применяют гетерогенный ионный обмен или ионообменная сорбция - это процесс обмена между ионами, находящимися в растворе, и ионами, присутствующими на поверхности твердой фазы - ионита. Очистка сточных вод методом ионного обмена позволяет извлекать и утилизировать ценные примеси (для нашего случая никель), очищать воду до ПДК с последующим ее использованием в технологических процессах или в системах оборотного водоснабжения. Главный недостаток технологии ионного обмена состоит в том, что для выделения из воды элементов или солей необходимы регенерирующие кислоты или щелочи, которые впоследствии в виде солей поступают в окружающую среду, вызывая вторичное загрязнение последней.

В настоящее время методы очистки приточного воздуха классифицируют на следующие группы:

· Пылевые фильтры

· Адсорбционные фильтры

· Фотокаталитические фильтры

· Ионизирующие очистители (электрофильтры)

Пылевые фильтры - специальная ткань из различных волокон, способных задерживать частицы пыли размером от 0,3 микрон и выше. Принцип их работы следующий: воздух вентилятором продувается через ткань, где происходит улавливание частиц пыли. Максимальная степень очистки воздуха в них при соблюдении правил технической эксплуатации достигает 99,9 %. В качестве фильтровальных материалов применяют ткани из природных волокон (хлопчатобумажные и шерстяные), ткани из синтетических волокон (нитроновые, лавсановые, полипропиленовые и др.), а также стеклоткани. К достоинствам данного типа фильтров можно отнести: простоту использования и невысокую стоимость, а к недостаткам: очистка только от пыли и высокие эксплуатационные расходы (замена фильтрующих материалов).

Еще статьи по экологии

Основные вопросы экологии
С момента появления человека познание природы было одним из необходимых условий его выживания. Человечество постепенно накапливало экологические знания. Известно, что все живые организмы тес ...

Экологические проблемы цементного производства
Цементная отрасль наряду с металлургией, электроэнергетикой, химией и машиностроением определяет экономический потенциал и уровень промышленного развития страны. Динамично развивающийся строительно-ин ...

Экологическая компетенция подростков
Значительная роль в просвещении, связанном с проблемами окружающей природной среды, принадлежит общеобразовательному и дополнительному учреждению, именно в нем изучаются основы наук, на баз ...