1 Представление
Последние десятилетия по всему миру ужесточаются требования по защите окружающей среды от различного рода загрязнителей, в том числе от тяжелых металлов. Тяжелые металлы находятся во всех видах промышленных стоков и дымовых газах. Высокая токсичность при низких дозах и способность к накоплению в живых организмах объясняет возрастающую потребность к коррекции содержания в стоках согласно всемирным нормам. Промышленная обработка способна понизить уровень химическим осаждением, ионным обменом, адсорбцией, электролизом и различного рода фильтрационными процедурами.
METALSORBTM - это ряд химических осадителей на основе сульфида, позволяющих достаточно просто снизить уровни содержания тяжелых металлов.
2 Главные источники тяжелых металлов
Число, тип и уровень загрязнения тяжелыми металлами, находящимися в воде, различен в источниках сточных вод. Мы можем выделить 2 основных случая:
А. Производственные воды обычно содержать один или два металла с высоким содержанием. Металл, находящийся в воде, соответствует процессу производства. Это могут быть хром, кадмий, никель, медь, цинк, олово, серебро после обработки поверхности в электролитических ваннах; медь в производстве инсектицидов и гербицидов; цинк и кадмий в производстве пигментов и красок; кадмий - покрышек; литий, цинк, никель и кадмий - батареек. Когда металл содержится в количестве, превышающем определенный уровень, или, когда активный инградиент в недостаточном количестве, вода должна быть утилизирована и обработана перед возвращением в цикл или сбросом. В этих случаях типичное содержание металлов - граммы на литр. Сегодняшняя тенденция для улучшения экономики - разделение металлов и их возможная переработка.
Б. Обычные сточные воды содержат все виды тяжелых металлов с низкими содержаниями порядка миллиграмм на литр. Низкие содержания и число металлов исключает возможность оборота воды. Сточные воды - это дождевые, промывные, воды с газопромывки и пр. Производства растворителей и мусоросжигающие заводы - большие производители сточных вод со всеми видами металлов, т.к. потоки газов часто чистят водой для удаления летучих металлов. Экстракционные производства также дают большие количества воды богатой цинком, свинцом, мышьяком и пр.
3 Химическое осаждение
Эта технология стандартна уже много лет. Как правило, в воду добавляется комплексообразующее вещество (в анионной форме), которое хорошо связывает металл в диссоциированной форме (катионной) с образованием нерастворимых соединений, выпадающих в осадок.
Затем добавляются полиэлектролиты для увеличения размера хлопьев, чтобы было легко очистить поток воды отстаиванием или фильтрованием. Эффективность химического осаждения обратно пропорциональна растворимости соединения в воде в комплексной форме. В действительности так называемое нерастворимое соединение имеет остаточную растворимость, зависящую от природы осадка (см. табл. ниже).
Применение гидроксидов и карбонатов в качестве осадителей объясняется их низкой стоимостью, их можно контролировать простым регулированием pH (каустической содой или известью).
Но
- Выпадающий осадок находится в виде очень мелких хлопьев, что требует дополнительного коагулирования / флокулирования.
- Получаемые большие объемы осадка увеличивают стоимость утилизации осадка.
- Используя осаждение только гидроксидами и карбонатами, не всегда можно добиться нормативных требований.
- Каждый растворенный метал имеет свою оптимальную область pH для максимального осаждения гидроксидом. Гидроксиды металлов более растворимы до и после точки оптимального значения pH, поэтому даже незначительное регулирование pH для улучшения осаждения одного металла может перевести другой обратно в раствор.
4 Осаждение дитиокарбаматами
Как видно из предыдущей таблицы, осаждение сульфидами - наиболее эффективная методика осаждения. Растворимость в некоторых случаях настолько мала, что дестабилизирует растворимые комплексы. Самые маленькие соединения, содержащие сульфид - соли сульфиды натрия (Na2S, NaHS). Однако их не рекомендуется использовать из-за выделения токсичного газообразного сероводорода при увеличении кислотности среды, случайных проливах или передозировках. Лучшая альтернатива - это обработка сульфидом в форме дитиокарбаматов.
Комплексообразующая группа по-прежнему содержит сульфид, но в этот раз химически привита на органическую молекулу. Реагенты SNF этой группы известны как METALSORBTM. Доступны различные его типы, соответствующие различным органическим составляющим. На самом деле, действие дитиокарбамата относится только к степени остаточной растворимости комплекса металла. Огранометаллическое осаждение относиться к структуре образующихся хлопьев.
С одной стороны, маленькие органические молекулы высоко активны и выгодны из-за высокого содержаниях активной составляющей, но образующийся осадок требует добавления полиэлектролитов для получения больших хлопьев для простого разделения.
С другой стороны, при увеличении размера органической составляющей молекулы, содержание активной части уменьшается. Однако осадок может быть сразу отделен от обрабатываемой воды отстаиванием или добавлением небольших количеств флокулянта.
METALSORBTM представляет простое, гибкое, экономичное решение при коррекции содержания металлов в воде.
METALSORBTM - водный раствор. Продукт “готов к употреблению", не требует предварительного разбавления и дорогостоящего оборудования для приготовления. Группы дитиокарбамата, будучи химически привиты на органическую структуру, не выделяют сульфид и токсичные газы.
METALSORBTM очень эффективен, осаждает тяжелые металлы из потоков сточных вод, очищая воду до официальных нормативов. В области удаления тяжелых металлов METALSORBTM имеет другие полезные свойства:
Доступен широкий ряд молекулярных архитектур для образования хлопьев, адаптируемый для любого промышленного решения. Перенос хлопьев обратно в обрабатываемую воду при передозировках уменьшается и пресекается добавлением флокулянта и/или коагулянта. Большой размер хлопьев обеспечивает быстрое осаждение и простое обезвоживание осадка. Расход коагулянта и/или флокулянта может быть снижен, а иногда и сведен к нулю, использованием METALSORBTM соответствующего типа. Образование плотного, компактного осадка минимизирует стоимость утилизации.
METALSORBTM применяется в широких областях” pH (в основном в области 3-10, реже 4-9) и температур.
METALSORBTM эффективен с большим рядом металлов и одновременно удаляет ‚различные комбинации тяжелых металлов. Сила комплексообразования дитиокарбаматных групп позволяет напрямую осаждать связанные в комплексы металлы. Химически устойчивый осадок не выделяет вторичные загрязнения.
КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ СУЛЬФИД
В частности, METALSORBTM очень эффективен при обработке стоков от:
- мусоросжигающих заводов
- производств растворителей
- типографий
- кожевенных фабрик
- металлургических заводов
- металлообрабатывающих заводов
- электронной промышленности
- фотографической промышленности
- автомобильной промышленности
- химической промышленности
- электростанций
- гальванических производств
- производств очистки цветных металлов и т.д.
5 Характеристики METALSORBTM
METALSORBTM реагирует со следующими металлами
6 Методика применения
Для потоков без растворимых комплексов METALSORBTM добавляется прямо в сточную воду с pH между 3-10. Группировки дитиокарбамата реагируют с диссоциироваными тяжелыми металлами с образованием нерастворимых комплексов и хлопьеобразованием.
Дозировка комплексообразующего агента может установлена на основании состава обрабатываемой воды в промышленных или лабораторных испытаниях.
Когда уровень загрязнения неизвестен, персонал технической поддержки SNF может провести специальное исследование, включая всесторонний анализ образца воды в лаборатории SNF.
При необходимости для увеличения размера хлопьев может быть добавлен коагулянт (FLOQUATTM, полиамин, полиДАДМАХ, соли алюминия или железа). Для дальнейшего увеличения размера хлопьев и скорости осаждения иногда добавляют анионный флокулянт. В некоторых специфических случаях используют катионный флокулянт.
Если сточная вода содержит тяжелые металлы в виде комплексов (цитратов, фосфатов, тиосульфатов, ЭДТА, цианидов, ...), проконсультируйтесь со службой технической поддержки SNF.
METALSORBTM может эффективно удаляться из сточной воды фильтрованием через слой активированного угля (продается SNF Floerger). Эта обработка особенно полезна, когда избыток METALSORBTM используется для уменьшения растворимых металлов до очень низких уровней.
Схема обработки сточных вод на мусоросжигающем заводе:
стоки содержат растворимые металлы, используется METALSORBTM.
Эта схема приведена только для иллюстрации, т.к. характеристики всех заводов различны. Для консультаций по конкретному производству свяжитесь со службой технической поддержки SNF.
где 1 - Предобработка известью или каустической содой: нейтрализация и осаждение гидроксидов сточных вод, выходяцих с газопромывки. 2 - Обработка METALSORBом: комплексообразование тяжелых металлов, растворенных в воде. 3 - Обработка коагупянтом FLOQUATTM (при необходимости): рост размера хлопьев.
4 – Флокулянт FLOPAMTM (анионный или катионный; при необходимости). 5 - Отстойник. 6 - Сточная труба: более растворимые металлы с концентрацией меньше нормативов. 7 - Фильтр: утилизация. осадка ипи выделение металлов.