Сорбционная очистка сточных вод. Сорбция (очистка сточных вод)

Из физико-химических методов наиболее часто используется очистка с помощью адсорбентов органической и неорганической природы. Твердые сорбенты растительного происхождения - это опилки. Для повышения качественных характеристик древесных опилок их пропитывают расплавом. Для сорбции нефти и нефтепродуктов могут применяться такие вещества, как торф, торфяной мох, бурый уголь, кокс, рисовая шелуха, кукурузная лузга, древесные опилки, диатомовая земля, солома, сено, песок, резиновая крошка, активированный уголь, перлит, пемза, лигнин, тальк, снег (лед), меловой порошок, отходы текстильной промышленности, вермикулит, изопреновый каучук и некоторые другие материалы (табл. 5.3).

Существуют различные способы очистки загрязненного нефтепродуктами грунта с использованием сорбционных материалов. Например, если в качестве адсорбента используют гидрофобизованные отработавшем техническим маслом опилки, то методика очистки заключается в смешивании их с загрязненной нефтью почвой, заливке смеси водой и перемешивании. После того как загрязненные опилки всплывут, их удаляют с поверхности воды. При таком методе очистка грунта достигает 97-98 %. Для сбора пролитого масла или маслообразных продуктов можно использовать рыхлую или крупчатую снежную массу. Пролитое масло покрывают слоем снега высотой 2-3 см, слегка его утрамбовывают, чтобы улучшить контакт с маслом, дают снежной массе некоторое время для пропитки маслом, после чего ее перемешивают. Обработку масляного пятна ведут до тех пор, пока большая часть снежной массы им не пропитается, после чего собирают в отдельную емкость, нагревают и отделяют выделившееся масло.

Главным свойством сорбента, применяемого для очистки нефтезагрязненных объектов, является его гидрофобность. Такое свойство присуще, например, древесному углю и пиролитическим отходам целлюлозно-бумажной промышленности. При пиролизе отходов древесины на лесокомбинате «Балыклес» г. Нефтеюганска производят продукт «Илокор» с хорошими сорбционными свойствами в отношении углеводородов нефти. Он представляет собой полидисперсный порошок с размерами частиц 0,3-0,7 мм с сорбционной емкостью 8,0 -8,8 г нефти на 1 г сорбента. На основе данного препарата получены две его модификации: «Эколан» и «Илокор-био». Эти сорбенты обладают не только хорошими сорбционными свойствами, их применение способствует быстрому вое-

становлению любого типа нефтезагрязненных почв. Так, при внесении в почву, загрязненную нефтью 50 л/м 2 , препарата «Эколан» из расчета 20 кг/м" происходило практически полное восстановление почвенного плодородия. Для восстановления выщелоченных черноземов потребовалось 3-4 мес., а для серых лесостепных почв - 7-8 лет. При внесении в загрязненную почву препарата «Эколан» резко снижается токсичность почвы, вследствие эффективной сорбции легких фракций нефти.

Таблица 5.3

Сорбционные материалы для сбора нефти и нефтепродуктов

Сорбент	Природа сорбента	Весовое соотношение сорбента и загрязнителя
Торф гранулированный	Органическое вещество естественного происхождения
Торф воздушно-сухой
Торф (влажный)
Сибсорбент-2	Специально обработанный
Целлюлоза фирмы
Соцветия тростника
Мох влажный
Г ранулы полиуретанового пенопласта	Органическое вещество искусственного происхождения
Изопреновый каучук	Органическое вещество органического происхождения
Карбамидный полимер
Резиновая крошка	Композиционный материал, включающий материал органической и неорганической природы
Диатомовая земля	Неорганическое вещество естественного происхождения
	Неорганическое вещество, прошедшее специальную подготовку
Базальтовое волокно	Неорганическое вещество естественного происхождения
Древесный уголь	Неорганическое вещество, полученное при сжигании древесины
Суперсорбент	Модифицированный пенополиуретан
	Модифицированный природный слоистый алюмосиликат
«Иликор»	Органическое вещество естественного происхождения, прошедшее специальную обработку
Аэрофонтанное волокно

Дешевый и экологически чистый препарат "Эконафт" был разработан фирмой "Инсгво". Расход этого вещества для обезвреживания нефгемас-лоотходов составляет 0,3-1,0 т на 1 т отходов в зависимости от степени загрязнения. После смешения препарата с загрязненной землей или другими нефтемаслоотходами процесс адсорбции завершается через ЗСМ10 мин. При этом утилизируемый материал приобретает вид гранул, прочный наружный слой которых герметизирует адсорбированные жидкие загрязнения и изолирует их тем самым от земли. Полученные гранулы не смачиваются водой, морозоустойчивы и стойки при хранении. Смешанные с землей гранулы могут быть использованы в качестве наполнителя в производстве строительных и дорожных материалов.

Для изготовления различных сорбентов широко используются материалы растительного происхождения. Американская фирма "СопуееГ производит армированный пластмассовой сеткой материал растительного происхождения, основой которого служит целлюлоза. Этот материал способен адсорбировать 10-15-кратное количество сырой нефти. Для удаления нефтепродуктов с водной поверхности применяют соцветия тростника. Их сорбционная способность - от 11 до 30 г нефти на 1 г тростниковых соцветий. В Англии разработан гидрофобный сорбент на основе специально обработанного древесного волокна, который выпускается в виде матов.

Оригинальный материал изготавливают из отходов целлюлозно-бумажной промышленности. В качестве сорбента предлагается использовать подвергнутое аэрофонтанной сушке волокно, представляющее собой объемную массу, состоящую из мельчайших волокон жгутовой свивки. Волокно получают путем переработки осадка сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности. С этой целью частично их обезвоженный осадок измельчают и высушивают в фонтанной струе горячего (120-140 °С) воздуха до влажности 3-4 %. Коэффициент поглощения нефтепродуктов таким волокном составляет 4-5. Благодаря горячей обработке и присутствию каолина в составе сорбента жгутики волокна приобретают структурную стабильность и упругость, что позволяет легко распылять его по нефтезагрязненной поверхности, а наличие смолы придаст волокну гидрофобность и плавучесть. Сорбент распыляют по загрязненной поверхности почвы или водоема. Адсорбция нефтепродуктов происходит в течение 30-60 с. Пропитанное нефтью волокно легко собирается любым механическим способом, прессуется в брикеты и утилизируется.

К минеральным сорбентам относятся перлит, вермикулит, цеолит и др. Как правило, для улучшения сорбционных свойств их модифицируют. Обработанный кремнийорганическими соединениями перлит эффективно собирает нефть в концентрации от 6 до 9 г/г.

Базальтовое волокно при определенной модификации может применяться для сорбции нефти и нефтепродуктов. Сорбент получают механическим смешиванием базальтового волокна и кремнийорганических или органических гидрофобизирующих соединений при соотношении 85-98 и 2-15 масс. % соответственно. Базальтовое волокно имеет следующий химический состав, масс. %: 8Ю 2 49,5-50,5; ТЮ 2 1,1-1,6;

АЬОз 14,5-15,5; Na 2 0 + К 2 0 2,8-3,5; Fe 2 03 + FeO 14,3-15,3; S0 3 не более 0,3; CaO 8,5-9,5; MgO 4,8-5,6 и H 2 0 0,2. Исходное базальтовое волокно хорошо пропитывается водой (гидрофобность 0%) и имеет pH 3,4-5,17. По отношению к легким нефтепродуктам сорбционная емкость гидрофобизированного базальтового волокна достигает 50-60 г/г. Сорбент на основе базальтового волокна по сравнению с другими волокнистыми сорбентами обладает существенно большей сорбционной способностью, и, кроме того, он может быть использован многократно.

Разработаны методы обезвреживания нефти и нефтепродуктов путем их связывания и превращения в твердые образования. При введении в смесь портландцемента жидких и твердых углеводородов образуется состав, который затем подвергают сушке. При этом углеводороды оказываются как бы покрытыми слоем цемента, изолирующим данный состав от соприкосновения с окружающей средой. Далее происходит застывание цемента в форме, которая придается смеси на начальном этапе перемешивания.

К способам отверждения можно отнести также известкование - обработку нефтезагрязненных грунтов негашеной известью в количестве 0,5-5% от массы разлитого нефтепродукта, в результате чего образуется твердый продукт, прочно удерживающий нефтепродукты в виде сложных образований - комплексов. Предлагаемый Курским институтом экологической безопасности препарат «Эконафт» применяется для санации нефтезагрязненных почв и ликвидации аварий нефтепроводов . Он представляет собой порошок, состоящий из негашеной извести и «модификатора» и добавляемый в отходы в соотношении 1 - 1н-2 по объему. Технология использования «Эконафт» основана на свойствах минеральных сорбентов оксидов - магния, кальция и хрома, из которых состоит негашеная известь, при гашении увеличивать удельную поверхность в 15-30 раз и превращаться в объемное вяжущее вещество с высокой адсорбционной способностью относительно углеводородов нефти. Процесс гашения сопровождается выделением большого количества тепла, в результате чего, собственно, и происходит резкое увеличение удельной поверхности.

Гашеная известь, как известно, хорошо смачивается водой, что приводит к резкому сокращению или даже к исчезновению ее абсорбционной способности. Поэтому для придания гидроксиду кальция гидрофобных свойств в процессе гашения в реакционную смесь вводят специальные вещества - модификаторы. В препарате «Эконафт» таким модификатором является триглицерид - полный эфир глицерина и высших жирных кислот. При смешении с известью он реагирует с ионами кальция на поверхности минерального сорбента, в результате чего образуется новое соединение - мыло- триглицерид кальция. Закрепленный на поверхности он придает ей гидрофобные свойства и способность образовывать с углеводородами нефти прочные соединения.

Предложенная технология обезвреживания загрязненных грунтов с использованием препарата «Эконафт» заключается в смешивании отходов с негашеной известью с добавкой модификатора и обработке смеси водой. При этом образуются гидрооксиды щелочно-земельных металлов, порошок которых обладает гидрофобными свойствами. Нефтепродукты препаратом эффективно адсорбируются с получением сухого, стойкого при хранении однородного порошкообразного вещества «ПУН», представляющим собой гранулы, состоящие из нефтесодержащих отходов, заключенных в известковые оболочки - капсулы. Полученные гранулы не смачиваются водой, морозоустойчивы и стойки при хранении .

Еще одним способом отверждения является смешивание нефти и нефтепродуктов с известковой вяжущей пастой на водной основе. Полученную смесь формируют в блоки размеров, удобных для последующей транспортировки или захоронения, и выдерживают до затвердения, в результате чего достигается капсулирование экологически вредных веществ в твердой цементирующей массе. Для ускорения процесса отверждения и снижения расхода огвердителя в композиционную смесь добавляют нетоксичную окись хрома. Окись хрома, полученная при термическом разложении двухромовокислого аммония, рассыпается по поверхности отверждаемой жидкости. Благодаря сильно развитой структуре поверхности она поглощает нефть, нефтепродукты и растительные масла.

Среди обширного класса сорбентов наиболее эффективными для удаления с различных поверхностей органических загрязнителей являются искусственные сорбенты многоразового пользования с высокоразвитой открытой пористой структурой. К таким материалам относится, например, сорбент, созданный на основе карбамидного олигомера, специальным способом вспененного и превращенного в поропласт с высокоразвитой межфазной поверхностью. Он обладает отличными олеофильными свойствами и высокой сорбционной способностью: 1 г такого сорбента может поглощать до 60 г нефти и нефтепродуктов, а скорость сорбирования составляет от нескольких минут до 1-2 ч в зависимости от вязкости нефтепродукта. Из сорбента легко извлечь до 97 % собранных нефтепродуктов простым методом отжима.

В Сибирском институте химии нефти СО РАН (г. Томск) разработана технология получения высокоэффективных адсорбентов на основе ультрадисперсных порошков .

Адсорбенты на основе окиси алюминия имеют неравновесную кристаллическую структуру, развитую поверхность и способны эффективно и быстро адсорбировать из воды органические вещества, нефтепродукты, тяжелые металлы, радионуклиды, галогены и другие загрязнители. Кроме того, эти адсорбенты обладают способностью коагулировать и осаждать коллоидные частицы железа, неорганических примесеи и эмульсии органических веществ и нефтепродуктов в водной среде.

Твердые синтетические полимерные сорбенты (пенополиуретан, различные смолы) состоят из частиц, содержащих открытые поверхностные поры, способные удерживать углеводороды и закрытые внутренние поры, придающие частицам хорошую плавучесть. Такие сорбенты не поглощают воду, но способны поглотить 2-5-кратный объем углеводородов. На некоторых предприятиях США для удаления нефти с поверхности воды используют хлопья полиуретановой пены, которая в дальнейшем собирается и отжимается с помощью специального устройства.

Хорошими сорбционными свойствами обладают такие полимерные материалы, как вспененные полистирольные гранулы или фенолформальдегидная стружка. Одним из лучших материалов в сорбции нефти является препарат «Пламилод», который представляет собой специально изготовленную пластмассу. Данный материал может впитать в себя до 1 т нефти на 40-130 кг собственного веса .

В последнее время для очистки природных сред все большее применение находят природные сорбенты естественного происхождения, такие как бентонитовые глины, цеолиты, шунгизиты и другие глинистые породы, которые обладают достаточно высокой сорбционной емкостью, катиоонообменными свойствами, сравнительно низкой стоимостью и доступностью, как местного материала. Значительно расширяет область применения местных природных сорбентов тот факт, что можно получать различные модификации вышеназванных сорбентов или их композиции для того, чтобы целенаправленно использовать их непосредственно в регионе.

В качестве сорбентов практически могут служить все мелкодисперсные и пористые природные твердые вещества, имеющие развитую поверхность.

Обычно природные адсорбенты имеют недостатки, к числу которых относят нелинейность изотерм и низкую каталитическую активность. Поэтому их модифицируют, применяя один из следующих способов: обработку водой, растворами кислот, щелочей и неорганических солей, связывание гидроксильных групп хлорсиланами или другими веществами, нанесением на поверхность нелетучих органических жидкостей, получение коллоидных систем и нанесением пыли адсорбента на инертный носитель.

С 1828 года минералогам известен минерал глауконит, однако данные о его происхождении появились значительно позднее. Образуется он на дне морей, на границе между окислительной и восстановительной зоной, как нормальный химический осадок, выпадающий в виде геля. О положительном эффекте при использовании глауконитов для повышения урожайности сельскохозяйственных культур в конце XIX века писали А.Н. Энгельгардт, В.А. Азимов, А.В. Ключарев и академики П.А. Григорьев и Д.Н. Прянишников. Впервые химический состав и условия образования глауконита осадочного происхождения был подробно изучен известным русским почвоведом К.Д. Глинкой в 1896 году.

Глауконит широко распространенный в природе минерал, общие ресурсы которого оцениваются в 35,7 млрд тонн. Россия обладает значительными ресурсами глауконитсодержаицих пород, наиболее крупные скопления приурочены к отложениям третичного периода и мезозойской эры. Наиболее перспективными считают запасы глауконитов в Центрально-европейской части, Калининградской области, Приазовье, Поволжье, на Южном Урале и Зауралье. Крупные месторождения глауконита обнаружены в Челябинской области.

Глауконит - глинистый минерал переменного состава с высоким содержанием двух- и трехвалентного железа, кальция, магния, калия, фосфора, а также содержит более двадцати микроэлементов, среди которых - медь, серебро, никель, кобальт, марганец, цинк, молибден, мышьяк, хром, олово, бериллий, камдий и другие. Все они находятся в легко извлекаемой форме сменных катионов, которые замещаются находящимися в избытке в окружаемой среде элементами. Этим свойством, а также слоистой структурой, объясняются высокие сорбционные свойства по отношению к нефтепродуктам, тяжелым металлам, радионуклидам. В то же время для глауконита характерен низкий процент десорбции (удаление из жидкостей или твердых тел веществ, поглощенных при адсорбции или абсорбции) и пролонгированное действие, высокая теплоемкость, пластичность и пр. структурная решетка глауконита представлена на рис. 5.3.

Глаукониты благодаря своим специфическим свойствам (наличию красящих окислов, активных катионов, слоистой структуре) используются для очистки питьевой и оборотной воды, восстановления почв, очистки сточных вод, улавливании газов, устранения запахов, нейтрализации разливов нефтепродуктов, сорбции тяжелых металлов, радионуклидов и токсикантов.

Глауконит соответствует техническим условиям ТУ-2164-003-45670985-05. В табл. 5.4 представлены физико-химические свойства глауконита. Глауконит по содержанию тяжелых металлов и радионуклидов должен соответствовать требованиям, представленным в табл. 5.5.

Таблица 5.4

Физико-химические свойства глауконита_

Глауконит предназначается для использования в качестве сорбента тяжелых металлов, радионуклидов и нефтепродуктов, при очистке сточных и оборотных вод, почв, подвергающихся техногенному загрязнению, в том числе обочин автодорог, скверов и газонов, расположенных вблизи городских автомагистралей с интенсивным движением автотранспорта; предприятий нефтеперерабатывающей промышленности, нефтеперекачивающих станций, АЗС, авторемонтных комплексов. Нор-

мы внесения глауконита в качестве сорбента зависят от уровня и площади загрязнений, а также от степени его обогащения.

Таблица 5.5

Требования к глауконитам по содержанию радионуклидов и тяжелых металлов

Глауконит относится к группе малотоксичных веществ четвертого класса опасности. По пожарным свойствам глауконит относится к группе негорючих и невзрывчатых веществ.

Особое место среди сорбентов, используемых для снижения концентрации нефтепродуктов, занимают глины и их модификации. Глины являются неорганическими ионообменниками. Это их свойство играет огромную роль в плодородии почвы, а также в движении в почве таких загрязнителей, как, например, тяжелые металлы или ионные пестициды.

Поскольку глинистая фракция большинства почв в силу высокой удельной поверхности с многочисленными активными центрами на ней фактически определяет свойства почвы, используемые в сельском хозяйстве. Кроме того, именно глинистой фракцией почв определяются буферные свойства почвы. Особые свойства глин, относящихся к группе смектитов, оказались чрезвычайно полезными в технологиях восстановления почв и отверждения опасных отходов, которые очистить стандартными технологиями не представляется возможным. Преобладающими минералами в глинистой фракции почв являются алюмосиликаты.

С середины 1980-х гг. для технологии восстановления объектов окружающей среды начали использовать модифицированные глины, или, как их называют чаще, органоглины. Они получаются обработкой природных глин четвертичными аминами, т.е. алкиламмониевыми солями. Органически модифицированные глины, или органоглины, состоят из бентонита, модифицированного солями четвертичного амина, например, хлоридами диметилдиалкил аммония. Главным компонентом бентонита является глинистый минерал монтмориллонит. Он имеет катионообменную емкость 75-90 мэкв/100 г. Аммонийная функциональная группа с атомом азота в четвертичном амине, которая имеет поло-

жительныи заряд, замещает на поверхности глины ионы натрия и кальция. В процессе приготовления органоглины замещенные ионы натрия и кальция вместе с высвобождающимися хлорид-ионами из молекул исходного четвертичного амина отмываются - переходят в раствор. После этой операции образовавшаяся модифицированная глина действует как неионногенное поверхностно-активное вещество, активно захватывающее неполярные молекулы нефти, масел и других плохо растворимых органических соединений.

Для удаления из воды растворимых органических соединений часто используют активированный уголь. Однако содержащиеся в сильно загрязненной воде капли нефти или масел закрывают поры активированного угля, и он перестает «работать». Применение органоглин предотвращает закрывание пор на частицах активированного угля.

Если удаление нефти является главной целью применения органоглины, то глина гранулируется, а затем смешивается антрацитом, играющим в данном случае роль активированного угля.

Использование модифицированных глин в качестве добавок к цементирующим связкам позволяет иммобилизовать нефтепродукты и ароматические соединения, часто присутствующие в отходах многих типов, в том числе в загрязненных почвах.

В Республике Татарстан находится Биклянское месторождение бентонитовых глин, которые можно использовать в качестве сорбентов для рекультивации загрязненных нефтепродуктами земель. В связи с этим, были проведены исследования по разработке эффективного метода активации бентонитовых глин с целью улучшения их сорбционных свойств, в частности, исследована возможность повышения поглотительной способности природных сорбентов на примере шунгита и бентонита при обработке природным высокомолекулярным соединением -картофельным крахмалом.

Модификацию природных сорбентов проводили раствором щелочного крахмала. Процесс модификации состоял из двух этапов: приготовления модификатора и непосредственно модификация сорбентов. На первой стадии крахмал смешивали с 7% раствором КОН при комнатной температуре и после кипячения охлаждали.

Сорбенты предварительно измельчали, а затем смешивали при комнатной температуре в различных соотношениях с предварительно приготовленным раствором модификатора. Модифицированный природный сорбент отделяли от воды вакуум-фильтрацией.

В полученных модифицированных сорбентах определяли сорбционную емкость и площадь их поглотительной поверхности (табл. 5.6).

Эффективность сорбции зависит от величины поверхности взаимодействия. Основной характеристикой сорбционной способности материала является «емкость» сорбента - определенное количество тех или иных загрязнителей, которые могут быть поглощены данным количеством сорбента.

Введение крахмала в шунгит сначала приводит к увеличению сорбционной емкости сорбента. При введении 4х10" 3 мг/г крахмала сорбционная емкость увеличивается примерно на 12%, а затем, при дальнейшем увеличении содержания полимера падает до исходного значения. Таким образом, модификация шунгита практически не приводила к заметному увеличению сорбционной емкости сорбента.

Таблица 5.6

Изменение сорбционных характеристик сорбентов_

При модификации глакоунита изменение сорбционной емкости происходит в пределах 29%. При увеличении концентрации крахмала в растворе до 1 Ох 10" 3 мг/г сорбционная емкость глакоунита возрастает; при дальнейшем его увеличении наблюдается незначительный ее спад.

Модифицирование бентонита приводит совсем к другой закономерности. С ростом концентрации крахмала наблюдается устойчивое возрастание сорбционной емкости. Максимальные значения 113,88 мг-экв/100г были достигнуты при обработке бентонита щелочным раствором при содержании 8 х 10" 3 мг/г крахмала. Таким образом, увеличение сорбционной емкости модифицированного бентонита относительно не модифицированного составило 2,6 раза.

1

1. Тарасевич Ю.И. Природные сорбенты в процессах очистки воды. – Киев: Наукова Думка, 1989. – 292 с.

2. Руш Е.А. Экологические технологии: методы совершенствования технологий сорбционной очистки промышленных сточных вод // Инженерная экология. – 2005. –№ 4. – С. 11-28.

Показана возможность глубокой очистки сточных вод от загрязнителей железнодорожного транспорта с использованием метода адсорбции природным ресурсом - бентонитовой глиной.

Предприятия железнодорожного транспорта относятся к числу основных источников, которые сбросами сточных вод загрязняют различные объекты окружающей природной среды. К вредным компонентам, содержащимся в сточных водах локомотивных и вагонных депо, локомотивно-вагоноремонтных заводов, промывочно-пропарочных пунктов, гальванических, аккумуляторных и других цехов являются различные по природе взвешенные частицы, нефтепродукты, фенол, соли тяжелых металлов, ПАВ, лакокрасочные материалы, кислоты, щелочи. Такие сточные воды не могут направляться непосредственно на биологическую очистку, так как компоненты, содержащие в них токсичны для микроорганизмов «активного ила» централизованных биологических очистных сооружений городов, а также устойчивы к воздействию ферментов этих микроорганизмов. Для удаления токсичных и биохимически устойчивых веществ подобные сточные воды целесообразно подвергать локальной очистке. Если физико-химическая обработка таких промышленных сточных вод обеспечивает необходимый уровень очистки для их использования в качестве технической воды, то нет необходимости направлять их на дальнейшую биологическую очистку.

В современной технологии очистки сточных вод все большее значение приобретает сорбционный метод. Известно, что эффективность данного метода очистки зависит от физико-химической природы как адсорбента, так и сорбируемых веществ .

Ограниченность водных ресурсов в Казахстане и соображения технико-экономического характера приводят к необходимости применения оборота воды в системе водопользования. Необходимость использования сточных вод для хозяйственных и технических нужд заставляет искать пути и способы более тщательной очистки их от тонкодисперсных взвесей, коллоидных веществ, имеющих как неорганическую, так и органическую природу. Существующие способы очистки позволяют в отстойниках улавливать из воды крупные взвеси и в прудах тонкодисперсные взвеси, но однако снизить уровень опасных загрязняющих веществ, таких как тяжелые металлы невозможно до норм, предъявляемых к сточной воде при использовании ее в народном хозяйстве, в частности для орошения сельскохозяйственных полей. Это требует применения более совершенных способов ее очистки.

В связи с этим нами на основе результатов экспериментальных исследований для предприятий железнодорожной сети выбрана технологическая схема локальной установки для очистки сточных вод с использованием метода адсорбции природным ресурсом - щелочным бентонитом местного происхождения (месторождение «Ибата»).

Очистка сточных вод включает следующую последовательность операций: механическую очистку; накопление - усреднение; последовательная обработка бентонитовой глиной, отстаивание и фильтрация.

Производительность очистных сооружений, исходя из общего объема стоков, в т.ч. поверхностного, а также ритмичности и графика поступления, составляет 26-30 м3/ч и рассчитана на средний поток 27 м3/ч. Общая продолжительность работы очистных сооружений 24 ч/сут, из них 16 часов - для очистки основного стока и 8 часов - на очистку, в основном, поверхностного стока.

Ниже приводятся описание и результаты очистки стоков по операциям.

Накопление-усреднение. Перед поступлением в накопитель-усреднитель сточные воды из разных объектов предприятия проходят металлическую решетку площадью 3,0×2,0 м из стальных полос 40×10 мм с зазорами 16 мм при угле наклона к горизонту 60-70 °С. Скорость протока стоков не превышает 1 м3/с. Очистка решетки выполняется вручную или механическим образом. Затем очищаемые стоки поступают в накопитель - усреднитель, обеспечивающий равномерное поступление воды на дальнейшую очистку. При этом обеспечивается сглаживание состава (усреднение) по компонентам, имеющего значительные колебания как по объемам поступления, так и по составу.

Одновременно с усреднением в отстойнике-усреднителе происходит взаимодействие компонентов растворов с предварительной очисткой, частичное отстаивание загрязняющих веществ, т.е. осветление (табл. 1).

Таблица 1

Степень очистки и состав воды после отстаивания в отстойнике - усреднителе (продолжительность отстаивания 6 часов)

Загрязняющее вещество	Концентрация загрязнителя, мг/дм3	Количество загрязнителя, кг/сут	Степень очистки, %
Взвешенные вещества
Эфирорастворимые вещества Нефтепродукты
Железо общее
Краска (взвесь)
Сульфат-ионы
Хлорид-ионы
Карбонат-ионы
Фосфат-ионы
Силикат-ионы
Гидроксид-ионы

Взвеси, накапливающиеся в отстойнике в виде осадка представлены, в основном, компонентами, аналогичными составу загрязнителей поверхностного стока (песок, лессовые включения, компоненты почвы и др.). Основные компоненты - SiO2 до 70 %, соединения кальция - CaO .SiO2 - до 15 %, СаО.Al2O3 до 10 %, Ғе2O3 . nН2O до 0,5 %, гумусовые вещества - до 4,5 %.

В табл. 2 приведен гранулометрический состав взвеси до и после отстаивания в усреднителе - накопителе, а в табл. 3 состав осадка.

Таблица 2

Средний гранулометрический состав взвеси до и после отстаивания в накопителе-усреднителе (%)

Таблица 3

Качественный и количественный состав, образуемого осадка в отстойнике-усреднителе

Адсорбционно-ионообменная очистка сточных вод. Осветленная в отстойнике вода поступает в адсорбционную установку, состоящую из двух секций, где происходит ее основная очистка. Объем используемого бентонита 12 м3 или 21 т. Поглощающая емкость (способность) обеспечивает работу адсорбента-бентонита без замены в течение 3-6 месяцев. Поглощающая емкость адсорбента элементами и соединениями очищаемой воды до его замены составляет 1500-1600 кг. Общее количество загрузки, подлежащее замене и утилизации составляет около 22 тонн, влажность 8-10 %.

Как видно из данных табл. 4, представляющих результаты опытно-промышленной проверки технологии очистки сточных вод железнодорожных предприятий, частицы бентонитовой глины, которые имеют как положительные, так и отрицательные заряды на своей поверхности, являются универсальными осадителями дисперсных примесей из водной среды, а также выполняют роль эффективного ионообменника. Интенсификация процесса осветления воды объяснимо хорошим диспергированием бентонитовой глины в воде до элементарных частиц и их взаимодействием с положительными и отрицательными частицами дисперсных примесей воды, приводящего к утяжелению и осаждению. Одновременно на глинистых частицах осаждаются ионы тяжелых металлов и других органических веществ.

Таблица 4

Результаты очистки сточных вод

Загрязняющие элементы и соединения	Концентрация в воде, мг/дм3			Степень очистки в %
	1-я секция		после очистки во 2-й секции
				1-й секции	2-й секции
	до очистки	после очистки
Взвешенные вещества
Эфирорастворимые Нефтепродукты
Железо общее
Краска (взвесь)
Сульфат-ионы
Хлорид-ионы
Карбонат-ионы
Фосфат-ионы
Силикат-ионы

Показано, что бентонитовые глины обладают высокой сорбционной способностью по отношению не только нефтепродуктов, но и к молекулам синтетических поверхностно-активных веществ.

Таким образом, адсорбционно-ионообменным методом с применением бентонитовой глины, обладающей возможностью адсорбции веществ из многокомпонентных смесей, можно осуществить эффективно очистку сточных вод предприятий железнодорожной сети до ПДК с возвратом очищенной воды в технологический цикл (мойка вагонов, колесных пар, система охлаждения) с одновременной утилизацией природного сорбента. Данный метод можно использовать в комплексных схемах глубокой очистки сточных вод, включающих механическую, физико-химическую, биологическую и другие методы очистки.

Механизм процесса сорбции на бентонитовой глине при очистке сточных вод от веществ различной природы носит молекулярный, ионообменный и хемосорбционный характер.

Библиографическая ссылка

Абдимуталип Н.А., Саинова Г.А., Тойчибекова Г.Б. СОРБЦИОННЫЙ МЕТОД ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА // Современные наукоемкие технологии. – 2012. – № 11. – С. 63-65;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=31106 (дата обращения: 26.11.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Сорбционные методы предполагают поглощение радионуклидов (или любого другого загрязняющего компонента, называемого сорбатом) твердой фазой (сорбентом) по любому механизму: адсорбция, ионный обмен, сокристаллизация, окклюзия, адгезия и т. п. Это, естественно, шире традиционного определения сорбции, но удобно при рассмотрении прикладной стороны вопроса, где более важен результат процесса, а не механизм его прохождения.

Сорбция проводится как в динамических, так и в статических условиях. Динамическая сорбция предполагает осуществление ее путем непрерывного фильтрования очищаемого раствора через слой сорбента. Статическая сорбция исключает направленное движение сорбента и очищаемого раствора относительно друг друга, а предполагает временный разовый контакт фаз (при перемешивании) с последующим их разделением. Поэтому вводятся два понятия, характеризующие емкость сорбента: статическая и динамическая емкость сорбента. Статическая емкость сорбента - это максимальное количество вещества, поглощенного единицей объема или массы сорбента к моменту достижения равновесия при постоянных температуре жидкости и начальной концентрации вещества. Динамическая емкость сорбента характеризуется максимальным количеством вещества, поглощенного единицей объема или массы сорбента до момента появления сорбируемого вещества в фильтрате при пропускании очищаемой воды через слой сорбента.

Динамическая сорбция

Динамическую сорбцию при очистке отходов осуществляют в насыпных или намывных фильтрах (рис. 1, 2). В первом случае в качестве загрузки фильтра применяют сорбент в виде механически прочного зернистого материала. В намывных фильтрах загрузкой служит сорбент в виде порошка. В качестве сорбента используют органические и неорганические материалы природного или искусственного происхождения.

Органические вещества природного происхождения обычно непосредствен­но как сорбенты не используются, а подвергаются предварительной обработке в целях их активации. В результате этого получают, например, такие сорбенты, как сульфированные уголь и битум, активированный уголь и т. п. Качество таких сор­бентов, как правило, невысокое: небольшая емкость, низкая механическая проч­ность и термическая стойкость. Поэтому какого-либо заметного применения, не­смотря на сравнительно низкую стоимость, такие сорбенты в практике очистки жидких радиоактивных отходов не нашли (чего нельзя сказать об очистки неактивных СВ).

Особо следует остановиться на возможностях применения битума. Оригинальна попытка использовать битум после его обработки олеумом (сульфирование) в качестве сорбента для очистки отходов.

Рисунок 1. - Схема насыпного ионообменного фильтра:

1 - патрубок ввода исходного раствора или вывода вод взрыхления; 2 - сдувка; 3 - распределительное устройство; 4 - пат­рубок ввода регенерационного раствора; 5 - ионообменный материал; 6 - коллек­тор; 7 - опора загрузки; 8 - патрубок ввода вод взрыхления или вывода филь­трата и регенерата.

Рисунок 2. - Схема патронного намывного фильтра:

1 - патрон с оплеткой из проволоки; 2 - трубная решетка; 3 - корпус; 4 - осадок; 5 - вспомогательный фильтро-материал; 6 - фильтрующий элемент.

Термопластические свойства битума позволяют после однократного использования расплавить отработавший сорбент, затем охладить его и получить твердый монолит с прочно зафиксированными радионуклидами. Однако невысокая обменная емкость сорбентов на основе битума (0,5-1,2 мг-экв/г), а также то, что объем отвержденных продуктов, направляемых на захоронение, больше, чем при использовании ионообменных смол, затрудняет их использование в практических целях.

Синтез органических полимеров с заданными свойствами, обладаю­щих способностью к ионному обмену, позволяет получить сорбенты высокого качества, лишенные недостатков природных сорбентов. Однако стоимость этих сорбентов значительна: так, синтетический катионит КУ-2-8 дороже сульфоугля примерно на порядок.

Для очистки жидких радиоактивных отходов в странах СНГ применяют в основном следующие сорбенты: сильнокислотный катионит КУ-2-8, высокоосновный анионит АВ-17-8 и низкоосновные аниониты АН-31 и АН-2ФН. Сорбенты выпускают в гранулированном виде и исполь­зуют обычно в Н + - и ОН - -формах. Все эти иониты обладают высокой обменной емкостью и осмотической стабильностью. Кроме того, они характеризуются хорошими фильтрующими и кинетическими свойствами, химической устойчивостью в концентрированных растворах кислот и щелочей и достаточно высокими коэффициентами очистки от радионуклидов. Так, коэффициенты очистки от радионуклидов 137 Сs и 24 Na на катионите КУ-2 достигают 100.

Ионообменный характер сорбции, которая рассматривается как гетерогенная реакция, накладывает свою специфику на свойства сорбента.

Обратимость ионообменной гетерогенной реакции, с одной стороны, позволяет сравнительно легко осуществлять регенерацию сорбента, а с другой - обусловливает создание условий для делокализации (вымывания) радионуклидов при хранении отработавшего сорбента.

Для ионов, близких по свойствам, не следует ожидать большого различия констант равновесия: такие ионы будут сорбироваться пропорционально содержанию их в растворе. Следовательно, обменная емкость ионита в этом случае практически вся используется не на сорбцию микрокомпонентов, а на выведение из раствора ионов макрокомпо­нентов (солей), что приводит к частым регенерациям ионитов и боль­шим расходам растворов на их регенерацию.

Типичный пример такого положения - очистка от 137 Сs раствора, основными макрокомпонентами которого являются соли близкого по свойствам натрия: очистить такой раствор можно, только удалив из него практически все ионы натрия, т. е. обессолив его.

Несмотря на хорошую обратимость сорбции при регенерации сорбента, требуется 2-3-кратный избыток кислоты и щелочи. Это приводит к удорожанию последующей переработки и хранения отходов из-за наличия большого количества балластных солей. Поэтому отходы с высокой засоленностью невыгодно очищать органическими сорбентами. Концентрация, лимитирующая экономическую целесообразность применения ионного обмена, составляет около 1 г/л . Указанное значение этого параметра несколько условно, так как зависит от многих факторов, влияющих на экономику переработки, таких, например, как производительность, способ локализации концентратов отходов, стоимость пара (в конкурирующем методе упаривания) либо капитальных и эксплуатационных затрат на мембраны и др.

Для радионуклидов со свойствами, отличными от свойств катионов-макрокомпонентов, находящихся в растворе, ситуация меняется: многовалентные радионуклиды благодаря большему заряду удовлетворительно сорбируются на катионите при наличии в растворе ионов натрия. Таким образом, очистку отходов от многовалентных радионуклидов можно в принципе проводить путем пропускания через катионит в натриевой форме. Ионы натрия, находящиеся в отходах, сорбироваться не будут, и соответственно пропорционально доле натрия в сумме катионов сократится объем регенераторов и частота регенераций.

Сорбция на органических синтетических сорбентах позволяет уда­лять из отходов практически все радионуклиды, находящиеся в ионной форме.

Недостаток ионообменной сорбции на органических синтетических сорбентах состоит в том, что радионуклиды, находящиеся в молекулярной, коллоидной форме и в виде комплексов, из отходов не удаляются , для очистки от них требуется применять дополнительные методы.

Синтетические сорбенты - пористый материал, поэтому он обладает хорошими кинетическими показателями. Однако если в отходах, поcтупающих на очистку, содержатся органические вещества с большими молекулами или коллоиды, происходит забивка ими пор ионита и сорбция ухудшается . Процесс этот, как правило, необратим и выводит сорбент из строя.

Практически все ЖРО содержат в той или иной степени коллоидные и органические вещества. В связи с этим обычно перед ионным обменом коллоиды удаляют коагуляцией либо ультрафильтрацией, а органические вещества рекомендуется выводить сорбцией на макропористых сорбентах или также ультрафильтрацией. В последнее время намечается тенденция к замене коагуляции, являющейся источником большого количества вторичных отходов (пульп), фильтрованием, например, на намывных микрофильтрах либо ультрафильтрах, обеспечивающих хорошее удаление коллоидов.

Необходимость в предварительной подготовке отходов - недостаток ионного обмена.

Синтетические органические сорбенты недостаточно устойчивы к воздействию излучения : при дозе излучения выше 10 6 Гр происходит разрушение сорбента, обусловливающее значительное уменьшение его емкости. Поэтому для очистки ВАО синтетиче­ские органические сорбенты не применяют. Отмеченные недостатки ограничивают область их использования переработкой НАО и некоторых видов САО малой засоленности. Однако для этих отходов ионообменная очистка представляет собой основной метод переработки и с успехом применяется на установках по переработке облученного топлива, а также атомных энергетических, транспортных и исследовательских установках.

Обычно ионообменной очистке подвергают первичные НАО засоленностью, измеряемой сотнями миллиграмм на литр, или вторичные - конденсаты от упаривания САО. При переработке первичных солевых отходов используют, как правило, раздельное Н + - и ОН - -ионирование, осуществляемое в насыпных фильтрах. Фильтры регенерируют.

Чтобы добиться хорошей очистки, процесс осуществляют в две ступени : на первой из отходов выводят соли и частично радионуклиды, а на второй, куда поступают уже отходы с низкой концентрацией солей, проводят основ­ную очистку от радионуклидов. При таком оформлении процесса обес­печивается очистка от основных радионуклидов, находящихся в ионной форме, примерно на 4 порядка. Однако следует отметить тот факт, что зачастую сорбция радионуклидов из низкосолевых растворов характеризуется меньшей эффективностью, чем из исходных.

Для сокращения объема регенератов последние порции их (промыв­ные воды) используют повторно для приготовления свежих регенерационных растворов. Чтобы уменьшить расход реагентов и соответственно количество солей, поступающих с отработавшими регенератами на хранение, регенерацию проводят обычно противотоком .

При очистке вторичных бессолевых отходов необходимость в реге­нерации ионитовых фильтров минимальна, что обусловлено созданием условий для перехода на использование сорбентов без регенераций. Это дает возможность применять более эффективные фильтры смешанного действия (ФСД) и намывные нерегенерируемые фильтры . Фильтры смешанного действия загружаются смесью катионита и анионита в Н + - и ОН - -формах. Благодаря такой загрузке число элементарных актов ионирования резко возрастает. Однако, это увеличение не бесконечно, а ограничено размерами зерен сорбента. Смешанная загрузка практически устраняет противоионный эффект, что приводит к увеличению степени очистки и позволяет работать при высокой скорости фильтрования (около 100 м/ч).

Намывные фильтры предполагают использование сорбента в виде порошка, намываемого на жесткий фильтрующий каркас (паудекс-процесс) . Каркас конструктивно выполнен обычно в виде пористых стержней (патронов) (см. рис. 3).

Развитая поверхность порошка сорбента существенно улучшает кинетику сорбции, позволяет уменьшить время контакта, соответственно до минимума сократить толщину фильтрующего слоя (0,3-1 см) и практически нацело использовать емкость сорбента. Отработавшие сорбенты периодически удаляются с помощью противоточного гидравлического удара («шоковая» регенерация) (рис. 3). Недостаток намывных фильтров - высокая стоимость однократно используемого порошка смол.

Фильтры рассмотренного типа используют при очистке конденсатов АЭС, что обеспечивает эффективное осуществление этого процесса при минимальных количествах концентратов (пульп ионообменных смол), направляемых на отверждение и хранение.

Рисунок 3. - Цикл работы намывного фильтра с вертикальными патронными фильт­рующими элементами: 1 - суспензия фильтроматериала; 2 - насос; 3 - исходный продукт; 4 - фильтрат; 5 - вода для регенерации; 6 - шлам.

Таким образом, для очистки первичных малозасоленных НАО целесообразно использовать насыпные фильтры в Н + - и ОН - -форме с регенерацией сорбентов (первая ступень очистки), а для доочистки вторичных бессолевых отходов (вторая ступень очистки), получающихся после очистки на первой выпарной (конденсаты) или ионитовой (фильтраты) ступени, - фильтры намывные или смешанного действия.

Интерес к неорганическим сорбентам вызван такими их особенностями, как селективность к отдельным радионуклидам; прочная фиксация сорбированных радионуклидов; высокая радиационная стойкость . Кроме того, природные сорбенты отличаются доступностью и дешевизной. Высокая стоимость искусственных неорганических сорбентов в определенной степени компенсируется их большей емкостью и селективностью.

Из природных минералов хорошей сорбционной способностью обладают алюмосиликаты : глины, цеолиты. Как правило, алюмосиликаты селективны к радионуклидам: 137 Сs и 90 Sr. Такими свойствами обладают минералы: вермикулит и клиноптилолит, бентонит, биотит, пиролюзит и др. Например, по отношению к цезию емкость клиноптилолита составляет 1,5-1,7 мг-экв/г, вермикулита - 1,0-1,5 мг-экв/г. Данные сорбенты могут обеспечивать коэффициент очистки раствора от 137 Сs и 90 Sr порядка 10 2 -10 3 .

Высокая стоимость рассматриваемых ниже искусственных неорганических сорбентов делает их менее перспективными для очистки больших количеств НАО и САО по сравнению с природными минералами.

Высокой селективностью по отношению к радиоцезию обладают ферроцианиды тяжелых металлов: коэффициент распределения 137 Сs при сорбции его из раствора, содержащего 12 г/л NaNО 3 , составляет 10 6 -2·10 9 мл/г. Причем радиоцезий сорбируется настолько прочно, что сорбент практически нельзя регенерировать.

Ферроцианиды как сорбенты могут быть использованы в виде взве­си в статических и в виде гранул на носителе в динамических условиях . В первом случае после сорбции необходимо эффективное разделение фаз, т.к. это будет лимитировать качество очистки.

Гидроксиды металлов сорбируют различные радионуклиды и, в частности, являются эффективными сорбентами радиоцезия. Исследование сор­бции 137 Сs гидроксидами различных металлов показало, что она увеличивается в ряду А1 3+

Сорбционные селективные свойства по отношению к рутению характерны для сульфидов металлов . Проверка сульфида меди в динамических условиях по­казала, что обеспечивался коэффициент очистки раствора от рутения 1·10 3 -5,5·10 3 . В связи с невысокой стоимостью сорбента предполагается его однократное использование.

Таким образом, в принципе имеются селективные неорганические сорбенты для радионуклидов: 137 Сs, 90 Sr и 106 Ru.

Сорбент выгодно использовать в динамических условиях, так как при этом достигается лучшая очистка и более полно используется сорбционная емкость. Однако неорганические сорбенты, как правило, не обладают необходимыми для применения их в насыпных фильтрах механическими и фильтрационными свойствами. Поэтому часто природные неорганические сорбенты приходится применять в статических условиях или в намывных фильтрах, где к ним таких жестких требований не предъявляется.

Для искусственных неорганических сорбентов такие решения из-за их вы­сокой стоимости и ограниченных масштабов применения обычно неприемлемы. Поэтому для использования этих сорбентов в насыпных фильтрах их приходится специально наносить на зернистый инертный механически прочный материал тонким слоем: масса сорбента не должна превышать 10% массы получающейся гранулы Сорбенты, используемые в таком виде (тонкопленочные сорбенты ), обеспечивают высокие коэффициенты распределения основных радионуклидов (137 Cs, 90 Sr, 60 Co), которые в пересчете на сорбирующее вещество достигают вели­чин порядка 10 4 -10 6 мл/г. В качестве носителя обычно применяют зерна силикагеля, активированного угля, синтетических ионитов. Благодаря хорошим технологическим, механическим и фильтрационным показателям эти сорбенты могут получить распространение в области обезвреживания жидких радиоактивных отходов при благоприятных экономических показателях.

Искусственные неорганические сорбенты используют при переработке ВАО или небольших количеств САО, причем очень важно такое их качество, как радиационная стойкость .

Взвеси , образующиеся при очистке отходов методом химического осаждения , также можно рассматривать как искусственные неорганические сорбенты. Однако этот метод будет специально рассмотрен в следующем разделе.

Из-за селективности к отдельным радионуклидам сорбцию на неорганических сорбентах нельзя рассматривать как основной метод очистки. Однако имеются условия, благоприятные для использования этих сорбентов, особенно селективных к радиоцезию, так как последний,

находясь, как правило, в отходах в ионной форме, плохо извлекается при коагуляции, умягчении и механическом фильтровании. Радиоцезий часто лимитирует сброс конденсатов от переработки отходов АЭС, прачечных вод после их очистки осаждением, низкоактивных отходов после их Na-ионирования и т. п.

Из природных сорбентов, селективных к цезию и стронцию, наибольшее при­менение для очистки отходов находят вермикулит, клиноптилолит и бентонит. Вермикулит рассматривают как перспективный фильтрующий материал при использовании его в намывных фильтрах, где он служит для ионообменной (в ос­новном от радиоцезия) и механической очистки радиоактивных отходов. Также данные материалы, особенно последние два, используются для уменьшения выщелачивания радионуклидов из отвержденных концентратов радио­активных отходов в качестве добавок, входящих в состав матриц, а также материала инженерных барьеров.

Статическая сорбция

Для осуществления сорбционного извлечения радионукли­дов необходимо наличие твердой фазы, происхождение которой при сорбции в статических условиях может быть различным: она может присутствовать в отходах (что обычно имеет место), вводиться в виде готовых сорбентов или образовываться в результате химических реакций.

Практически все виды жидких радиоактивных отходов различного происхождения содержат взвеси в количестве 10 -2 -10 -1 г/л. Взвеси и в особенности их наиболее тонкие фракции из-за развитой поверхности обладают той или иной склонностью к ионообменной и молекулярной сорбции. Например, гидратированная двуокись марганца, поступающая в отходы с дезактивационными растворами, - довольно распространенный сорбент для смеси радионуклидов и, что особенно важно, для 60 Со. Продукты коррозии, содержащие гидратированные формы окислов тяжелых металлов (Fе, Мn, Ni,Со и др.), также способны сорбировать радионуклиды. Поэтому организованное отделение взвесей может привести к заметной очистке отходов от радионуклидов, что позволяет иногда ограничиться только этой операцией (К оч ~ 10).

Часто для выведения каких-либо конкретных радионуклидов из отходов в них добавляют селективные сорбенты .

Как правило, сорбцию на селективных сорбентах используют в сочетании с коагуляцией . Это позволяет проводить в рамках одной технологической операции селективную сорбцию радионуклидов сорбентом, соосаждение и адсорбцию их на коагулянте, а также захват частиц сорбента коагулянтом, что позволяет (в случае совпадения оптимальных условий работы сорбента и коагулянта) взаимно усилить их действие.

Наиболее эффективный и распространенный вариант статической сорбции - химическое осаждение .

Из области водоподготовки для очистки жидких радиоактивных отходов позаимствованы такие классические методы химического осаждения, как коагуляция и умягчение . Первый метод предназначается для выведения из растворов коллоидов, второй - солей жесткости. При этом одновременно происходит также очистка от радионуклидов, находящихся как в коллоидной, так и в молекулярной и ионной формах.

В практике очистки жидких радиоактивных отходов коагуляцию обычно проводят солями железа, образующими в качестве коллектора гидроокись. Другой коллектор - гидроокись алюминия - применяют значительно реже из-за возможности осаждения гидроокиси железа в более щелочной среде, в которой происходит лучшая сорбция радионуклидов. Кроме того, образующиеся хлопья гидроокиси железа имеют большую плотность и поверхность.

При коагуляции выделяющийся осадок захватывает взвеси и коллоиды, а также ассоциированные на них радионуклиды: удаляются главным образом радионуклиды многовалентных легкогидролизующихся элементов. Например, коэффициенты очистки от редкоземельныx элементов 95 Zr/ 95 Nb могут составлять 50-100 и более. Особенно высока эффективность коагуляции при обработке от­ходов, содержащих α-излучающие радионуклиды (239 Рu, 241 Аm) . Коэффициенты очистки достигают значений 1000 и более.

На поверхности образующегося осадка протекают различные обменные и адсорбционные процессы. Сорбция 90 Sr достигает значительной степени (около 95%) в щелочной среде (рН ~ 10,5), когда поверхность хлопьев имеет сильный отрицательный заряд. Извлечение 106 Ru изменяется в широких пределах (8-96%) из-за мно­гообразия его химических форм. Сорбция 137 Сs осадком практически не наблюдается.

В качестве коллекторов применяют также гидроокиси магния, марганца, титана, циркония и хрома.

Особенность метода химического осаждения - селективность к отдельным радионуклидам. К наиболее важным радионуклидам, требующим селективного удаления, можно отнести 137 Сs, 106 Ru, 90 Sr, 131 I, 60 Со.

При содово-известковом умягчении в осадок выпадают карбонат кальция и гидроокись магния, которые служат коллекторами в основном для радиостронция. Стронций удаляется сокристаллизацией с карбонатом кальция. Поэтому количество удаляемого стронция пропорционально выводимой жёстко­сти (количеству кальция, переведенному в твердую фазу).

Использование содово-известкового процесса позволяет наряду со 90 Sr удалять и другие изотопы, главным образом изотопы РЗЭ и 95 Zr/ 95 Nb. Их содержание после осаждения СаСО 3 снижается при­мерно на порядок, а стронция – до 2 порядков.

Эффективный метод удаления радиостронция представляет собой также фосфатная коагуляция , в основе которой лежит получение практически нерастворимого соединения - гидроксилапатита состава 3Са 3 (РО 4) 2 ·Са(ОН) 2 , обладающего высокими сорбционными свойствами по отношению к тем радионуклидам, которые могут замещать кальций в структуре этого соединения. Для осаждения гидроксилапатита тре­буется высокая щелочность среды или большой избыток фосфат-ионов. Так, осаждение при рН = 11,5 и отношении РО 3- 4: Са 2+ , равном 2,2, дает примерно тот же эффект очистки, что и при рН = 10,2-10,4 и отношении РО 3- 4: Са 2+ , равном 5. Стронций при этом выводится на 98%. При фосфатной коагуляции происходит сорбция катионных форм радионуклидов главным образом стронция, а цезий и радионуклиды в анионной форме практически не соосаждаются. В целом фосфатная коагуляция дает очистку от смеси β-активных изотопов на 1-2 порядка.

Удаление 137 Сs производят с помощью осаждения ферроцианидов таких металлов, как Fе, Ni, Сu, Zn. Наиболее часто применяют ферроцианид никеля, так как он менее чувствителен к солевому составу перерабатываемых отходов и сохраняет сорбционные свойства в широком интервале рН. Эффективность метода весьма высока: коэффициент очистки по 137 Сs может достигать 1000.

Рутений трудно сконцентрировать в твердой фазе из-за многообразия его химических форм. Наиболее известные сорбенты - сульфиды тяжелых металлов, таких как Sb, Cd, Fе, Рb.

Кобальт , как и рутений, плохо концентрируется на осадках. Наиболее эффективна очистка от кобальта на оксигидратах циркония, хрома и марганца. Удаление 131 I можно производить соосаждением с иодидом серебра или меди со стабильным изотопом - «носителем».

Отмечено, что гидроокись висмута имеет тенденцию сорбировать анионы. Так, при концентрации 100 мг Bi/л и рН = 5,5 удаляется 96% 131 I. Еще более высокая степень удаления 131 I (до 98%) наблюдается при соосаждении с иодсодержащим соединением висмута состава ВiOI при рН = 2-5.

а - с последовательным введекием сорбента; б - с нротивотичным; 1 -подача СВ; 2 - подача сорбента; 3 - резервуары с перемешивающим устройством; 4 - отстойники для отделения отработанного сорбента от СВ; 5 – выпуск обработанной воды; 6 - выпуск отработанного сорбента; 7 - резервуар для сбора сорбента; 8 - насосы для перекачки сорбента на I ступень

Рисунок 4. - Схемы установок для сорбции в статическом режиме

Обычно сорбционная установка состоит из нескольких параллельно работающих секций, состоящих из трех-пяти последовательно расположенных фильтров. При проведении процесса сорбции в статических условиях применяются установки с последовательным и противоточным введением адсорбента, схема которых представлена на рисунке 4. Следует указать, что установка с противоточным введением сорбента более экономична и значительно чаще используется в практике очистки ЖРО.

Процесс химического осаждения завершается операциями по раз­делению фаз, предназначенными для осветления основной части от­ходов и концентрирования полученных при этом шламов. Фазы разде­ляют обычно фильтрованием или воздействием на двухфазную систему твердое-жидкость силового (гравитационного, инерционного или электромагнитного для ферромагнитных частиц) по­ля. Гравитационное разделение реализуется в отстойниках и осветлите­лях, инерционное - в центрифугах, электромагнитное – в магнитных сепараторах.

Рисунок 5. - Схема контактного осветлителя

Отстойники - малопроизводительные аппараты, в которых полу­чается пульпа высокой степени влажности - 97-99%. По этой причи­не в настоящее время их почти не применяют.

Для этой цели обычно используют осветлители (рисунок 5). В осветлителе отходы, содержащие взвесь, подаются в аппарат снизу и фильтруются через слой фиксированного там осадка. Такое оформление осветления позволяет работать с большими скоростями, полу­чать более плотный осадок и обеспечивать лучшее качество осветления и как следствие лучшую очистку.

Для дальнейшего осветле­ния отходов часто после ос­ветлителей предусматривает­ся операция фильтрования . Обычно для этих целей ис­пользуют напорные насыпные или намывные фильтры , а также микрофильтры .

1 -сопла; 2 -гравий; 3 - песок; 4 - антрацит; 5 - распределительное уст­ройство при фильтровании или сбор­ный коллектор при взрыхлении

Рисунок 6. - Схема напорного насыпного фильтра

В насыпных фильтрах в качестве смешанной загрузки исполь­зуют песок, измельченный кокс, антрацит, гравий (рисунок 6). Эти фильтры получили широкое распространение для доочистки уже освет­ленной жидкости. Они просты и надежны, однако при их регенера­ции образуется довольно значительное количество вторичных отходов в виде шламов. Более перспективны для переработки жидких радио­активных отходов намывные фильтры, в которых в качестве фильт­рующих добавок могут использоваться как естественные, так и искус­ственные материалы.

Намывные фильтры имеют ряд преимуществ: обеспечивают более тонкое фильтрование (до 1 мкм), что позволяет этот процесс использо­вать как самостоятельную операцию по очистке отходов; имеют большую производительность, и при их регенерации образуется сравнительно немного вторичных отходов.

Разработаны две основные конструкции намывных фильтров: патронные , а также листовые и роторные (типа Шенк и Фунда) (рисунок 7).

Роторные фильтры широко используют для переработки низкоактивных отходов за рубежом.

Если регенерацию патронных фильтров производят обратным током воды или воздуха и при этом образуются довольно значительные объемы шламов, то в роторных фильтрах осадок может быть обезвожен до содержания твердой фазы 22-25%. Удаление осадка осуществляется под действием центробежных сил при вращении дисков. Цикл работы роторного намывного фильтра состоит из следующих операций: 1) заполнение фильтра; 2) нанесение слоя фильтроматериала; 3) фильтрование; 4) опорожнение фильтра; 5) сушка осадка; 6) удаление осадка.

1 - цилиндрический корпус; 2 - полый вертикальный вал; 3 - горизонтальные диски; 4- коническое днище; 5 - трубопровод отвода фильтрата; 6- трубопровод отбора остатка суспензии; 7 - трубопровод подачи исходной суспензии; 8 - трубопровод подачи газа

Рисунок 7. - Схема намывного фильтра типа Фунда

Микрофильтры ,в зависимости от размера каналов (от 0,1 до 40 мкм), могут удалять частицы из раствора в широком диапазоне их дисперсности. Имеют плоскую либо трубчатую компоновку, работают под давлением (0,2-10 атм). Характеризуются высокой производительностью, модульной конструкцией, относительной простотой регенерации и эксплуатации вцелом, высокой эффективностью очистки и малым объемом вторичных отходов.

Область применения химического осаждения - переработка отходов низкого уровня активности. Химическое осаждение может представлять собой одно-, двух-, многостадийный процесс или комплексное осаждение, когда в осадок одновременно выводят различные малорастворимые соединения. Иногда осаждение дополняется сорбцией на мелкодисперсных твердых сорбентах, вводимых в отходы. Коэффициент очистки раствора, особенно общий для смеси различных радионуклидов редко превышает 100.

При более высоком уровне активности статической сорбцией не достигается требуемая степень очистки и ее используют в сочетании с другими методами очистки, например, с динамической сорбцией, ионным обменом, мембранными методами, дистилляцией.

Данные по извлечению радионуклидов на различных стадиях про­цесса очистки ЖРО в Кьеллере (Норвегия) с применением коагуляции и ионного обмена приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Эффективность удаления радионуклидов методами коагуляции и ионного обмена

Метод химического осаждения имеет следующие достоинства : низкая стоимость; использование широко распространенного оборудования и приспособлений, а также доступных реагентов (соли Fе, А1, Са, сода); возможность удаления радионуклидов как в ионной, так и в коллоидной форме; возможность переработки засоленных отходов.

К недостаткам метода можно отнести низкий коэффициент очистки; образование больших объемов шламов, требующих дальнейшей переработки (вторичные отходы); отсутствие очистки от солей, что не позволяет получать воду, пригодную для повторного использования или сброса ее в открытую гидросеть, если концентрация солей превышает сбросные нормы; необходимость разделения фаз.

Применение химического осаждения в промышленно развитых странах значительно уменьшилось из-за повышения требований к сбросным водам, а также из-за тенденции использования замкнутой схемы водоснабжения и применения безреагентных (или малореагентных) методов.

Кроме того, значительно возросли масштабы производства синтетических ионообменных смол, что снизило их стоимость, и появилась возможность использования в тех процессах очистки низкоактивных отходов, где ранее из соображений экономии отдавали предпочтение химическому осаждению.

Применение новых, более эффективных искусственных коллекторов активности, например, на основе соединений Ti, Zr, Nb, в статических условиях экономически нецелесообразно, так как при этом их емкость полностью не используется.

Из процессов химического осаждения находит заметное применение только коагуляция в основном как вспомогательная операция по осветлению (удалению взвесей, коллоидов, ПАВ). Эффективность коагуляции может быть существенно повышена при использовании синтетических флокулянтов, которые интенсивно разрабатываются в настоящее время. Совершенствуются и активно внедряются такие методы механического выделения из жидкости твердой фазы, как микро- и ультрафильтрация, которые позволяют проводить глубокое осветление отходов без коагуляции. Перспективно применение синтетических селективных сорбентов в малых дозировках совместно с мембранными и фильтрационными методами (микро-, ультра- и нанофильтрацией, обратным осмосом). Подобные совмещенные методы очистки относятся к реагентным баромембранным (или мембранно-сорбционным) и позволяют эффективно очищать ЖРО сложного радиохимического состава.

Считается целесообразным также проводить одновременно осветление и ионообменную очистку отходов на намывных фильтрах при ис­пользовании в качестве фильтрующих добавок порошкообразных ионообменных смол и волокнистых материалов или одних ионообменных смол в виде волокон.

Сорбционные методы

Сорбционные методы основываются на поглощении радионуклидов твёрдой фазы по механизмам ионного обмена, адсорбции, кристаллизации и другие .

Сорбция проводится в динамических и статистических условиях. При динамической сорбции фильтрование исходных жидких отходов проводится непрерывно через сорбент, а при статической сорбции проводится временный контакт двух фаз при перемешивании с дальнейшим разделением .

Динамическая сорбция проводится в намывных или насыпных фильтрах. Отличие заключается в том, что в насыпных фильтрах применяют сорбенты в виде зернистого прочного материала; в намывных фильтрах же в качестве сорбента применяют неорганические и органические материалы искусственного и органического происхождения .

Для очистки жидких радиоактивных отходов от радионуклидов применяют сорбенты (иониты) таких типов, как КБ-51-7, КУ-2-8 (сильнокислый катионит), АВ-17-8 (сильноосновный анионит), АН-31 и АН-2ФН (слабоосновные аниониты), вермикулит. Сорбенты выпускают в виде гранул, которые пере применением замачивают в специальном растворе для активации. Все перечисленные сорбенты обладают высокими коэффициентами очистки и хорошими фильтрующими свойствами .

Ионообменные гетерогенные реакции обратимы, что позволяет осуществлять регенерацию сорбента, но обуславливает создание условий для вымывания радионуклидов при хранении отработанного сорбента. Обменная ёмкость сорбента почти вся используется на сорбцию макрокомпонентов - солей, из-за их схожести со свойствами микрокомпонентов. Тогда для того, чтобы протекала сорбция микрокомпонентов (радионуклидов), необходимо проводить предварительное обессоливание. Иначе это будет приводить к частым регенерациям сорбента и, следовательно, повышением стоимости очистки .

Жидкие радиоактивные отходы с высокой засолённостью невыгодно очищать органическими сорбентами из-за того, что при регенерации сорбента требуется 2-2,5 кратный избыток щёлочи и кислоты (идёт удорожание очистки) .

Ситуация предстаёт обратная для радионуклидов, у которых свойства отличны от свойств макрокомпонентов. Многовалентные радионуклиды хорошо сорбируются на катионите в присутствии натрий-ионов. Поэтому находящиеся в жидких радиоактивных отходах натрий-ионы не сорбируются, что приводит к заметному снижению объёмов регенератора, вторичных отходов и частоты регенерации .

Применение синтетических органических сорбентов позволяет удалить из жидких радиоактивных отходов всё радионуклиды в ионной форме. Но такие сорбенты имеют некоторые ограничения по применению, которые перерастают в серьёзные недостатки. При использовании таких сорбентов радионуклиды в молекулярной и коллоидной форме из жидких радиоактивных отходов не удаляются. Также если в жидких радиоактивных отходах имеются коллоиды или органические вещества с крупными молекулами, то сорбент теряет свои свойства и выходит из строя из-за забивки пор .

На практике перед проведением ионного обмена для удаления коллоидных частиц применяют фильтрование на намывных фильтрах. Применение же метода коагуляции вместо фильтрования приводит к образованию больших объёмов отходов. Органические соединения из жидких радиоактивных отходов удаляются ультрафильтрацией. Заметен один из главных недостатков применения ионного обмена для очистки жидких радиоактивных отходов - это необходимость проведения предварительной подготовки таких отходов .

Для очистки высокоактивных жидких отходов синтетические органические сорбенты не применяют в виду их неустойчивости к воздействию высокоактивного излучения. Такое воздействие приводит к разрушению сорбента .

Для обеспечения высокой степени очистки процесс ионообменной очистки проводят в два этапа. На первом этапе из жидких отходов удаляют соли и небольшие количества радионуклидов, а уже на втором этапе проводят непосредственное удаление нуклидов из обессоленных жидких отходов. Регенерацию сорбента проводят противотоком. Чтобы повысить производительность фильтров скорость в начале цикла устанавливается в (90ч100) м/ч, а в конце цикла снижается до значений в (10ч20) м/ч .

Очистка обессоленных отходов даёт возможность применять эффективные фильтры смешанного действия (их регенерация затруднена) и намывные фильтры в виду того, что при очистке таких отходов необходимость в регенерации минимальна. Благодаря смешенной загрузке анионитов и катионитов в формах Н + и ОН-, устраняется противоионный эффект, и это приводит к повышению степени очистки и возможности увеличения скорости фильтрования до 100 м/ч .

Все жидкие радиоактивные отходы содержат в том или ином количестве взвеси, которые обладают склонность к молекулярной и ионообменной сорбции. Также продукты коррозии с гидратированными окислами железа, марганца, кобальта и никеля могут сорбировать микрокомпоненты. В связи с этим предлагается отделять взвеси для заметного улучшения степени очистки жидких отходов .

Для удаления из отходов таких компонентов, как 137 Cs, 99 Sr, 60 Co, используют добавление селективных сорбента, в данном случае - наноглины (монтмориллонит), что обеспечивает 98% очистку от данных компонентов. Сорбцию на селективных компонентах проводят в сочетании с коагуляцией .

Химическое осаждение является одним из эффективных вариантов статической сорбции. К достоинствам химических методов можно отнести низкую стоимость, доступность реагентов, возможность удаления радиоактивных микрокомпонентов в ионной и коллоидной формах, а также переработки засоленных жидких отходов .

Главной особенностью химического осаждения является селективность к различным микрокомпонентам, особенно к 137 Cs, 106 Ru, 60 Co, 131 I, 90 Sr. Коагуляция и умягчение являются методами химического осаждения; при применении этих методов идёт очистка от радионуклидов в коллоидной, ионной и молекулярной формах .

При применении содово-известкового умягчения CaCO 3 и MgOH 2 выпадают в осадок и служат коллекторами для 90 Sr, который удаляется кристаллизацией с CaCO 3 . Также использование данного метода позволяет удалять 95 Zr и 95 Nb .

Цезий (137 Cs) удаляют при помощи осаждения ферроцианидов железа, никеля (самый эффективный), меди и цинка, при этом коэффициент очистки составляет 100 .

Рутений (106 Ru) и кобальт (60 Co) плохо концентрируются в осадках из-за большого количества их химических форм. Удаление рутения производится такими сорбентами, как сульфид кадмия, сульфид железа, сульфид свинца. Очистка от кобальта эффективна на оксигидратах хрома и марганца. Радиоактивный йод 131 I производится соосаждением иодидом меди или серебра .

Химическое осаждение завершается процедурами разделения фаз. При разделении фаз идёт осветление большей части жидких отходов и концентрирование шламов. Разделение фаз производится фильтрованием или воздействием на систему силовым полем, которое может быть гравитационным (отстойники и осветлители) и инерционным (центрифуги). Из-за образования больших объёмов пульп очень высокой влажности отстойники применяют крайне редко, используя для этого осветлители. Осветление в таких аппаратах идёт с большими скоростями и обеспечивает высокую степень очистки .

Для дальнейшего осветления жидкости проводят фильтрование. Применение насыпных фильтров обеспечивает более тонкое фильтрование, такие фильтры имеют большую производительность, а при их регенерации образуется небольшое количество отходов. Насыпные фильтры получили большее распространение из-за простоты и надёжности, не смотря на образование большого количества вторичных отходов при регенерации .

Сущность метода: сорбционная очистка сточных вод производства - это процесс поглощения частиц загрязнителя различными фильтрующими материалами. Основным критерием при выборе того или иного фильтрующего материала являются сорбционные свойства материала, так как именно от них зависит эффективность очистки сточных вод. Среди критериев выбора фильтрующего материала можно назвать несколько основных свойств материала:

Механическая прочность материала;

Химическая устойчивость материала;

Сорбционные свойства материала.

Сорбционные методы можно условно поделить на две разновидности:

1) сорбция на активированном угле (адсорбционный обмен);

2) сорбция на ионитах (ионный обмен).

Достоинства метода:

1) очистка до ПДК;

2) возможность совместного удаления различных по природе примесей;

3) отсутствие вторичного загрязнения очищаемых вод;

4) возможность возврата очищенной воды.

Недостатки метода:

1) дороговизна и дефицитность сорбентов;

2) громоздкость оборудования;

3) большой расход реагентов для регенерации сорбентов;

4) образование вторичных отходов, требующих дополнительной очистки.

4. Доочистка сточных вод фильтрованием через неподвижный слой сорбента

Двухступенчатая доочистка сточных вод осуществляется последовательно на песчаных и сорбционных фильтрах, которые устанавливаются после других сооружений очистки. Технология очистки предназначена для получения такого качества воды, которое позволяет использовать обеззараженную воду в технологических процессах промышленных предприятий. Доочистке на фильтрах подвергаются все загрязнения, находящиеся в составе сточных вод.

Для доочистки сточных вод использовались активированные угли марок АГ-5 и КАД йодный, выпускаемые промышленностью, а также торфяной активированный уголь (ТАУ).

Характеристика активированных углей, используемых для доочистки сточных вод, приведена в табл.

Характеристика активированных углей

Марка угля	Суммарная пористость, см 3 /г	Удельный объем макропор, см 3 /г	Удельный объем переходных пор, см 3 /г	Удельный объем микропор, см 3 /г	Порозность загрузки	Насыпной вес, г/см 3	Диаметр зерен, мм	Удельная поверхность переходных пор, м 2 /г
КАД йодный

Показатели качества сточных вод (до и после доочистки) приведены в табл.

Показатели качества сточных вод после доочистки на фильтрах

Показатель	Концентрация загрязнений до применения фильтров, мг/л	Концентрация загрязнений после доочистки, мг/л
		на песчаных фильтрах	применение сорбционного фильтра, загруженного углем АГ-5	применение сорбционного фильтра, загруженного углем КАД йодным	применение сорбционного фильтра, загруженного ТАУ углем
Взвешенные вещества			отсутствуют	отсутствуют	отсутствуют
БПК поли
Растворимый кислород

На рис. 6 приведена схема доочистки сточных вод на двухступенчатых фильтрах. реагентный сточный фильтрование

Рис. 6. Схема доочистки сточных вод: 1 – вода после сооружений биологической очистки; 2 – приемный резервуар; 3 – насосная установка; 4 – устройство для перемешивания воды; 5 – распределительная камера; 6 – фильтр, загруженный песком; 7 – приемный резервуар; 8 – насосная установка; 9 – устройство для перемешивания воды; 10 – распределительная камера; 11 – сорбционный фильтр; 12 – промывной насос; 13 – резервуар промывной воды; 14 – сброс очищенной воды

Технологическая схема двухступенчатой доочистки сточных вод включает в себя приемный резервуар 2, насосную установку 3, с помощью которой вода подается в распределительную камеру 5, откуда самотеком поступает на песчаные фильтры 6. Очищенная на песчаных фильтрах вода собирается в приемный резервуар 7, откуда насосной установкой 8 перекачивается в распределительную камеру 10. На сорбционные фильтры 11 вода из распределительной камеры подается снизу вверх. При подаче сточных вод в распределительные камеры 5 и 10 часть воды переливается и отводится по трубопроводам 4 и 9 в приемные резервуары, где происходит перемешивание исходной жидкости. Эффективность очистки воды 96–99 %

Первая ступень фильтра загружена песком с диаметром зерен 1,8 мм и высотой 0,5–1 м. Скорость фильтрования составляет 10 м/ч. Период между регенерацией загрузки фильтра зависит от концентрации веществ и составляет 9–15 ч. Грязеемкость фильтра находится в пределах от 2,6 до 6,6 кг/м 3 . Промывка фильтра производится водой с интенсивностью 18–20 л/см 2 . Продолжительность промывки составляет 7 мин. Объем промывной воды – 4 % от объема очищенной воды. Для фильтров первой ступени можно использовать водовоздушную промывку с интенсивностью подачи воды 12 л/см 2 и интенсивностью подачи воздуха 16–19 л/см 2 . Продолжительность водовоздушной промывки составляет 6 мин.

Сорбционный фильтр загружен сорбентом на высоту 3,2 м, скорость фильтрования воды – 2–2,5 м/ч. Крупность зерен загрузки 1–2 мм. Интенсивность промывки сорбционных фильтров 6–12 л/см 2 . Продолжительность промывки принимается 7–10 мин. и уточняется в процессе эксплуатации фильтров. Фильтроцикл составляет 24 часа. Продолжительность работы сорбционных фильтров до регенерации – от 3 до 4 суток. Регенерация загрузки сорбционных фильтров выполняется тогда, когда ХПК (химическое потребление кислорода) после фильтрования на второй ступени превышает 15 мг/л.

Расчет величины рН сточных вод

Количество кислотных компонентов в стоках составляет:

H 2 SO 4 = 500 мг/л

HCl = 500 мг/л

M (H 2 SO 4) = 2·1,008+32,064+4·15,999 = 98,076 г/моль

M (HCl) = 1,008+35,453 = 36,461 г/моль

[Н + ] = / M = 500 / 98,076 = 5,1 моль/м 3

[Н + ] = / M = 500 / 36,461 = 13,7 моль/м 3

pH = -1g =-1g (([Н + ] H2SO4 + [Н + ] HCl) /Q ст)

где Q ст – производительность стока, Q ст = 2 м³/час

pH = -1g ((5,1 + 13,7) / 2) = - lg 9,4 = - 0,97

Таким образом, рН стоков равен 0,97 что говорит об избытке кислых компонентов (кислот).

1м 3 =1000дм 3 =1000л

1мг/л=1мг/дм 3 =1г/м 3

	Расход реагента в граммах на 1г иона металла,