Обзор альтернатив метода электрокоагуляции в схеме очистки сточных вод гальванических производств

Abstract

Гальваническое производство характеризуется значительным водопотреблением, а в ходе процессов образуется большое количество сточных вод. В процессе нанесения гальванических покрытий в воду поступают различные загрязняющие вещества, в первую очередь, ионы тяжелых и цветных металлов, таких как Pb, Cd, Cr (VI), Cu, Zn, Ni. Они оказывают негативное влияние на окружающую среду и здоровье человека, поэтому важной инженерной задачей становится не допустить их попадания в природные воды и почву. В данной статье описана схема очистки сточных вод одного из гальванических производств с применением метода электрокоагуляции как основной стадии очистки. Основная проблема такого подхода – отсутствие комплексного осаждения ионов тяжелых цветных металлов кроме хрома. Условия проведения процесса электрокоагуляции подобраны таким образом, что происходит восстановление иона Cr6+, а концентрация остальных ионов (Ni2+, Cu2+, Zn2+) снижается незначительно, т.е. они транзитом «проходят» на следующие стадии очистки (мембранные блоки). Все это негативно сказывается и на качестве очистки сточных вод, и на сроке службы дорогостоящего мембранного оборудования. В качестве альтернативы рассмотрена схема, включающая более универсальные методы обработки воды: химическое осаждение и сорбция. Сущность химического осаждения заключается в образовании нерастворимых гидроксидов металлов при подщелачивании воды. Сорбция – это процесс извлечения ионов и блокирования (фиксирования) их в порах адсорбента с помощью физических или химических связей и сил. Оба метода (химическое осаждение и сорбция) следует рассмотреть более подробно и сравнить их эффективность с существующим. В результате будет разработана и описана альтернативная схема очистки сточных вод гальваники.

Galvanic coating industry supplies a great quantity of fresh water and produces enormous quantity of wastewater. During the process of galvanization water have been polluted by different types of substances, first of all are heavy metals, such as Pb, Cd, Cr (VI), Cu, Zn, Ni. All of them have negatively influence for the environment and human health and must be prevented to occur in water or soil. This article describes one of existing treatment schemes where electrocoagulation stage is used. The issue is how to dispose all heavy metals in complex, because current scheme is not applicable for all heavy metals removal except Cr (VI). Concentrations of Cu, Zn and Ni don’t change significantly after coagulation in electric field. Alternative scheme under suggestion includes more universal methods: chemical precipitation and sorption. The former consists in addition of hydroxides in water that forms insoluble compounds. Sorption is a process of extraction of ions and fixing/locking them in pores of the material (adsorbent) by physical and chemical bonds. Though both methods should be observed properly, and compared with each other to choose more effective. As a result, a new treatment scheme will be presented.