Очистка сточных вод от тяжелых металлов с использованием аппаратов вихревого слоя

Начиная с 1970-х годов во всем мире более актуальными и приоритетными становятся научные и технологические исследования, направленные на  защиту и охрану окружающей среды.

Это вызвано осознанием необратимости негативного антропогенного влияния, которое приводит к реальной угрозе существования человечества.  В связи с этим утвердилась убедительная мысль о том, что природоохранные меры должны быть приоритетными.

Насыщение среды вредными веществами, в том числе токсичными тяжелыми металлами, становится все более осознаваемой опасностью для нормальной жизнедеятельности и здоровья человечества. Этот фактор наряду с ростом количества народонаселения, истощением природных ресурсов, увеличением промышленного и сельскохозяйственного производства рассматривается в глобальных моделях будущего как один из самых фундаментальных факторов.

Интенсивный рост промышленного производства и энергетики, освоения природных ресурсов и развитие сельского хозяйства в районах с ограниченными источниками пресной воды, рост количества народонаселения создают во всем мире дефицит пресной воды. Наряду с этим, развитие отраслей промышленности, в частности таких, как оптическая, фармацевтическая, химическая предопределяет потребность воды с высокой степенью очистки. В то же время увеличиваются объемы сточных вод, которые, в свою очередь, влияют на окружающую среду и состояние водных бассейнов. Таким образом, проблема разработки эффективных способов очистки воды от нежелательных примесей остается весьма актуальной.

К 1950-му году очистка воды осуществлялось с помощью дистилляции, но, к сожалению, этот метод связан с использованием громоздкого оборудования и большими энергетическими затратами. С 1950-го года глубокую очистку воды осуществляли в основном с использованием ионного обмена. Основным недостатком этого метода является необходимость химической регенерации сорбентов, что связано с использованием значительного количества агрессивных реагентов, а также сложность аппаратурного оформления. С 1970-го года для получения воды высокой степени очистки в промышленных масштабах применяется электродиализ, который сочетается с обратным осмосом. Однако широкомасштабное развитие указанной технологии ограничивается ее высокой энергоемкостью и низкой производительностью.

Исследования компании GlobeCore показывают, что очистка и нейтрализация стоков промышленных предприятий может быть серьезно усовершенствована за счет введения в технологическую схему аппаратов вихревого слоя (АВС).

Данные устройства были разработаны в 60-70-хх годах прошлого века и с тех пор нашли применения для решения практических задач во многих отраслях промышленности, связанных с повышением эффективности и интенсификацией. Высокие результаты, которые демонстрировали АВС, связаны с целым рядом явлений и эффектов, имеющих место в рабочей камере аппарата. В контексте очистки сточных вод от тяжелых металлов можно говорить об электролизе, электромагнитной обработке, интенсивном диспергировании и др.

В таблице 1 приведены результаты процесса очистки сточных вод гальванического цеха от тяжелых металлов с помощью аппарата вихревого слоя типа АВС-100, а также сравнение полученных данных с исходными значениями и предельно допустимыми концентрациями, действительными для стран Европейского Союза.

Таблица 1

Результаты процесса очистки сточных вод гальванического цеха от тяжелых металлов с помощью аппарата вихревого слоя АВС-100

Наименование параметра

Значение параметра

Предельно допустимая концентрация (Европейский Союз)

До очистки

После очистки

1

рН

1,75

6,74

6,5-8,5

2

Fe, мг/л

9,7

2,77

2-20

3

Cu, мг/л

18,29

0,65

0,1-4

4

Ni, мг/л

5,8

<0,02 (не обнаружен)

0,5-3

5

Cr+6, мг/л

19,08

<0,005 (не обнаружен)

0,1-0,5

Исходя из полученных численных значений, можно утверждать, что применение аппарата вихревого слоя типа АВС-100 в процессах очистки сточных вод гальванических цехов позволяет снизить концентрацию тяжелых металлов до значений, не превышающих предельно допустимые концентрации, действующие на территории Европейского Союза. В случае никеля и шестивалентного хрома удалось добиться полного отсутствия данных веществ в очищенной воде. Это говорит о перспективе использования аппаратов вихревого слоя в странах, где действуют более жесткие требования в отношении концентраций шестивалентного хрома и никеля.

Также было установлено, что очистка воды происходит мгновенно и не требует перерасхода используемых реагентов. Процесс отстаивания осадка протекает намного быстрее, чем при использовании аппаратов с мешалкой.