Очистка сточных вод от тяжелых металлов сорбентами

Присутствие в воде ионов тяжелых металлов, таких как медь, свинец, железо, никель, цинк являются серьезной проблемой для окружающей среды из-за их высокой токсичности, а также из-за неспособности переработки микроорганизмами. Основными источниками загрязнения водных ресурсов такими металлами являются предприятия черной и цветной металлургии, машиностроения.

В результате несовершенства технологий очень большое количество промышленных загрязнений попадает в поверхностные водоемы, в том числе токсичные соединения тяжелых металлов (свинец, кадмий, марганец, кобальт, никель, медь, железо, цинк и другие). Суммарное количество загрязнений, попадающих в водоемы и водотоки с поверхностным стоком урбанизированных территорий, составляет около 15-20% от показателей загрязнения хозяйственно-бытовых сточных вод. В течение 90-х лет концентрация меди, цинка и свинца увеличились в 1,5-3 раза по сравнению с началом 80-х годов. Даже в сегодняшних условиях вода интенсивно загрязняется ионами тяжелых металлов из донных отложений. Поэтому проблема эффективного извлечения ионов тяжелых металлов из природных водоемов остается важной и требует разработки методов эффективной очистки стоков.

Существует большое количество методов очистки сточных вод, однако каждый из них имеет свои недостатки. Так, к недостаткам экстракционных методов относят сложность технологической схемы, большинство применяемых экстрагентов в той или иной степени растворяются в обрабатываемой воде. К недостаткам реагентных методов относят значительные расходы реагентов, дополнительные загрязнения ими сточных вод, невозможность возврата воды в

оборотный цикл из-за повышенного солесодержания. Недостатком метода осаждения является появление в растворах большого количества ионов Na+, K+, Ca2+; методов ионообменной очистки сточных вод – невысокая рабочая обменная емкость ионообменного материала; коагуляционного метода – образование невозобновляемых отходов и низкий эффект очистки.

Адсорбция широко используется для глубокой очистки сточных вод от растворенных органических веществ как стадия доочистки после биохимической очистки вод, а также в локальных установках, если концентрация органических веществ в воде незначительна и они биологически не разлагаются или являются сильнотоксичными.

Преимуществами применения адсорбционных материалов являются:

  • природные сорбенты широко распространены во многих странах;
  • они доступны;
  • адсорбционные технологии с использованием природных дисперсных сорбентов обеспечивают высокую степень очистки;
  • отработанный природный адсорбент необходимо утилизировать путем применение в технологиях получения других продуктов;
  • он не требует регенерации;
  • возможность очистки от нескольких компонентов одновременно;
  • возможность рекуперации веществ.

Эффективность адсорбционной очистки достигает 80-95% в зависимости от химической природы адсорбента, величины адсорбционной поверхности и ее доступности, от химического строения веществ и их состояния в водном растворе. В качестве адсорбентов используют активированный уголь, синтетические сорбенты и некоторые отходы производства (пепел, шламы и т.д.). Для очистки воды все большее применение находят неуглеродные сорбенты природного и искусственного происхождения – глинистые породы, цеолиты и некоторые другие материалы. Использование таких сорбентов обусловлено достаточно высокой емкостью, избирательностью, катионообменными свойствами некоторых из них, сравнительно низкой стоимостью и доступностью.

Каждый адсорбент имеет и свои индивидуальные предпочтения. К примеру, особенностью применения глауконита является его пролонгированное действие и максимально низкий процент десорбции (2-8%), то есть отпадает необходимость в утилизации продукта очистки.

Рекомендуем ознакомиться с оборудованием, предназначенным для эффективной очистки сточных вод от тяжелых металлов.