Очистка сточных вод гальванических производств
В статье рассмотрены особенности очистки сточных вод гальванического производства с акцентом на удаление тяжёлых металлов, цианидов, Cr(VI), органических добавок и устойчивых комплексных соединений. Описано место озонирования и AOP в технологической схеме: окисление цианидов, де комплексирование металлов, разрушение комплексообразователей и подготовка гальванического стока к осаждению, фильтрации, сорбции или ионному обмену.
Гальванические производства неизбежно формируют сточные воды со сложным и опасным составом — в них присутствуют тяжелые металлы, примеси органических веществ, иные агрессивные компоненты и устойчивые комплексные соединения.
Задача очистки выходит за рамки технической необходимости: это обязательное условие соблюдения природоохранного законодательства и минимизации воздействия на окружающую среду. В статье рассмотрены основные принципы и актуальные решения для работы с такими водами, место озонирования и AOP в технологической схеме, в том числе подготовка стока.
Источники и состав гальванических сточных вод
Гальванические производства в рамках генерации металлических покрытий путем электролиза потребляют значительное количество воды, а их сточные воды относятся к категории высокотоксичных промышленных стоков с преимущественно минеральным составом загрязнений. Сток на предприятиях образуется при:
- обезжиривании, травлении, промывке деталей;
- нанесении металлических покрытий, хромировании, никелировании, меднении, цинковании, пассивации;
- на этапе финишной обработки поверхности.
Состав гальванического стока зависит от применяемых электролитов, режима промывки, степени разделения потоков и организации локальной очистки.
Стоки электролизеров разделены на три группы.
| Группа сточных вод | Основной загрязняющий компонент |
| Хромсодержащие | Соединения шестивалентного хрома |
| Цианистые сточные воды | Цианиды, часто связаны с металлами в виде устойчивых комплексов |
| Кислотно‑щелочные | Ионы тяжелых металлов — медь, цинк, никель и другие |
Меньшую роль играют высокие концентрации противоионов — анионы серной, соляной, фосфорной и других кислот. Химическое потребление кислорода в таких стоках варьируется от 200 до 2000 (реже до 4000 и больше) мг/л, а растворенная органика обычно <1000 мг/л. То есть, преимущественно это минеральные загрязнения.
Среди веществ-загрязнителей есть в том числе сильные окислители:
- дихроматы;
- хроматы;
- перманганаты и др.
Их уже не представляется возможным устранить путём окисления — их необходимо либо отфильтровывать (ионным обменом и адсорбцией), либо восстанавливать до более низких степеней окисления (обычные соли хрома, марганца), и после отфильтровывать.
Дополнительный фактор – это обильное использование комплексообразователя ЭДТА (этилендиаминтетрауксусной кислоты) в гальванике для повышения растворимости соединений металлов, так как ЭДТА образует устойчивые растворимые комплексы с различными ионами металлов. В стоках остаются высокие концентрации ЭДТА (100 мг/л и выше), что резко увеличивает растворимость соединений металлов и препятствует осаждению ионов тяжелых металлов из раствора. Как загрязнитель, ЭДТА помогает токсичным ионам тяжелых металлов проникать в организмы и усваиваться ими — даже если в норме организм мало адсорбирует эти ионы. Таким образом, ЭДТА является важным агентом, усиливающим токсичность соединений тяжёлых металлов.
Методы очистки сточных вод гальванических производств
В очистке используются продвинутые процессы озонирования (с перекисью, ионами железа и облучением), обязательно в сочетании с несколькими стадиями коагуляции и фильтрации и дополнительными процессами окисления/восстановления веществ в стоках.
ЭДТА неплохо разлагается в растворе при облучении УФ и довольно устойчива к другим методам разложения, поэтому можно рекомендовать использовать AOP-технологии включающие этап УФ-облучения.
Очистка сточных вод гальванического производства должна начинаться с разделения потоков. Целесообразно раздельно собирать и обрабатывать:
- хромсодержащие и цианистые стоки;
- кислые и щелочные промывные воды;
- концентраты ванн;
- слабозагрязнённые промывные воды;
- регенерационные растворы.
Обобщённая схема очистки стоков гальваники
усреднение → коррекция pH → восстановление Cr(VI) → окисление цианидов → озонирование / AOP для разрушения комплексонов → коагуляция → осаждение металлов → отстаивание → фильтрация → сорбция / ионный обмен / мембраны → контроль качества очищенной воды.
Разработка технологии очистки гальванических сточных вод
Для выбора технологии очистки необходимы следующие показатели:
- расход по каждому технологическому потоку;
- pH, ОВП, щёлочность;
- Cu, Ni, Zn, Cr общий, Cr(VI), Cd, Fe;
- свободные и комплексные цианиды;
- ЭДТА и другие комплексообразователи;
- ХПК, TOC;
- хлориды, сульфаты, фосфаты, нитраты, TDS;
- взвешенные вещества;
- требуемые показатели сброса или параметры оборотной воды.
Гальванические сточные воды требуют многостадийной физико-химической очистки. Озонирование и AOP применяются как вспомогательные или промежуточные процессы для окисления цианидов, разрушения органических добавок, де-комплексирования металлов и повышения эффективности последующего осаждения.
Очистка сточных вод гальванического производства должна проектироваться с учетом раздельного сбора потоков, состава электролитов, формы нахождения металлов и требований к сбросу или оборотному водоснабжению. Для подтверждения применимости озонирования и AOP необходимы пилотные испытания на реальном гальваническом стоке.
Мы разрабатываем и производим озонаторное и AOP-оборудование для промышленных сточных вод. Обратитесь в компанию ЭКОНАУ, и мы проведем лабораторные и выездные испытания стоков вашего гальванического производства, подберем технологическую схему, рассчитаем параметры AOP-ступени и изготовим оборудование под требуемые показатели очистки.
перейти в каталог
Выберите озонатор под ваши задачи: производительность, мобильность, тип генерации
перейти в каталогПрименяют комбинированные схемы: сначала механическая очистка (удаление взвесей), затем химико‑физические методы (нейтрализация, реагентное осаждение, коагуляция), далее — специализированные процессы (электрокоагуляция, ионный обмен, сорбция) и на финише — мембранные технологии либо окислительные методы для глубокой доочистки. В некоторых случаях применяется также биологическая очистка стоков, применяются и другие методы.
Качество нормируют по ПДК загрязняющих веществ и по интегральным показателям (pH, солесодержание). Для сброса в канализацию и в водные объекты действуют строгие нормы, учитывающие категорию водоёма и фоновые концентрации.
Да, очистка позволяет вернуть сток в цикл при условии соответствия воды технологическим требованиям. Процесс необходимо держать под контролем, важно оценить качество очистки через анализ содержания загрязняющих веществ в сточных водах. Чаще всего воду возвращают в систему для использования на стадии промежуточных промывок; для этого обычно требуется доочистка (ионный обмен, обратный осмос) и корректировка параметров (pH, минерализация).
Традиционное озонирование — это прямое окисление озоном, достаточно селективное и не всегда эффективное для стойких соединений. AOP (процессы продвинутого окисления) генерируют гидроксильные радикалы, которые окисляют неселективно и гораздо агрессивнее, разрушая даже трудноокисляемые органические загрязнители; часто AOP реализуют как часть гибридной схемы.
Озон лучше всего удаляет цветность, запахи, патогенную микрофлору, а также эффективно окисляет цианиды, хроматы, фенолы, отдельные группы ПАВ и пестицидов.