Извлечение хрома из воды, используемой в градирнях теплоэлектростанций

Процесс предусматривает предварительную обработку охлаждающей воды, содержащей шестивалентный хром, в результате которой последний в основном превращается в бихроматы. После этого раствор подвергают обратимому осмосу через пористую мембрану, позволяющую проходить ионам бихромата. В результате этого процесса происходит значительное уменьшение жесткости воды и снижения концентрации растворенных т

вердых веществ. Умягченная охлаждающая вода, содержащая ионы бихромата, может быть направлена для повторного использования в процессе. Вода, сбрасываемая в сток, содержит значительно меньшие количества вредных соединений хрома.

Процесс 2 представляет собой метод диализа для селективного удаления хроматов из сбросовых вод градирен, содержащих также соединения кальция и магния. Предпочтительный перенос хроматов через стенки пористых мембран достигается путем воздействия на обратимую реакцию диссоциации хромовой кислоты за счет подбора соответствующих значений рН. Желательно, чтобы сбросовые воды контактировали с внешней поверхностью мембраны, при одновременной циркуляции свежей воды, не содержащей хроматов, через отверстия мембраны. Циркулирующая вода собирает частицы, проникающие через мембрану, которые могут быть повторно 1 использованы для ингибирования коррозии.

Глава 3. ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫБРАСЫВАЕМЫХ ИЗ ГРАДИРЕН АЭРОЗОЛЕЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Работающая градирня выбрасывает в атмосферу нагретый до 35-45°С насыщенный водяными парами воздух, содержащий капли воды размером 100–500 мкм в количестве 0,5–1 г на 1 м3 воздуха. С парами в атмосферу поступает примерно 95% тепла, отводимого от охлаждаемого оборудования, а оставшаяся часть тепла отводится в водоисточники с продувочной водой. Интенсивность теплового потока на выходе из градирни в зависимости от тепловой нагрузки может достигать 250–300 кВт/м2. Он создает факел тумана (паровой факел), поднимающийся на высоту до 150–300 м и распространяющийся в направлении ветра на 2–10 км. Наличие парового факела является неотъемлемым признаком мокрых градирен, работающих по принципу испарительного охлаждения воды.

При работе на промплощадке большого количества мокрых градирен и определенном сочетании погодных условий группа факелов может формировать в районе предприятия местный микроклимат с повышенной влажностью атмосферного воздуха. Кроме того, при наличии в атмосферном воздухе газообразных примесей выходящая из градирни влага может с ними взаимодействовать и образовывать вредные для окружающей среды соединения.

Капли воды распространяются в атмосфере в районе градирен и увлажняют поверхность земли и близрасположенные сооружения, а в зимний период вызывают их обледенение.

Градирни размещают по отношению к жилым застройкам с учетом розы ветров. При этом следует предусматривать санитарно-защитные зоны. Зона выпадения капельной влаги на поверхности земли — имеет форму элипса с большой осью, проходящей через центр градирни в направлении ветра. Наибольшая интенсивность выпадения капель на поверхность земли в этой зоне находится на большой оси элипса на расстоянии примерно двух высот градирни. Размер зоны зависит от высоты градирни, скорости ветра, степени турбулентности воздуха в приземном слое, концентрации и крупности капель, а также от температуры и влажности атмосферного воздуха.

При оценке вредности выноса хрома из градирен необходимо принимать во внимание концентрацию шестивалентного хрома в воздухе, создаваемого за счет других источников (фоновые концентрации).

Глава 4. ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ХРОМА

В зависимости от степени загрязнения и предъявляемых санитарных требований сточные воды могут быть спущены в водоем либо сразу, либо после очистки (механической, химической, биологической). Бытовые сточные воды образуются в результате приготовления пищи, мытья посуды, уборки помещений, функционирования санитарных узлов, прачечных и бань. Такая вода представляет неустойчивую полидисперсную систему, в которой содержатся растворенные частицы – от грубых до высокодисперсных (молекулы и ионы). Относительно постоянный состав имеют загрязнения растительного и животного происхождения. Все это – органические вещества.

К неорганическим загрязнениям относят песок, глину, частицы руды, шлак, мел, минеральные соли, масла. Бытовые сточные воды содержат микроорганизмы. Это могут быть бактерии, дрожжевые и плесневые грибки, мелкие водоросли, яйца гельминтов, вирусы. Атмосферные сточные воды образуются в результате выпадения атмосферных осадков. К ним кроме дождевых относятся воды, образующиеся при таянии снега, полива улиц. Загрязнены эти воды органическими и минеральными веществами, содержащимися в атмосфере и на грунте.

Промышленные сточные воды образуются в результате деятельности производственных предприятий. Каждое производство имеет индивидуальные загрязнители.

Например, сточные воды гальванических цехов содержат цианиды, ионы меди и хрома. Концентрация загрязнителей редко бывает ниже 10 мг/л. Иногда, если перед промывкой изделия не дают стекать электролиту, концентрация возрастает до 1000 мг/л (смертельная доза цианидов щелочных металлов – 1 мг на 1 кг массы организма). Сточные воды кожевенных заводов опасны тем, что могут содержать споры возбудителей сибирской язвы. Споры сибирской язвы отличаются исключительной приспособляемостью и сопротивлением по отношению к химическим и физическим воздействиям. Они переносят нагревание при 100 °С в течение длительного времени. Обычные дезинфицирующие вещества – хлор и его производные, формальдегид, сулема, кислоты – убивают споры только после очень длительного воздействия и в высокой концентрации обеззараживающего агента. По степени загрязненности сточные воды кожевенного завода, образующиеся при выработке 1 т шкур, эквивалентны бытовым водам населенного пункта с 5000 жителей.

Эти два примера показывают, что сточные воды промышленных предприятий многообразны по химическому составу и способы их очистки различны.

Рис. 1.Очистные сооружения

Пояснения к схеме

Осаждение фосфатов. Присутствие в сточных водах соединений фосфора способствует росту бактерий, что приводит к помутнению воды. Обычно сточные воды содержат 1,5–3,7 г фосфора в пересчете на одного человека в сутки. При обычной обработке эти примеси не удаляются. Одним из методов удаления фосфатов является их коагуляция соединениями алюминия и кальция. При этом протекают следующие реакции:

Аl(ОН)3 + + 3Н+ + 4NаОН = NаАlО2 + Nа3РО4 + 5Н2О,

2Na3PO4 + 3СаСl2 = Са3(РО4)2 + 6NaCl.

Выпадающий фосфат кальция удаляют фильтрованием. Удаление азота. В сточных водах содержится много связанного азота. Как и фосфаты, соединения азота ускоряют рост водорослей. Аммиак удаляется из сточных вод аэрацией (удается извлечь до 92% аммиака). Для очистки от нитратов применяют коагуляцию соединениями железа и известью с последующей фильтрацией осадков либо адсорбцию ионообменными смолами. Бактериальные фильтры и водоросли для очистки от органических веществ. В фильтрах используют следующие бактерии: Proteus № 9, Saccharomyces Torulopsis (Candida Utilis), Trichosporan, Pseudomonas № 14, Rhodoturola. Обычно применяют смесь бактериальных фильтров, нанесенных на керамзит. При очистке воды эффективны также водоросли, поглощающие из воды органические вещества: Ankystrodesmus, Pharmidium, Pediastrum. Принцип очистки водорослями состоит в использовании питательных веществ, находящихся в сточных водах. Водоросли собирают с поверхности водоема и удаляют. Очищенная таким образом вода соответствует по своему качеству стандартам на питьевую воду.

 Скачать реферат