Сорбционные технологии очистки воды от солей тяжелых металлов и нефтепродуктов

Сорбционная очистка поверхностных и производственных стоков от солей тяжелых металлов
Хотя нормы ПДК загрязняющих веществ в России одни из наиболее жестких в мире, они не обеспечены в достаточной мере имеющимся оборудованием и технологическими решениями.
Единственным пока выходом из этой ситуации является разработка и широкое внедрение систем использования воды на предприятиях в замкнутом цикле.
Приоритетным направлением становится создание локальных систем доочистки сточных вод от солей тяжелых металлов, позволяющих достичь уровней ПДК и, даже, значительно превысить их.

Преимущества технологии по очистке стоков от солей тяжелых металлов
возможность организации замкнутого цикла использования воды;
повышение экологической безопасности и эффективности очистных сооружений;
отсутствие платежей за неочищенные стоки;
сокращение количества используемых реагентов на станции нейтрализации;
проекты по очистке стоков реализуются без привлечения значительных капитальных затрат;
адаптация к повсеместно применяемой реагентной очистке.

Параметры очистки:

Загрязняющие

Концентрация, мг/л вещества

до очистки

После очистки КФМГ-7

рН

7 – 7,5

8 – 9

Никель

42 - 0,5

Менее 0,005

Железо

63 – 1,5

Менее 0,01

Медь

45 - 2

Менее 0,005

Цинк

62 - 3

Менее 0,005

Хром 3+

56 – 1

Менее 0,005

Свинец

70 - 2

Менее 0,005

Олово

34 - 0,5

Менее 0,005

Висмут

44 – 0,5

Менее 0,005

Кадмий

42 – 0,5

Менее 0,001

Марганец

26 – 0,5

Менее 0,001

Сорбционная очистка воды от тяжелых металлов
Очистка воды от тяжелых металлов, производящаяся в сорбционных фильтрах с предлагаемой загрузкой (КФГМ-7), не имеет аналогов ни в зарубежной ни в отечественной практике по сочетанию достигаемого качества очистки, простоты способа и его стоимости.
Сорбционная очистка воды представляет собой развитие давно и широко известного реагентного способа – щелочения воды с целью образования гидроксидов растворенных металлов с последующим их осаждением. Однако, реагентный способ не позволяет достигать тех результатов, которые необходимы на практике. Щелочение в реакторе позволяет преобразовать в гидроксиды недостаточную для практических целей часть содержащихся в воде катионов металлов. Особенно если речь идет не об одном металле, а о нескольких, что практически наблюдается во всех случаях. Известно, что образование гидроксидов, их существование и (при повышении pH среды) растворение протекает для каждого металла весьма своеобразно. Относительный неуспех реагентной очистки тем и объясняется, что невозможно создать в одном реакторе благоприятные условия для достаточно полного образования гидроксидов разных металлов. Имеет значение также и размер реактора, в котором протекает процесс. Практически содержание металлов после реагентной очистки, даже в лучших случаях, не бывает менее сотых долей миллиграмма.
Сорбционная очистка по механизму действия не отличается от реагентной очистки. Катионы металлов также преобразуются в гидроксиды. Различие состоит в том, что этот процесс протекает не в реакторе, а в загрузке сорбционного фильтра. Загрузку фильтра (КФГМ-7) можно ассоциировать с несколькими миллионами микрореакторов, в которых протекает вышеописанный процесс. Решающее значение имеют три фактора: размеры микрореакторов, меняющиеся химические условия, в которых оказываются катионы металлов при движении сквозь загрузку и способность гранул осаждать и удерживать гидроксиды. По мере движения воды ее щелочность увеличивается, и каждый металл может избирательно образовать гидроксид и осадить его на гранулу в благоприятных для него условиях.
Изложенные особенности возможны благодаря свойствам фильтрующей загрузки (КФГМ-7), которая представляет собой гранулированный материал, полученный из глины с добавкой активирующих веществ. Гранулы обжигаются и приобретают необходимые химические свойства и прочность. Поскольку эти гранулы по составу близки к глиняной посуде и совершенно безвредны, их применяют не только для очистки промстоков, но и для воды питьевого назначения. Выше было указано, что щелочность воды в фильтре повышается в процессе фильтрования. Образующиеся при щелочении гидроксиды образуют колонии и закрепляются слабыми связями на гранулах. В отличие от ионообменной технологии, где один активный ион загрузки замещается одним катионом осаждаемого металла, в сорбционной очистке один активный ион заменяется массивом гидроксидов осаждаемого металла. Слабые связи массивов гидроксидов с гранулами позволяют производить регенерацию сорбционных фильтров беспрецедентно простым способом – интенсивной обратной промывкой. Полученная при промывке загрязненная вода легко разделяется на воду, направляемую на повторную очистку, и осадок гидроксидов в чистом виде.
Сорбционная очистка применяется для очистки питьевых вод и промстоков, второй случай обычно представляет собой доочистку после реагентной предочистки. Ввиду достоинств процесса, он находит широкое применение (первые внедрившие способ предприятия чистят воду около 15 лет). Благодаря использованию в качестве загрузки стандартных фильтров КФГМ-7 очистка стоков до норм сброса в водоемы рыбводхоза, оказалась реальной.

Преимущества технологии по очистке стоков от нефтепродуктов
- сточные воды очищаются от нефтепродуктов до норм сброса в водоем рыбохозяйственного назначения и могут использоваться в оборотном водоснабжении;
- проекты по очистке сточных вод реализуются без привлечения значительных капитальных затрат;
- сорбенты собственного производства намного дешевле импортных аналогов;
- простота обслуживания и низкие эксплуатационные расходы;

Использование в качестве загрузки сорбционного фильтра, хорошо зарекомендовавшего себя КФГМ-7, позволяет производить очистку не только от поверхностных, но и от растворенных нефтепродуктов до норм сброса в сети канализации и в рыбохозяйственные водоемы.
Фильтрационные загрузки сорбционных фильтров на основе КФГМ-7 позволяют заменить аналогичные по эффективности, но дорогостоящие загрузки импортного производства, что снимает с потребителя заметную часть финансового бремени.

Преимущества КФГМ-7 по очистке нефтепродуктов:
сохраняет сорбционные свойства при длительном (более двух лет) контакте с водой;
эффективно очищает водную фазу даже от эмульгированных нефтепродуктов;
незначительно увеличивает гидравлическое сопротивление в процессе работы;
не вызывает вторичного загрязнения очищаемой воды.