Пятая всероссийская научная конференция молодых исследователей "Шаг в будущее"
    
    
     "Изучение и разработка способа очистки стоков от ионов тяжёлых металлов"
     Россия, Астрахань
    
    
    
    
     Автор: Васкецов Алексей Александрович Астраханский государственный технический университет, V курс Научный руководитель: Кравцов Евгений Евгеньевич к.х.н., профессор, Астраханский государственный технический университет "Изучение и разработка способа очистки стоков от ионов тяжёлых металлов" Васкецов Алексей Александрович Россия, Астрахань Астраханский государственный технический университет, V курс
     Введение
    Ежегодно в сточных водах гальванических цехов теряется более 0,46 тысяч тонн меди, 3,3 тысяч тонн цинка, десятки тысяч тонн кислот и щелочей [1].
    Помимо указанных потерь соединения меди и цинка, выносимые сточными водами из очистных сооружений гальванического производства, оказывают весьма вредное влияние на экосистему.
    Установлено, что соединения меди и цинка даже при малых концентрациях (0,001 г/л) тормозят развитие, а при больших (более 0,004 г/л) вызывают токсическое воздействие на водную фауну [2]. По данным комитета экологии Астраханском регионе, учитывая его рыбохозяйственное значение, введена жесткая предельно-допустимая концентрация (ПДК) - 0,0024 мг/л для меди и 0,034 мг/л для цинка.
    Исходные стоки, которые необходимо было очистить, содержали медь в концентрациях от 80-100 г/л (отработанные ванны травления) до 10 г/л (промывные воды), цинк соответственно от 50 г/л до 1 г/л. Огромный диапазон концентраций в исходном стоке и в очищенной сточной воде не позволял разработать экономически обоснованный одностадийный процесс их очистки. Чаще всего в производственной практике для удаления ионов тяжёлых металлов (ИТМ), в частности меди, используют реагентный метод [3], заключающийся в осаждении металлических ионов при добавлении к стоку соответствующего реагента. Достоинство метода - в его простоте. Недостатки - в сток вводится новое химическое вещество, то есть, новое загрязнение, а полученные обводнённые осадки имеют большой объём.
    Исходя из начальных концентраций меди и цинка и требуемых ПДК, весь процесс очистки был разбит на три стадии: 1) удаление из стока основной части ионов меди (остаточная концентрация примерно 0,5-1,5 г/л); 2) снижение концентрации ионов до миллиграммовых концентраций на литр; 3) окончательная доочистка до ПДК.
    Для некоторых стоков очистку планировали проводить по второй и третьей стадиям, минуя первую. По причинам, указанным выше, реагентный метод по крайней мере на первой стадии был исключён. На этой стадии было решено удалять медь и цинк путём электролиза или цементации (для меди).
    Главным преимуществом электролиза является возможность получения на катоде свободного металла, при этом не происходит вторичного загрязнения стока. В случае цементации исключаются затраты на электроэнергию, но в очищенном стоке накапливаются ионы металла-цементатора.
    На второй стадии предполагалось использовать сорбцию ионов меди и цинка на дешёвых минеральных сорбентах и, наконец, завершить доочистку либо сорбцией на активированном угле, либо предложить оригинальный способ снижения концентраций меди и цинка до ПДК. ............