Тяжелые металлы в сточных водах — определение дозировки реагентов

Наличие тяжелых металлов в сточных водах предприятия — это одна из самых часто встречающихся проблем в современной промышленности, особенно на электрохимических производствах. Для снижения нагрузки на окружающую среду от тяжелых металлов установлены предельно допустимые концентрации вредных веществ, которые не должны превышаться в жидких и газообразных отходах. Штрафы, выставляемые предприятиям становятся всё выше, а с ними появляется всё больше желания решать эту проблему.

Частично тяжелые металлы (медь, олово, марганец, железо, кадмий, серебро, мышьяк, никель, хром, цинк, свинец, ртуть, талий) осаждаются и отделяются нейтрализацией сточных вод гидроокисью натрия или известью как труднорастворимые гидроксиды. Для улучшения эффективности осаждения могут быть использованы флокулянты. Также тяжелые металлы можно исзвлекать из воды с помощью специальных ионообменных смол.

Во многих случаях вышеперечисленные методы не являются эффективны, так как металлы в воде могут находиться в разных формах, в том числе тех, на которые ни щелочная среда, ни флокулянты не подействуют.

Реагенты для осаждения тяжелых металлов

Для осаждения тяжелых металлов из сточных воды могут быть применены различные реагенты, в том числе RUTROL TMT 15 (водный раствор тримеркаптотриазина в концентрации 15%), RUTROL PSN 231, RUTROL DTC, AMERSEP MP7 (раствор политиокарбоната)

Осадители образуют с тяжелыми металлами соединения, более «крепкие» и устойчивые, чем исходные, переводя все металлы в одну форму, которая образует осадок и может быть отделена от очищаемой воды , например:

  • Улучшая действие щелочной обработки воды, совместно с ней;
  • Заменяя щелочную обработку на совместную с обработкой флокулянтами.

Технологии удаления тяжелых металлов из сточных вод

Осаждение тяжелых металлов может проводиться в специальном отстойнике или в протоке — когда реагент дозируют в трубу. Оптимальным рН для осаждения является диапазон 5-11. После этого подается ТМТ 15 и синтетический флокулянт. Для осаждения требуется время, когда обработанный реагентом раствор, часто содержащий флокулянт, оставляют без перемешивания. Далее осадок, содержащий тяжелые металлы должен быть отделен, а очищенная вода поступает на дальнейшую обработку или в сток.

Читать статью  Способы выведения тяжелых металлов из организма

Дозирование химических реагентов оптимально производить в автоматическом пропорциональном режиме. Лучше всего, контролировать концентрацию тяжелых металлов в воде и пропорционально ей изменять дозировку реагентов.

Стоимость обработки удаления тяжелых металлов

Поскольку часто в очищаемой воде содержится несколько тяжелых металлов, для расчетов и оценки стоимости обработки мы рекомендуем рассчитывать «среднюю молекулярную массу металлов». Далее рассчитывается общая концентрация тяжелых металлов. Например, если средняя молекулярная масса равна 83,82, а общая концентрация всех тяжелых металлов и металлоидов составляет 4,17 мг/дм3, то можно составить такую таблицу:

Количество реагента г/тонну воды Цена, руб/кг с НДС Цена обработки Руб/кг с НДС на 1 м3 воды
Rutrol PSN 51,78 210,00 10,87
Rutrol TMT15 88,62 290,00 25,70
Rutrol DTC 19,56 630,00 12,32
Amersep MP7 45,85 560,00 25,68

*Из этой таблицы можно получить только данные о примерной стоимости обработки. Но реальные дозировки реагентов лучше всего устанавливать в зависимости от лабораторных и опытно-промышленных испытаний

Загрязнение воды тяжелыми металлами: опасность для водной среды, последствия и способы предотвращения

Фото 1

Питьевая вода в прозрачном стакане внушает доверие внешним видом и прекрасно утоляет жажду. Но говорить о гарантированной безопасности этой воды нельзя.

Всегда остаётся вероятность попадания в гидросферу тяжелых металлов из загрязненной человеком водной среды.

Опасность загрязнения водоемов и мирового океана данными элементами связана с тем, что тяжелые металлы в воде не обнаруживаются органолептически, то есть не заметны на вкус, запах и цвет.

Их присутствие в чашке чая или скважине на дачном участке определит только химическая лаборатория, располагающая методиками анализа и необходимым оборудованием для контроля качества вод.

Понятие и определение

К тяжелым металлам с точки зрения химии относят элементы таблицы Менделеева, обладающие металлическим свойствами и относительной атомной массой выше 50. Другой критерий — плотность, равная или превышающая удельный вес железа (7,8 г/см 3 ).

Но в водоочистке и медицине понятие «тяжелые металлы» трактуется шире. Этот термин объединяет вещества с металлическими свойствами, наносящие серьезный ущерб людям и экосистемам.

Самыми опасными являются следующие элементы:

  • хром (51,9);
  • никель (58,7);
  • кобальт (58,9);
  • медь (63,5);
  • цинк (65,4);
  • мышьяк (74,9);
  • кадмий (112,4);
  • ртуть (200,6);
  • свинец (207,2).

С чем связана опасность?

В гидросферу тяжелые металлы попадают в ходе природных процессов и в результате человеческой деятельности.

Читать статью  25 самых тяжелых металлов в мире

Фото 2

Загрязнение водоемов и водотоков природными тяжелыми элементами происходит тогда, когда пластовые воды растворяют минералы горных пород, а частицы почвы, разрушенной эрозиями, уносятся в водоемы вместе с атмосферными осадками.

Тяжелые металлы берутся в почве, а затем мигрируют в гидросферу в результате трёх естественных процессов в природе:

  1. Прямое обогащение. Чернозём на Алтае естественно обогащен мышьяком в концентрации 100-150 мг/кг.
  1. Нарушение баланса между химическими элементами. Содержание мышьяка в странах Южной Азии превышает 200 мкг/л при норме 10 мкг/л. Причина — нарушение буферной роли почвы, в сдвиге оптимального соотношения мышьяка и железа в водонасыщенных осадках, где благодаря присутствию пирита образуется восстановительная среда.
  1. Активизация литогенных тяжелых элементов. В почве западной части США в фосфоритных месторождениях и сопряженных с ними углистоглинистых сланцах содержится селен (Se) в концентрации 700 мг/кг при норме для почв США 0,4 мг/кг. В момент орошения этих участков для нужд сельского хозяйства селен почвы становится подвижным и переносится в водоемы с потоками дренажной воды. Концентрация Se в телах животных и тканях водолюбивых растений достигает уровня 3000 мг/кг. Гибель скота в штатах Айдахо, Юта и Вайоминг учёные связывают с высоким содержанием селена, содержащегося в воде и растениях этих территорий.

Природное загрязнение гидросферы тяжелыми металлами нельзя игнорировать, но большинство токсичных элементов в воду сбрасывает всё же человек, непрерывно наращивающий масштабы промышленного производства и сельскохозяйственной деятельности.

Источники антропогенного загрязнения водоемов

К таковым относятся:

  • горнодобывающие заводы;
  • тепловые электростанции;
  • заводы, производящие пластмассу, композиты, краски;
  • металлургическая промышленность;
  • нефтеперегонные заводы и предприятия по добыче нефти;
  • металлургические комбинаты;
  • заводы по производству электротехники и гальванического оборудования;
  • комбинаты по выпуску удобрений;
  • свалки бытовых отходов и крупные промышленные полигоны.

Недостаточное очищение промышленных и бытовых стоков, а также смыв удобрений с полей загрязняет поверхностные водоемы, ощутимо затрудняя их использование. При повреждении водоупорных горизонтов ядовитые вещества с поверхности способны просочиться в подземные водотоки, поэтому водозаборные скважины также не защищены от агрессивных антропогенных воздействий.

Последствия

Тяжелые металлы из поверхностных и подземных вод при недостаточной очистке проникают в систему водоснабжения, и затем с питьевой водой попадают в организм человека. Тяжёлые металлы склонны к биоаккумуляции – накоплению в органах и тканях с течением времени.

С каждой чашкой чая, если вода загрязнена, незаметные токсиканты проникают в тело человека. Тяжелые металлы опасны тем, что они сохраняются быстрее, чем они расщепляются (метаболизируются) или выводятся из организма.

Концентрация токсичных химических веществ в организме со временем увеличивается и с определенного момента начинает негативно воздействовать на здоровье.

Люди становятся восприимчивыми к простудам, страдают аллергией, мышечными болями. Нарушается память, снижаются умственные способности, появляется вялость или наоборот нервозность. При длительном воздействии тяжелых металлов на организм человека развиваются состояния, имитирующие болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера, рассеянный склероз.

Читать статью  Поражения печени (токсический гепатит)

Повторный длительный контакт с некоторыми тяжелыми металлами и их соединениями провоцирует онкологические заболевания.

Последствия загрязнения вод мирового океана различными видами металлом мы свели в таблицу:

  • природные месторождения;
  • производство красок/пигментов;
  • гальваника;
  • кожевенные заводы;
  • предприятия химической промышленности.
  • заболевания легких, носовой перегородки, барабанной перепонки;
  • тяжелые дерматиты;
  • тяжелые поражения почек, печени, ЖКТ.
  • месторождения сульфидных медно-никелевых, железоникелевых руд;
  • распад растений и животных;
  • сточные воды после никелирования;
  • сжигание ископаемого топлива;
  • стоки заводов синтетического каучука, никелевых обогатительных фабрик.
  • выщелачивание медноколчедановых и других руд;
  • распад мёртвых организмов и растений;
  • сточные воды металлургических, металлообрабатывающих и химических заводов.
  • сердечная недостаточность;
  • бронхиальная астма;
  • патологии щитовидной железы.
  • коррозия медных трубопроводов;
  • стоки гальванических производств, нефтеперерабатывающих заводов, сельского хозяйства;
  • природные процессы.
  • язва желудка;
  • нарушения работы почек, печени, ЦНС;
  • снижение иммунного ответа организма.
  • природные процессы (выветривание, вымывание) в горных породах;
  • сточные воды горных, химических, металлургических предприятий.
  • канцероген;
  • бесплодие, снижение иммунитета.
  • плавка меди, цинка и свинца;
  • производство пестицидов, стекла, красок, фунгицидов;
  • выпуск полупроводников, мыла, лекарств;
  • сельское хозяйство, промышленность, горное дело;
  • естественные источники (почвы, горные породы).
  • кровь, почки;
  • пищеварительная и центральная нервная система;
  • поражения кожи (утолщение, пигментация);
  • рак кожи, легких, мочевого пузыря и почек.
  • аккумуляторы, сотовые телефоны;
  • беспроводные устройства, компьютеры;
  • ядерные реакторы;
  • коррозия оцинкованных труб;
  • выбросы предприятий по переработке металлов.
  • канцероген;
  • печень, плацента, почки;
  • легкие, головной мозг;
  • поражение костей (ломкость, искривление, хрупкость);
  • рак прямой кишки и легких.
  • природные месторождениях в виде руд, содержащих другие элементы;
  • люминесцентные лампы;
  • термометры, термостаты.
  • поражает головной мозг, почки;
  • нарушение зрения, тремор;
  • нарушение речи, слуха;
  • накапливается в организме, вызывая долгосрочные проблемы со здоровьем.
  • природные отложения свинца;
  • коррозия свинцовых водопроводных труб, кранов, арматуры;
  • промышленные и производственные процессы.
  • кости, головной мозг, кровь, почки, щитовидная железа, сосуды, ЖКТ;
  • головокружения и головная боль;
  • снижение внимания;
  • замедление умственного развития у детей.

Способы предотвращения

На сооружениях очистки используют несколько способов удаления тяжелых металлов из воды. Выбор метода зависит от концентрации элементов в воде и степени загрязнения жидкости.

  • возможность глубокой очистки;
  • удаляются Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Hg, Cd, цианиды.
  • повторное загрязнение очищенных вод;
  • дороговизна реагентов;
  • образование обильного осадка.

Заключение

Решить проблему многолетнего антропогенного загрязнения воды тяжелыми металлами можно только путем улучшения экологической обстановки в стране и мире, поскольку даже современные методы очистки воды не позволяют досконально удалить все вредные примеси. И у себя дома не лишним будет установить фильтр для воды, чтобы самому не стать таким фильтром.

Источник https://rutrol.ru/produktsiya/osaditeli-tyazhelykh-metallov/tyazhelye-metally-v-stochnykh-vodakh-skolko-reagentov-dobavlyat

Источник https://rcycle.net/ekologiya/gidrosfera/zagryaznenie-vody-tyazhelymi-metallami-opasnost-dlya-vodnoj-sredy-posledstviya-i-sposoby-predotvrashheniya

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *