Методы очистки сточных вод от кадмия

Расчет предельно допустимых сбросов в водные объекты.

Оценить степень заражения сточной воды токсичным веществом.

Исходные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Объем сточных вод	0,4(м3/с)	q_св
Максимальная концентрация в воде	7(г/м3)	Сmax
Средняя концентрация в воде	5(г/м3)	Сср
Расход речных вод	17(м3/с)	Q
Платежи за выброс 1 тонны загрязненного вещества в пределах допустимого лимита	4435(руб/т)	РДНВ
Нормативная плата за выброс 1 тонны загрязняющего вещества сверх нормативного лимитного значения	22175(руб/т)	Рлим
Предельно допустимая концентрация	0,005(г/м3)	ПДК
Длина реки по прямой	200(м)	L

 

Определим коэффициент турбулентной диффузии.

g- ускорение свободного падения;

g=9,81;

К_ш=0,002-0,0023;

К_ш=0,0021;

R^y- гидродинамический радиус потока;

Определим коэффициент, учитывающий гидродинамические факторы смешения.

φ- коэффициент, учитывающий извилистость реки;

ξ- коэффициент, зависящий от места сброса;

ξ=1;

Определим коэффициент смещения , который показывает, какая часть сточных вод смешивается с речными водами в расчетном створе.

Найдем кратность основного разбавления.

 

Найдем кратность начального разбавления.

Найдем кратность общего разбавления.

Найдем допустимую концентрацию.

Расчет ПДС.

Расчитываем массу фактического сброса.

Т.к. М_ф > ПДС, то сброс экологически опасен и необходимо проводить очистку.

 

Методы очистки сточных вод от кадмия.

1.Коагуляция.

Коагуляция- процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты.

В очистке сточных вод ее применяют для ускорения процесса осаждения тонкодисперсных примесей и эмульгированных веществ. В процессе очистки сточных вод коагуляция происходит под влиянием добавляемых к ним специальных веществ-коагулянтов.

Процесс гидролиза коагулянтов и образования хлопьев происходит по следующим стадиям:

Me³⁺ + HOH ↔ Me(OH)²⁺ + H⁺

Me(OH)²⁺ + HOH ↔ Me(OH)₂⁺ + H⁺

Me(OH)₂⁺ + HOH ↔ Me(OH)₃ + H⁺

Me³⁺ + HOH ↔ Me(OH)₃ + 3H⁺

В качестве коагулянтов обычно используют соли алюминия, железа или их смеси. Выбор коагулянта зависит от его состава, физико-химических свойств и стоимости.

2.Обратный осмос.

Обратным осмосом называют процессы фильтрования растворов через полупроницаемые мембраны под давлением, превышающим осмотическое давление. Мембраны пропускают молекулы растворителя, задерживая растворенные вещества. При обратном осмосе отделяются частицы(молекулы, гидратированные ионы), размеры которых не превышают размеры молекул растворителя.

Эффективность процесса зависит от свойств применяемых мембран.

 

3.Ионнообменная очистка.

Ионнообменная очистка применяется для извлечения из сточных вод металлов(цинка, меди, хрома, никеля, свинца, ртути, кадмия, ванадия, марганца и др.), а также соединений мышьяка, фосфора, цианистых соединений, радиоактивных веществ.

Ионный обмен представляет собой процесс взаимодействия раствора с твердой фазой, обладающей свойствами обменивать ионы, содержащиеся в ней. Вещества, составляющие эту твердую фазу, носят название ионитов. Они практически не растворимы в воде.

Иониты(катиониты и аниониты) бывают неорганические (минеральные) и органические. Это могут быть природные вещества или вещества, полученные искусственно.

Рис.2.Схема ионообменной установки периодического действия:

1- Колонна;2- решетка;3- слой ионита;4-6- распределители;7- бак с регенерирующим раствором;8- насос.

После очистки содержание кадмия состаляет 0.2% от содержания его до очистки.

6.Рассчитаем массу фактического выброса после очистки:

Проверим нужна ли еще очистка.

Т.к. M_ф = ПДС, то выброс экологически безопасен и дальнейшую очистку проводить не надо.