Fizykochemiczne oczyszczanie ścieków przemysłowych jest niezbędnym procesem zapewniającym zgodność z przepisami i ochronę środowiska. W tym artykule wyjaśnimy Państwu podstawy fizykochemicznego oczyszczania ścieków, w tym detoksykacji cyjanków, wytrącania metali ciężkich, redukcji chromu (VI) i wstępnego oczyszczania w celu recyklingu wody.

Podstawy chemiczno-fizycznego oczyszczania ścieków

Przemysłowe chemiczno-fizyczne oczyszczalnie ścieków (oczyszczalnie CP) są przeznaczone do oczyszczania ścieków powstających w procesie produkcyjnym w celu spełnienia wymogów prawnych dotyczących odprowadzania do zbiorników wodnych lub komunalnych oczyszczalni ścieków. Oczyszczanie to często odbywa się w kilku etapach w celu skutecznego usunięcia różnych zanieczyszczeń, takich jak metale ciężkie, ChZT, substancje lipofilowe lub AOX.

Wytrącanie i flokulacja są kluczowymi procesami w chemiczno-fizycznym oczyszczaniu ścieków, które mają na celu przekształcenie rozpuszczonych i zawieszonych substancji w nierozpuszczalne lub większe cząstki, które można następnie usunąć z wody.

System CP do wytrącania i flokulacji metali ciężkich, AOX i węglowodorów firmy ALMAWATECH.

Zdjęcie: System CP jako system wsadowy do usuwania metali ciężkich, AOX i cyjanku (system: ALMA CHEM MCW)

Proces ścinania drzew

Strącanie to proces, w którym rozpuszczone substancje, w szczególności metale ciężkie, są przekształcane w nierozpuszczalną formę w wyniku reakcji chemicznych. Osiąga się to poprzez dodanie środków strącających na bazie soli metali i dostosowanie wartości pH tak, aby substancje, które mają zostać wytrącone, miały najniższą rozpuszczalność w wodzie (strącanie neutralizujące).

Proces opadów:

  1. Dodawanie środków strącających: Do ścieków dodawana jest określona ilość środków strącających, takich jak chlorek żelaza(III) lub chlorek poliglinu. 
  2. Dostosowanie wartości pH: Wartość pH jest dostosowywana do optymalnego zakresu, w którym zanieczyszczenia są najmniej rozpuszczalne, poprzez dodanie środków neutralizujących, takich jak mleko wapienne lub soda kaustyczna.
  3. Tworzenie się produktów strącania: Substancje docelowe reagują ze środkami strącającymi i neutralizującymi i tworzą nierozpuszczalne wodorotlenki lub inne związki.

Przykłady:

  • Wytrącanie metali ciężkich: Metale ciężkie takie jak ołów, miedź, nikiel i cynk wytrącają się w postaci wodorotlenków. Równanie reakcji wytrącania miedzi jest następujące
  • Redukcja chromu(VI): Chrom(VI) jest redukowany wodorosiarczynem sodu do chromu(III), a następnie wytrącany jako wodorotlenek chromu(III). Równania reakcji są następujące:
Redukcja chromu VI do chromu III w ściekach
Usuwanie chromu ze ścieków

Podstawy flokulacji

Flokulacja często następuje po wytrącaniu i służy do łączenia produktów wytrącania w większe aglomeraty, które można łatwiej oddzielić.

Proces flokulacji

Proces flokulacji:

  • Do ścieków dodawane są polimery kationowe (naładowane dodatnio) lub anionowe (naładowane ujemnie). Wybór polimeru ma decydujące znaczenie dla optymalnego tworzenia kłaczków o bardzo dobrych właściwościach sedymentacyjnych. 

Cele flokulacji:

  • Zawieszone cząstki: Usuwanie zawieszonych ciał stałych poprzez tworzenie większych kłaczków.
  • Klarowność wody: Poprawia klarowność oczyszczonej wody poprzez usunięcie zmętnienia.
  • Szerokie zastosowanie: Skuteczne usuwanie szerokiej gamy substancji, w tym wstępnie wytrąconych metali ciężkich, zemulgowanych węglowodorów, fluorków, fosforanów, siarczanów, barwników i pigmentów.
Chemikalia do ścieków, flokulanty, chemikalia membranowe, inhibitory korozji i biocydy do obiegów wody chłodzącej i sieci grzewczych

Zdjęcie: Środek strącający ALMA Floc APH i środek neutralizujący ALMA NaOH (seria produktów: ALMA AQUA)

Szczególne zastosowania chemiczno-fizycznego oczyszczania ścieków

Detoksykacja cyjanku

Cyjanek, wysoce toksyczny anion, jest często stosowany w przemyśle metalurgicznym i musi być bezpiecznie usunięty przed odprowadzeniem do środowiska. Detoksykację osiąga się poprzez utlenianie, które przekształca cyjanek w mniej toksyczne związki. Typowe środki utleniające to wybielacz chlorowy lub nadtlenek wodoru, które utleniają cyjanek do cyjanianu, a następnie do dwutlenku węgla i azotu. Równanie reakcji utleniania cyjanku (CN-) nadtlenkiem wodoru (H₂O₂) do cyjanianu (OCN-) jest następujące

Detoksykacja cyjanków ze ścieków

W kolejnym etapie cyjanian może być dalej utleniany do dwutlenku węgla (CO₂) i azotu (N₂):

Usuwanie cyjanianu ze ścieków

Opady metali ciężkich

Metale ciężkie, takie jak ołów, miedź, nikiel i cynk, muszą być usuwane ze ścieków w celu spełnienia przepisów dotyczących ochrony środowiska i zdrowia. Odbywa się to poprzez wytrącanie, w którym rozpuszczalne metale ciężkie są przekształcane w nierozpuszczalne wodorotlenki. Poprzez dodanie środków strącających, takich jak mleko wapienne lub soda kaustyczna i dostosowanie wartości pH do optymalnego zakresu dla wytrącania danego metalu, metale mogą zostać usunięte z wody. Powstały osad jest następnie mechanicznie odwadniany, na przykład za pomocą komorowych pras filtracyjnych. 

Redukcja chromu (VI)

Chrom(VI), silny środek utleniający i rakotwórczy, jest stosowany głównie w galwanotechnice i musi zostać zredukowany przed wyładowaniem. Redukcja jest zwykle przeprowadzana za pomocą wodorosiarczynu sodu, który redukuje chrom(VI) do chromu(III), który jest następnie wytrącany jako wodorotlenek chromu(III). Proces ten wymaga starannej kontroli pH, aby zapewnić całkowitą redukcję.

Oczyszczanie wstępne dla zakładów recyklingu wody

Dodatkowe etapy oczyszczania są wymagane w przypadku firm, które chcą poddać ścieki recyklingowi. Filtry z węglem aktywnym usuwają związki organiczne i pozostałości, których nie można usunąć za pomocą strącania chemicznego. Wymienniki jonowe usuwają pozostałe rozpuszczone jony, a systemy odwróconej osmozy zapewniają końcowe oczyszczanie poprzez odfiltrowanie rozpuszczonych ciał stałych i zanieczyszczeń organicznych. Metody te łączą procesy fizyczne i chemiczne w celu wytworzenia wody o wysokiej czystości do ponownego wykorzystania w procesie produkcyjnym.

Wnioski i podsumowanie

Chemiczno-fizyczne oczyszczanie ścieków przemysłowych jest złożonym procesem, który łączy różne technologie i metody w celu spełnienia wymogów prawnych i ochrony środowiska. Procesy takie jak detoksykacja cyjanków, wytrącanie metali ciężkich, redukcja chromu (VI) i wstępne oczyszczanie w celu recyklingu wody mają kluczowe znaczenie dla skutecznego oczyszczania ścieków. Dzięki wstępnemu oczyszczaniu i wykorzystaniu zaawansowanych technologii, firmy mogą skutecznie oczyszczać swoje ścieki, jednocześnie wdrażając zrównoważone praktyki.

Aby uzyskać więcej informacji i indywidualne porady dotyczące oczyszczania ścieków, prosimy skontaktować się z nami. Więcej informacji na temat naszego systemu ALMA CHEM MCW CP znajdą Państwo pod poniższym linkiem.

Zdjęcie: Instalacje flotacyjne są również oparte na procesie obróbki chemiczno-fizycznej (zakład: ALMA NeoDAF)

Jeśli chcą Państwo dowiedzieć się więcej na temat zasad procesu flotacji, prosimy przeczytać nasz artykuł na blogu"Systemy flotacji w oczyszczaniu ścieków przemysłowych: Podstawy procesu i obszary zastosowań".