Пример 1. Для очисткибралось 100 мл водного раствора, содержащего 30 мг/л ионов меди. Растворсодержал также 143 мг/л ионов натрия, калия, нитрат–, ацетат, сульфат– ихлорид–ионов. Температура раствора 20ОС, рН 8–8,5 или 9–9,5. К данному растворудобавлялось 50 мл раствора осадителя, который содержал 100 мг/л1–метил–2–меркаптоимидазола, жидкость перемешивалась и через 15 минотфильтровывалась. В фильтрате при добавлении аммиака медь не обнаружена.Атомно–абсорбционный анализ показал концентрацию меди 0,0021 мг/л (рН 8–8,5),0,0029 мг/л (рН 9–9,5).
Пример 2. В опытевыполнялись все условия предыдущего примера, но вместо меди в раствор вводилсяцинк. Реакцией с комплексоном цинк не обнаружен. Атомно–абсорбционный метод далрезультат 0,0090 мг/л цинка (рН 8–8,5), 0,0102 мг/л (рН 9–9,5).
Пример 3. Те жеусловия, что и в примере 1, но вместо меди взят кобальт. Реакцией с аммиакомкобальт не обнаружен. Атомно–абсорбционный метод показал наличие кобальта 0,010мг/л (рН 8–8,5), 0,012 мг/л (рН 9–9,5).
Пример 4. Условия опыта1, но вместо меди в раствор введён никель. Реакцией с аммиаком никель необнаружен. С помощью атомно–абсорбционного метода никель найден в концентрации0,020 мг/л (рН 8–8,5), 0,0175 мг/л (рН 9–9,5).
Таким образом,предлагаемый способ очистки по всем испытанным катионам тяжёлых металлов даётболее высокую степень очистки по сравнению с известным способом с соляминафталинполитиолов.
С помощью1–метил–2–меркаптоимидазола удалось снизить концентрацию ионов меди и цинка довеличин, меньших ПДК.
В случае примененияпредлагаемого осадителя вторичное загрязнение им существенно менее такового,чем для известного.
По степени очисткистоков от ионов тяжёлых металлов предлагаемый способ превосходит известный.
Так же предпочтительнееприменение предлагаемого способа с точки зрения вторичного загрязнения очищаемыхстоков.
Регенерацияотработанного осадителя возможна при кислотной обработке его, например,ортофосфорной кислотой, с последующим доведением рН до 6–7.
Предлагаемый методможно рекомендовать для глубокой очистки сточных вод от ионов меди, цинка, кобальтаи никеля.
Выводы
Предложено для сниженияконцентрации ионов меди использовать цементацию и внутренний электролиз.Проведённые опыты доказали их целесообразность.
Исследована сорбция наминеральных сорбентах. Остаточная концентрация ионов меди и цинка доведена домиллиграммовых количеств.
Предложено оригинальноерешение снижения остаточных концентраций ионов меди и цинка до ПДК с помощьюмеркаптопроизводного имидазола.
На основе проведённойработы разработан способ очистки медь и цинксодержащих сточных вод до ПДК.
Материалы исследованияопубликованы в сборниках «Тезисы докладов XXXIX научно–техническойконференции АГТУ», Астрахань 1995г. с. 151–152 и «Материалы международнойнаучно–практической конференции «Экология и регион», Ростов–на–Дону, изд. ДООМ,1995 г. с. 43.
На указанный способочистки получен патент РФ №2085511, зарегистрированный 27.07.1997г.
Приложение
Гальванические покрытиянаходят широкое применение. Так в Санкт–Петербурге ещё в середине XIX века были изготовленыхудожественные двери, барельефы, фигуры с помощью гальванопокрытий, которыепоражали посетителей Эрмитажа и Исаакиевского Собора своей красотой, блеском ивеличием. Покрытия прослужили более 120 лет без реставрации и сохранили нетронутыми коррозией художественные ценности. На все эти работы былоизрасходовано меди 6749 пудов и золота 46 пудов. Нет сомнений, применениегальванопокрытий весьма выгодно. Но утилизация отработанных вод гальваническихпроизводств довольно проблематична, а сами воды оказывают весьма вредное влияниена экосистему. На основе проведённых исследований автором разработан и изученспособ очистки медь и цинксодержащих сточных вод до ПДК, разрешённых длярыбохозяйственных регионов.
Проблемы утилизациисточных вод, содержащих тяжёлые металлы не менее актуальна проблем, которые мыименуем глобальными. В данной работе проблема снижения концентрации ионовтяжёлых металлов до величин, не оказывающих вредного воздействия успешнорешена. Целью работы было изучение и разработка постадийного снижения концентрацииионов тяжёлых металлов и в итоге снижение их до предельно–допустимыхконцентраций.
Весь процесс очисткипредставлен тремя стадиями.
На первой применяетсяэлектролиз, либо предложенные альтернативные процессы — внутренний электролиз ицементация.
На второй эффективнасорбционная очистка с помощью минеральных сорбентов.
На третьей предложеноригинальный метод окончательной доочистки производным имидазола.
В ходе проведённойработы удалось снизить концентрацию ионов тяжёлых металлов допредельно–допустимой. Таким образом, проблема утилизации сточных вод,содержащих ионов тяжёлых металлов вполне разрешима.
Таблица 1
Зависимостьконцентрации ионов меди от соотношения площадей катода и анода.
Начальная концентрацияионов меди 124 г/л.
| № опыта | Соотношения площади катода к площади анода | Остаточная концентрация ионов меди, г/л | |
| Через 1 час | Через 1 сутки | ||
| 1 2 3 | 1:1 1:2 1:5 | 3,901 2,920 2,173 | 1,035 0,411 0,290 |
Таблица 2
Зависимостьконцентрации ионов меди от вида цементатора и его количества.
Начальная концентрацияионов меди 125 г/л.
| № опыта | Цементатор | Масса, г. | Время очистки | Остаточная концентрация ионов меди, г/л |
| 1 2 3 4 5 6 | Алюминий Цинк Железо Железо Железо Железо | – – – 1 5 10 | 7 суток 7 суток 7 суток 20 мин 20 мин 20 мин | 0,29 0,11 0,25 9,0387 0,5290 0,3932 |
Таблица 3
Результаты сорбционнойочистки от меди и цинка модельных растворов и стоков,
to=20±2oC, перемешивание 30 мин.
| № опыта | Очищаемый объект | Исходная концентрация мг/л | рH | Доза сорбента, г/л | Остаточная концентрация, г/л | |||
| Cu2+ | Zn2+ | Р–1 | Р–2 | Р–3 | ||||
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | Модельный раствор | 1109 " " " " " 1326 " " " " " | 8–9 " " 6,5–7,5 " " 0,5–1 " " 6,5–7,5 " " | 20 20 20 20 | 20 20 20 20 | 20 20 20 20 | 20,15 31,63 15,58 22,31 35,75 16,71 316,13 433,25 357,69 19,75 30,46 13,68 | |
| 13 14 15 16 17 | Сток щелочной " кислотный " смешанный " " " " | 1109 1326 1192 " " | 9–10 0,5–1 6,5–7,5 " " | 20 20 20 30 15 | 18,87 419,05 17,29 16,45 17,92 | |||
| 18 19 20 21 22 | Сток щелочной " кислотный " смешанный " " " " | 613 580 600 " " | 9–10 0,5–1 6,5–7,5 " " | 20 20 20 30 15 | 11,34 197,93 8,87 8,54 9,09 | |||
| 23 24 25 26 27 28 29 30 | Модельный раствор | 1050 " " " " " 50 " | 7–8 " " 5,5–6,5 " " 7–8 5,5–6,5 | 20 20 | 20 20 | 20 20 10 10 | 32,21 39,05 30,07 36,83 45,45 33,01 0,209 0,290 | |
| 31 32 33 34 35 36 | Сток | 1050 " 50 50 1050 1050 | 7–8 5,5–6,5 7–8 5,5–6,5 7–8 7–8 | 20 20 10 10 15 10 | 45,19 48,83 0,450 0,508 50,25 54,71 | |||
Список литературы
Гарбер М.И.Ресурсосберегающая технология гальванических покрытий. —М.: Машиностроение,1988. — 58с.
Зайцев В.Ф., ГригорьевВ.А., Крючков В.Н. Особенности распределения тяжёлых металлов в органах итканях туводных видов ихтиофауны Волго–Ахтубинской поймы. // Вестник АТИМРПиХ.— 1993. — с. 69–71.
Запольский А.Н. Очисткасточных вод гальванических покрытий. — Киев: Техника, 1975. — 290 с.
Левин А.И., ПолюсовА.В. Лабораторный практикум по теоритической электрохимии, — М.: Металлургия,1979. — 312 с.
Лурье Ю.Ю. РыбниковаА.И. Химический анализ производственных сточных вод. — М.: Химия, 1966. —278 с.
Пилипенко А.Т.Пятницкий И.В. Аналитическая химия. — М.: Химия, 1990. — 692 с.
Смирнов А.Д. Методыфизико–химической очистки воды. Очистка природных и сточных вод: Обзорнаяинформация. М.: ВИТИЦ, 1985. Вып.18. — 112 с.
Авторское свидетельствоСССР №579231, кл. С 02F 1/62, 1977.