Очистка сточных вод от кадмия
Кадмий в воде — мембранная технология очистки воды
При наличии в гальваническом производстве операции кадмирования в сточные воды попадают ионы кадмия. В зависимости от применяемого электролита ионы кадмия могут попадать как в кислотно-щелочной поток, так и в циансодержащие сточные воды.
Ионы кадмия являются загрязнителем 1-го класса опасности, что обусловливает необходимость выделения сточных вод, содержащих ионы кадмия в отдельный поток и его локальное обезвреживание.
Среди технологий обезвреживания кадмийсодержащих сточных вод метод электрохимической экстракции показал высокую эффективность. Технология электрохимической экстракции заключается в удалении ионов кадмия из отработанного электролита или ванны улавливания и осаждении его на катоде в виде металлического осадка. Таким образом, существенно (в 10-20 раз) снижается концентрация ионов кадмия, попадающих в сточные воды, обезвреживаемые на очистных сооружениях гальванического производства.
В процессе электрохимической экстракции кадмия также происходит окислительная деструкция органических добавок и цианидов, входящих в состав некоторых электролитов. Конечными продуктами этих окислительных реакций являются вода и ион карбоната. Метод электрохимической экстракции может использоваться для регенерации кислоты и щелочи, входящих в состав электролитов.
Электрохимическая экстракция происходит в мембранном электрохимическом модуле. Мембранный электрохимический модуль МУОВ-М5 (электролизер) предназначен для удаления из растворов ионов металлов с целью сокращения их выноса из ванн электрохимической и химической обработки и их поступления в сточные воды гальванического цеха.
В ряде случаев решается задача поддержания на требуемом уровне кислотности раствора и его окислительно-восстановительных свойств за счет электрохимической регенерации. Применение мембранного электрохимического модуля для регенерации хроматных растворов позволяет увеличить срок их службы и во многих случаях полностью устранить необходимость периодического сброса на очистные сооружения.
Применение мембранного электрохимического модуля в ванне непроточной промывки (ванне улавливания), в которую детали поступают непосредственно после химической или электрохимической обработки, позволяет многократно уменьшить поступление ионов металлов и химикатов в промывные воды и, в конечном счете, в сточные воды гальванического производстваа. В результате этого снижается нагрузка на очистные сооружения, уменьшается подача чистой воды в ванны проточной промывки и, соответственно, объем стоков, а также сокращается расход химикатов на их обезвреживание.
Устройство мембранного электрохимического модуля показано на Рис.1. В электролизер устанавливаются электроды − катод и анод. Электроды разделены диафрагмой (полипропиленовая ткань), либо ионообменной мембраной. На электроды подается постоянный электрический ток от источника тока 1. Технологический раствор постоянно циркулирует между гальванической ванной (ванной улавливания) и мембранным электрохимическим модулем. Циркуляция обеспечивается насосом 5, подающим раствор в электролизер 2, откуда раствор самотеком стекает в емкость 3. По достижении заданного уровня, включается насос 4 и перекачивает раствор обратно в гальваническую ванну.
Рис.1 Мембранный электролизер для очистки воды от кадмия: 1 − источник постоянного тока; 2 − мембранный электролизер; 3 − накопительная емкость; 4,5 − насосы; 6 − гальваническая ванна (ванна улавливания).
Таб.1 Технические характеристики мембранной установки
№ п/п | Параметр | Величина |
1 | Производительность по воде, л/ч | до 100 л/ч |
2 | Электрическая мощность, кВт | 1,5 |
3 | Род тока | 220В, 1ф |
4 | Напряжение источника тока, В | 6-12 |
5 | Сила тока на электролизере, А | 5-20 |
6 | Давление сжатого воздуха | до 6 бар |
7 | Расход воздуха | до 0,1 м3/мин |
8 | Количество камер электролизера | 2 (3) |
9 | Материал катода | нерж. сталь 12Х18Н10Т |
10 | Материал анода | нерж. сталь 12Х18Н10Т, титан с покрытием ОРТА |
11 | Габаритные размеры (Д*Ш*В), мм | 1000х500х2000 |
При неработающем мембранном электрохимическом модуле раствор должен быть слит из электролизера через специальный дренажный кран.
В процессе работы на катоде образуется осадок металла, который необходимо периодически счищать металлическими щетками.
При наличии в рабочем растворе хлоридов, в электролизере возможно выделение газообразного хлора. Для удаления газообразных продуктов следует применять местную вытяжную вентиляцию.