Altı değerlikli krom ve diğer ağır metalleri içeren atık suyun arıtılmasında kullanılan vorteks katmanının yapısı, reaktif tüketiminin radikal bir şekilde azaltılmasına olanak tanır, daha eksiksiz bir saflaştırma elde edilmesini sağlar ve prosesin sürekli olmasını sağlar.

Aktif bölgedeki ferromanyetik elementlerAVS cihazı, elektromanyetik alanda, aktif bölgeye giren reaktifleri yoğun bir şekilde karıştırın. Şok ve sürtünme, kolloid dispersiyon derecesine kadar pulverizasyona neden olur. Kolloid metal iyi bir indirgeme maddesidir. Ferromanyetik elementlerin dispersiyonu sürecinde kolloid metalin oluşumuyla eş zamanlı olarak girdap tabakasındaki suyun elektrolizi hidrojen üretir. Her iki faktör de atık sudaki altı değerlikli krom ve diğer ağır metallerin azaltılmasında önemli rol oynamaktadır. Girdap katmanının bu kapasitesi, altı değerlikli kromun indirgenmesi için ferrik sülfat tüketimini önemli ölçüde azaltır ve hatta yalnızca kolloid metal ve yayılan hidrojen nedeniyle atık sudaki altı değerlikli krom ve diğer metallerin tamamen azaltılmasını sağlar.

AVS’deki indirgeme reaksiyonu saniyenin kesirleri kadar zaman alır ve bu da sürecin sürekli olarak yüksek bir hızda yürütülmesini mümkün kılar.

Reaktiflerin yoğun bir şekilde karıştırılması ve elektromanyetik alanların etkisi ve ayrıca bileşiklerin dispersiyonu, metal hidroksitlerin mekanik karıştırma cihazlarına göre daha iyi dispersiyonuna yol açar.

İlginç bir şekilde, tortu dağılımının artması prizini yavaşlatmıyor. Aksine, katı fazdaki parçacıkların AVS’de çökelmesi, mekanik karıştırma cihazına göre 1,5 – 2 kat daha hızlı gerçekleşir. Bunun nedeni, sıvı ve katı parçacık arasındaki sınırdaki arayüzey gerilimini değiştiren süspansiyon üzerindeki yoğun manyetik etkidir.

Girdap katmanının en önemli özelliği, bir maddenin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin işlendikten sonra değişmesi, ürünün kimyasal aktivitesinin önemli ölçüde değişmesidir.

Mekanik bir karıştırıcı cihazının kullanılması, geniş ayak izine ve önemli miktarda sermaye yatırımına sahip ekipmanı gerektirir. Bu yöntemde döngüsel saflaştırma işleminin süresi 30 ila 120 dakikadır.

Kromun ve diğer metallerin hidroksit formunda eş zamanlı çökeltilmesiyle alkali ortamda kimyasal indirgeme kullanılarak atık suyun kromdan arıtılması için AVS’nin kullanılması, yalnızca demir sülfat ve kireç sütü için porsiyonlama cihazları, bir AVS cihazı ve bir filtre veya filtre içeren kaplar gerektirir. çamur toplayıcı.

Krom içeren atık suyun dekontaminasyonu için vorteks katman cihazının test edilmesinin sonuçları aşağıdaki gibidir.

tablo 1

AVS’de krom içeren atık suyun dekontaminasyonunun sonuçları

Cr’un başlangıç ​​konsantrasyonu6+, mg/dm3	Prosesin pH’ı	Demir sülfat tüketimi, stokiyometrik miktarın %’si	Ferromanyetik elemanların ağırlığı, g	Artık Cr6+ saflaştırmadan sonra, mg/dm3
100	2	100	150	0
		90		0
		80		0,56
100	4	90	150	0
		80		0,9
590	2	100	200	0
		90		0
		80		0,8
1000	2,5	100	200	0
		90		0,11
		80		1,1
200	7,5	100	150	0,012
200	9,0	100	150	0
		90		0,05
		80		0,98
750	7,5-8,5	90	200	0,1-0,01

Tablo 2

AVS ile endüstriyel bir ünitede ağır metal iyonlarının nötrleştirilmesi ve uzaklaştırılmasının sonuçları

Başlangıç ​​metal konsantrasyonu, mg/dm3	Prosesin pH’ı	Ca(OH) Tüketimi2, stokiyometrik miktarın %’si	Ferromanyetik elemanların ağırlığı, g	Artık metal içeriği, mg/dm3
Fe2+; 3+= 130,0	7,5	90,0	200	Fe2+; 3+ – 0
Cu2+= 50,0				Cu2+ – 0,12
Zn2+= 45,0				Zn2+ – 0,063
Cd2+= 10,0				Cd2+ – 0,07
Cr3+= 120,0				Cr3+ – 0
Fe2+; 3+= 170,0	8,5	100,0	150	Fe2+; 3+ – 0
Cu2+= 40,0				Cu2+ – 0,018
Zn2+= 28,0				Zn2+ – 0
Cd2+= 5,5				Cd2+ – 0,011
Cr3+= 100,0				Cr3+ – 0
Fe2+; 3+= 250,0	8,7	100,0	200	Fe2+; 3+ – 0
Cu2+= 65,0				Cu2+ – kalıntı
Zn2+= 35,0				Zn2+ – kalıntı
Cd2+= 2505				Cd2+ – 0
Cr3+= 350,0				Cr3+ – 0

Eş zamanlı olarak mekanik çalkalama ve kabarcıklı havalandırma kullanılarak endüstriyel saflaştırma gerçekleştirildi. Proseste kireç sütü tüketimi stokiyometrik miktarın %115 – 120’si kadardı. Atık suyun reaktifle karıştırılma süresi 15-20 dakika idi.

Şekil 1-3, AVS ve mekanik karıştırıcılar kullanılarak çökeltme tanklarında ağır metalin verimli bir şekilde uzaklaştırılması ve atık suyun arıtılması arasındaki karşılaştırmalı bağımlılığı göstermektedir.

Şekil 1. Ağır metallerin atık su arıtmasının verimliliği: 1 – mekanik karıştırıcı reaktör (Ca(OH)2 tüketimi – stokiyometrik miktarın %115-120’si); 2 – AVS (Ca(OH)2 tüketimi –stoikiometrik miktarın %92’si)

Şekil 2. Metal hidroksit oluşumundan sonra çökeltme tanklarındaki atık suyun etkili bir şekilde arıtılmasının bağımlılığı: 1 – mekanik karıştırıcı reaktör; 2 – AVS

Şekil 3 Altı değerlikli krom indirgemesinin verimliliği: 1,2 – sırasıyla 50 ve 100 mg/dm3 krom konsantrasyonuna sahip reaktörde (kabarcık havalandırması); 3,4 – AVS’de aynı

Endüstriyel koşullarda atık sudan kromun uzaklaştırılmasının verimliliğini karşılaştırmak için, kabarcık havalandırmalı bir reaktörde normal bir reaktif prosesinde krom azaltıldı, arıtma süresi 15-25 dakikaydı.

Şekil 3’te bu testin karşılaştırmalı verileri gösterilmektedir.

Hem asidik hem de alkali ortamda krom içeren atık suyu arıtan tesislerde AVS’nin endüstriyel kullanımının sonuçları, AVS bazlı prosesin krom ve ağır metalleri (Fe, Ni, Zn, Cu, Cd), %90-100 stokiyometrik miktarda reaktifler kullanılırken ve deneysel araştırma sonuçları ve AVS’deki ferromanyetik eleman girdap katmanının verimliliği ile doğrulandığı gibi, saflaştırma tesislerinin ve operasyonlarının önemli ölçüde basitleştirilmesi. Normal reaktif prosesinde reaktiflerin tüketimi şu şekildedir: çökeltme maddesinin %115-120’si (Ca(OH)2, çoktan2CO3) ve %150-175 indirgeme maddesi (FeSO4).

AVS’nin atık su arıtma prosesindeki deneyleri ve endüstriyel testlerine dayanarak, çeşitli endüstriyel tesislerin arıtma tesislerinde yeni prosesler önerildi ve uygulandı (Şekil 4, 5).

Şekil 4’te krom içeren ve asidik/alkali atık suyun eş zamanlı arıtılmasına ilişkin proses diyagramı gösterilmektedir; bunun özü, tesisin iki bölümünden gelen atık suyun dönüşümlü olarak iki karıştırma kabına akmasıdır. Tanklardan biri dolduğunda ve suyun ortalaması alındığında, indirgeyici madde (sodyum bisülfat) ile birlikte pH’ı 2-3’e getirecek şekilde asit eklenir. 5-10 dakika karıştırıldıktan sonra su AVS’ye akar. Alkali (Na2CO3) рН’yi 7,5-9’a getirmek için akışa eklenir. AVS’de atık su birkaç saniye boyunca reaktiflerle işlenerek Cr’nin indirgenmesi tamamlanır.6+ Cr’ye3+ ve Cr oluşumu3+ ve diğer ağır metal hidroksitler. Olası bir indirgeme maddesi demir sülfattır (FeSO4).

Figür. 4 Krom ve asit/alkali içeren atık suyun eş zamanlı arıtılması için proses şeması: 1- karıştırma tankı; 2 – indirgeme maddesi tankı (FeSO4 çözeltisi); 3 —Na2CO3 çözeltisi hazırlama tankı; 4,7,11 – pompalar; 5 – indirgeme maddesi tankı; 6 – sülfürik asit tankı; 8 — AVS; 9, 10 – çökeltme tankı; 12 – vakum filtresi; 13 – porsiyonlama; 14 – akış ölçer; 15 – reaktif tüketimi düzenleme valfi; 16 – numune alma; 17 — pH metre

Bu süreçte girdap katmanı cihazlarının kullanılması, kirliliğin izin verilen maksimum sınırların altında olduğu noktaya kadar saflaştırmayı iyileştirir, reaktif bizi 1,5-2 kat azaltır, enerji maliyetlerini yarı yarıya azaltır ve arıtma tesisi ayak izini %10 – 15 oranında azaltır.

Proses diyagramında (Şekil 5) AVS’deki saflaştırma üç ayrı akışta gerçekleşir:

Cr’nin Azaltılması6+ Cr’ye3+ krom içeren sularda;

Siyanür içeren atık sularda siyanürlerin siyanatlara oksidasyonu (pH 10-11, alkali ve oksidant);

Dekontamine edilmiş krom ve camgöbeği içeren suyun alkali/asitli suyla karıştırılmasından sonra atık suyun eş zamanlı arıtılması.

Arıtılan atıklardan tuzların uzaklaştırılması için çakıl-kum filtresi, katyon ve anyon değişim filtreleri kullanılmakta olup, buradan su temiz su tankına gönderilerek prosese geri verilmektedir.

Bu atık su arıtma yöntemi en ekonomik olanıdır ve çeşitli endüstrilerde geniş kullanım olanakları sunar.