Очистка воды от тяжелых металлов: способы и приспособления

Очистка воды от тяжелых металлов, несомненно, является важным фактором для получения готовой к использованию, чистой и безвредной для человека жидкости. К тяжелым металлам относят химические элементы, которые имеют металлические свойства и при этом обладают значительной атомной массой.

Они оказывают разрушительное действие на функции организмов животных и человека, а также имеют свойство аккумулироваться в органах и тканях и наносить здоровью непоправимый вред. Именно поэтому важно устанавливать на водоочистных сооружениях фильтры для воды от железа, меди, свинца, никеля, цинка, кобальта, ртути, кадмия и серебра.

Необходимость подобной фильтрации обусловлена тем, что из-за активного использования воды для разных отраслей промышленности концентрация этих металлов в стоке очень велика. Загрязнители имеют различную структуру и свойства, а значит, для каждого из их видов приходится прибегать к разным методам и приспособлениям.

Очистка воды от тяжелых металлов в форме ионов производится химическим способом и сводится к изменению уровня кислотности среды до необходимого. При достижении PH величины 9.0-10.5 любые металлы становятся нерастворимыми и выпадают в осадок, который устраняется достаточно просто.

Выбор химических реагентов, посредством которых производится промышленная водоочистка, зависит от следующих факторов:

- необходимой степени очистки-

- концентрации загрязняющего вещества-

- наличия или отсутствия примесей.

После того как вещества переведены в нерастворимую форму, следует этап их разделения, чаще всего с помощью гравитационного осаждения металла. Производится операция с помощью специальных осаждающих емкостей, из которых осевшие частицы откачиваются для обезвоживания и просушки. Плюс этого способа в его простоте, а минус – в высокой чувствительности к наличию посторонних соединений, которые способны помешать процессу осаждения. Это могут быть мыло, перекись водорода или детергенты.

Очистка воды от тяжелых металлов производится также иным способом. Он носит название «мембранный» и осуществляется с помощью специальной установки с перегородками. Как правило, в воде, очищенной мембранами, концентрация металлов не превышает 1 мг на литр, а по другую сторону фильтра они сами концентрируются в виде гелеобразной массы.

Именно такая очистка воды от тяжелых металлов по праву считается самой эффективной и перспективной. Ее высокое качество обусловлено особыми свойствами мембран, такими как:

1. Высокая селективность, или, иными словами, способность к разделению отличных по свойствам веществ. Перегородка полупроницаема и пропускает сквозь себя лишь воду, полностью освобожденную от посторонних примесей. Последние скапливаются по другую сторону мембран.

2. Сплав, из которого отлиты перегородки, отличается особой прочностью и стойкостью к химическим воздействиям.

3. Мембрана одинаково эффективно и в полном объеме выполняет положенные функции на протяжении всего периода использования. Преимущество метода в том, что примеси металлов не оседают на фильтрующей поверхности и не забивают ее поры, а разными способами удаляются с мембраны.

Видом такой очистки является обратный осмос. Этот метод отличается тем, что к раствору (загрязненной воде) прикладывается давление, которое превышает его собственное. К недостаткам способа относятся высокие требования к качеству материалов, из которых создаются очистительные установки и сложность с удалением концентрационного слоя.

Большой объем жидкости с незначительной концентрацией тяжелых металлов целесообразно очищать методом ионного обмена. Как известно, технология его основана на использовании ионообменных смол, на поверхности которых аккумулируются металлические ионы. Установки для этих работ позволяют эксплуатировать смолы в течение нескольких лет, исключая их слеживание.

Наиболее же тщательным методом очистки является самая сложная по техническому исполнению циклическая обработка с ультрафильтрацией. Правда, метод этот применяется только на электролизных и гальванических производствах, сточные воды которых содержат огромный процент отработанных растворов и насыщены хеланитами. Для такой работы используют специальные реакторы.