Hemsida
Kemi
Kemisk nederbörd

Kemi

Kemisk nederbörd

2765
583
Johan Johansson

Sedimentationstank för vattenbehandling

Vad är kemisk utfällning?

De Kemisk nederbörd Det är en avloppsbehandlingsprocess där kemiska ämnen tillsätts för att omvandla förorenande joner upplöstes till fasta partiklar. Med andra ord består det i att generera sedimenterbara partiklar i avloppsvatten genom tillsats av kemikalier.

Huvudmålet med kemiskt regn.

Även om de flesta föroreningar som söks eliminera är metaller såsom kobolt, cesium eller kvicksilver som bildar katjoner (joner med positiv belastning), används det också för att eliminera anjoner (joner med negativ belastning) såsom fluorid, cyanid och fosfat.

När det fasta fällningen är nödvändigt att genomföra en serie steg för att kunna skilja den från resten av vattnet. Dessa steg inkluderar flockning, sedimentation och separering av fast vätska.

Balansen mellan löslighet och kemisk nederbörd

Den kemiska nederbördstekniken är baserad på löslighetsbalansen för joniska föreningar och konstanten för löslighetsprodukten. I de flesta fall är de fasta ämnena som fälls ut små lösliga hydroxider, även om andra typer av joner också fälls ut.

I alla fall av kemisk utfällning är det fasta ämnet som bildas en liten löslig jonförening som är i balans med jonerna i lösning enligt den allmänna reaktionen:

Den slutliga koncentrationen av metallen, M, som förblir i lösningen bestäms av jämviktskonstanten för denna reaktion, liksom av koncentrationen av anjonen, A, som tillsätts.

Till exempel, Om det är en hydroxid beror den slutliga koncentrationen av metallen på koncentrationen av hydroxidjoner i lösningen och därför av pH.

Steg för steg kemisk nederbördsprocess

Den kemiska nederbördsprocessen består av fyra grundläggande steg:

Steg 1: Tillsats av utfällningsmedel och pH -justering.

Detta är det inledande steget där det utfällande medlet som har valts läggs till (i de flesta fall är det kalciumhydroxid). PH justeras för att maximera nederbörden och optimera vattenens slutliga renhet.

Kan tjäna dig: Acrilonitrilo: Struktur, egenskaper, produktion, användning

Under detta steg slås eller rörs blandningen för att säkerställa en enhetlig utfällningskoncentration.

Steg 2: Flokulation.

Detta steg är att tillåta de små fasta ämnena som bildas i det första steget av nederbörden för att sammanfogas och bildar partiklar eller "flockar" (därmed deras namn).

Dessa kommer att sediment snabbare i nästa steg. För att gynna bildandet av dessa partiklar utan att bryta dem blir agitation långsammare.

Steg 3: Sedimentation.

Den består av att låta blandningen av nyligen behandlat vattenstativ i en tank för att låta alla fasta partiklar gå till bakgrunden (sedimente).

Steg 4: Separation av fast vätska.

I de flesta fall består fast-vätskeseparation av en enkel dekantering av vattnet som förblir sedimentet. I andra fall uppnås separationen genom att filtrera eller till och med centrifugera behandlat vatten, beroende på hur farliga föroreningar är.

Typer av kemisk nederbörd

Hydroxidutfällning

Detta är den vanligaste typen av kemisk nederbörd och består av att öka pH genom att tillsätta en alkalisk förening som nästan alltid är kalciumhydroxid (Ca (OH)₂).

Den kemiska reaktionen som inträffar är:

I den tidigare reaktionen representerar M varje katjon av metallen som önskas att eliminera. Det fasta ämnet som bildas i detta fall är en mycket liten löslig hydroxid.

När det gäller hydroxidutfällning är den allmänna regeln att ju större OH -koncentrationen^- (Ju större pH), desto lägre är koncentrationen av metallen som kvarstår i vattnet efter att ha behandlats. Med andra ord, till större pH, större slutlig renhet av vattnet.

Nederbörd med sulfider

Denna typ av kemisk utfällning används främst för att eliminera tungmetaller, såsom bly eller kvicksilver, i form av mycket lite lösliga sulfider. För att uppnå detta kan det läggas till vattnet för att behandla både lösliga och olösliga sulfider.

De mest använda sulfiderna är lösningar som inkluderar vätesulfid (h₂S) och natriumsulfid (NA₂S). Den allmänna nederbördsreaktionen är:

Kan tjäna dig: legering

Järnhaltig sulfid kan också tillsättas som är olöslig, men ger tillräckligt med sulfidjoner till lösningen för att fälla ut majoriteten av tungmetaller.

Karbonatutfällning

Karbonaterna i många metaller är mindre lösliga även än hydroxider och kan fälla ut från avloppsvatten genom att tillsätta kalciumkarbonat eller vrida hydroxider som bubblar koldioxid i den alkaliserade blandningen i den alkaliserade blandningen.

Cyanidutfällning

Till skillnad från de tidigare fallen försöker vi här fälla ut cyanid, som är en anjon, istället för en metall. Cyanid är en mycket farlig giftig förorening och kan avlägsnas från avloppsvatten genom att tillsätta zinksulfat eller järnsulfat, eftersom det bildar komplex med dessa metaller som fälls ut.

Samutveckling

CoprecoPipitation inträffar när ett lösta ämnet fälls ut tillsammans med en annan. I dessa fall fångas det första lösta ämnet i det fasta ämnet när en fällning av en annan förening bildas.

Det är som om det fasta ämnet vid bildningen lämnade den första lösta ämnet och drar den ur lösningen. Detta fenomen används för att eliminera vissa föroreningar som är svåra att fälla ut sig själva.

Ansökningar

Kemisk nederbörd används i oändliga industrier för att uppfylla miljökraven för avloppsvattenkvalitet.

Hydroxidutfällning Det används i branscherna för:

Metallfinish
Oorganisk sammansättningstillverkning
Grundläggande grundläggande
Tillverkning av fyrverkerier och sprängämnen
Porslinemalj
Kolbrytning
Läkemedelsindustrin, bland andra.

Å andra sidan, Nederbörd med sulfider Det används i branschen för att eliminera föroreningar som kvicksilver, bly och silver. Detta har tillämpning i följande branscher:

Textilindustri
Brytning
Fotografisk utrustning och förnödenheter
Tillverkning av bland annat icke -kapslade metaller

Förutom dessa branscher är nederbörd den viktigaste tekniken för Rening av kylvatten av kärnreaktorer. I den här branschen används den för att eliminera radioaktiva katjoner som Plutonium, Américo, Cesio och andra.

Exempel på kemisk nederbörd

Strontiumutfällning med kalciumkarbonat

Utfällningsreaktionen i detta fall är:

Kan tjäna dig: kväveoxider (NOx)

Reaktionen genomförs till ett optimalt pH på 10,5 och uppnår koncentrationer av denna metall upp till 100 gånger lägre än den initiala.

Antimonhydroxidutfällning

För att eliminera antimon från avloppsvatten kan titanhydroxid användas som ett utfällande reagens. Reaktionen är:

Detta utförs i ett pH -intervall som går från 5 till 8,5 och minskar också koncentrationen till ett värde 100 gånger mindre än det initiala.

Cesiumutfällning med tetrafenylborat

Detta är ett speciellt fall som tillåter cessiumutfällning, en alkalisk metall som är svår att fälla ut. Reaktionen är:

Att använda tetraphenylborate ger två stora fördelar: Först, som praktiskt taget fungerar till valfritt pH (från pH 1 till 13) och för det andra, att den låga saltlösligheten som bildas gör det möjligt att minska den slutliga koncentrationen av föroreningen med tusen faktor av tusen tusen.

Kopparutfällning med natriumsulfid