Особенности поведения тяжелых металлов в водных растворах и удаления соединений железа из сточных вод

Abstract

RU: Целью работы является определение влияния рН на растворимость тяжелых металлов: железа, алюминия, никеля и хрома, обоснование причин повышения содержания соединений железа после предочистки в системах подготовки воды, а также влияния температуры и концентрации кислоты в сточных водах металлургических производств на степень и скорость осаждения соединений железа. Методика. Выполнение исследований включало использование аналитических методов определения соединений металлов с применением модельных растворов в лабораторных условиях, а также определение условий осаждения соединений железа из промышленных сточных вод металлургических производств в зависимости от концентрации кислоты и температуры растворов. Результаты исследований. Процесс осаждения тяжелых металлов из сточных вод наиболее целесообразно осуществлять с использованием извести. Значения оптимального рН, при котором имеет место минимальная концентрация отдельных металлов, существенно отличается. При превышении оптимального значения рН остаточная концентрация металла увеличивается. Научная новизна. Определены оптимальные условия осаждения тяжелых металлов. Выведены аналитические зависимости и приведена интерпретация причин повышения содержания железа на промышленных установках. Определены характеристики осаждения соединений железа из растворов в зависимости от концентрации кислоты и температуры раствора. Приведены аналитические зависимости, характеризующие влияние указанных факторов на процесс осаждения. Практическая значимость. Тяжелые металлы являются источником загрязнения питьевой воды и технологических вод промышленных предприятий. Оптимизация условий удаления металлов из водных растворов является важным условием сохранения здоровья человека и повышения надежности работы предприятия.

UK: Метою роботи є визначення впливу рН на розчинність важких металів: заліза, алюмінію, нікелю та хрому, обґрунтування причин підвищення вмісту сполук заліза після попереднього очищення в системах підготовки води, а також впливу температури і концентрації кислоти в стічних водах металургійних виробництв на ступінь і швидкість осадження сполук заліза. Методика. Виконання досліджень включало використання аналітичних методів визначення сполук металів із застосуванням модельних розчинів в лабораторних умовах, а також визначення умов осадження сполук заліза з промислових стічних вод металургійних виробництв в залежності від концентрації кислоти і температури розчинів. Результати досліджень. Процес осадження важких металів із стічних вод найбільш доцільно здійснювати з використанням вапна. Значення оптимального рН, при якому має місце мінімальна концентрація окремих металів, істотно відрізняється. При перевищенні оптимального значення рН залишкова концентрація металу збільшується. Наукова новизна. Визначено оптимальні умови осадження металів. Виведено аналітичні залежності і наведена інтерпретація причин підвищення вмісту заліза на промислових установках. Визначені характеристики осадження сполук заліза з розчинів залежно від концентрації кислоти і температури розчину. Наведено аналітичні залежності, які характеризують вплив зазначених факторів на процес осадження. Практична значимість. Важкі метали є джерелом забруднення питної води та технологічних вод промислових підприємств. Оптимізація умов видалення металів із водних розчинів є важливою умовою збереження людського здоров’я та підвищення надійності роботи підприємств.

EN: The purpose is to determine the effect of pH on the solubility of heavy metals: iron, aluminum, nickel and chromium, the rationale for increasing the content of iron compounds after pretreatment in water treatment systems, as well as the influence of temperature and concentration of the acid in the wastewater metallurgical industries on the degree and rate of deposition of iron. Methodology. Performing research involved the use of analytical methods for the determination of metals with the use of model solutions in the laboratory, as well as to determine the conditions of deposition of iron compounds from industrial wastewater metallurgical industries, depending on the acid concentration and solution temperature. Findings. The process of deposition of heavy metals from waste water is most expedient to carry out using lime. The values of optimum pH at which there is a minimum concentration of individual metals is significantly different. When exceeding the optimum pH values the residual metal concentration increases. Originality. The optimal conditions for the deposition of heavy metals identified. Analytic depending are received and is given the interpretation of the causes of increasing iron content in industrial units. The characteristics of the precipitation of iron compounds from solution, depending on the acid concentration and temperature of the solution are defined. Analytical dependences characterizing the influence of these factors on the process of deposition are given. Practical value. Heavy metals are a source of contamination of drinking water and process water industry. Optimization of conditions for the removal of metals from aqueous solutions is important for the preservation of human health and improve the reliability of the company.