Размещено на http://www.allbest.ru/

Очистка сточных вод от металлов и их солей

Для очистки сточных вод машиностроительных предприятий от металлов и их солей применяют реагентные, ионообменные, сорбционные, электрохимические методы (гиперфильтрация, электрокоагуляция, электролиз, электродиализ), биохимическая очистка и т. д. Широко распространены реагентные методы очистки, при которых происходят следующие основные химические процессы: окисление или восстановление растворенных в воде примесей с образованием нетоксичных продуктов; переход растворимых примесей в нерастворимые с последующим разделением твердой и жидкой фаз и нейтрализация содержащихся в сточных водах свободных кислот и щелочей. К основным методам реагентной очистки сточных вод относят обработку их хлорной известью, NaCl, KCl, перманганатом калия, пероксидом водорода, солями железа, а также хлорирование и озонирование.

Выбор того или иного реагента для обработки сточных вод зависит от состава и концентрации примесей в сточной воде, расхода сточной воды, значения рН и т. п. Большинство перечисленных методов достаточно широко описаны в литературе [5, 6] и вошли в практику очистки сточных вод. В настоящее время проводятся исследования по внедрению озонирования - перспективного метода очистки сточных вод от тяжелых металлов и их солей, например цианидов. Метод окисления цианидов озоном наиболее эффективный, так как при этом в сточную воду не вносится никаких дополнительных загрязнений, а озон восстанавливается до кислорода. Кроме того, при озонировании не образуются токсичные продукты и упрощается технологическая схема очистки.

Ионообменные методы очистки сточных вод находят применение практически в любых отраслях промышленности для очистки от многих примесей, в том числе и шестивалентного хрома. Эти методы позволяют обеспечить высокую эффективность очистки, а также получать выделенные из сточной воды металлы в виде относительно чистых и концентрированных солей.

Для ионообменной очистки сточных вод используют синтетические ионообменные смолы. На рис. 1 представлена схема ионообменной очистки сточных вод ванн хромирования от соединений хрома. Сточные воды поступают в приемный резервуар 1, откуда насосом 2 подаются в фильтр 3 для очистки от механических примесей. Очищенная от механических примесей сточная вода поступает в последовательно расположенные анионитовые фильтры 4 и 5, заполненные ионообменной смолой АВ-17 в ОН-форме. Очищенная таким образом сточная вода вновь подается в ванну хромирования 12. Вспомогательный катионитовый фильтр 6 предназначен для дополнительной обработки сточной воды в пусковой период. В бак 7 поступают выделенные соединения хрома. Бак 8 предназначен для сбора отработанного раствора. Емкости 13 - со щелочью и 14 - с кислотой предназначены для промывки фильтров. Промывной раствор нейтрализуется в баке 11, куда через дозатор 9 одновременно подается необходимое для нейтрализации количество извести из бака 10.

Рис. 1. Схема ионообменной очистки сточных вод ванн хромирования

Метод электролиза широко используют для очистки сточных вод от шестивалентного хрома. Этот метод основан на пропускании электрического тока через сточную воду, находящуюся в открытых или закрытых электролизных ваннах, в которых размещены попеременно чередующиеся стальные аноды и катоды. При этом в сточной воде не должно содержаться механических примесей со скоростью осаждения (всплывания) более 0,0003 м/с и концентрацией их более 0,05 кг/м³. Очистка сточных вод от соединений шестивалентного хрома основана на реакциях восстановления бихромат и хромат-ионов ионами Fe²⁺, которые образуются при электролитическом растворении анода, а также гидрокcидом железа Fe(OH)₂, который возникает в сточной воде при взаимодействии ионов Fe²⁺ и ОН^- (при рН ? 5,5).

В промышленных условиях биохимическую очистку сточных вод от соединений хрома проводят на установках, использующих в качестве питательной среды городские бытовые сточные воды со средним значением ВПК 0,1 кг/м3. На рис. 2 представлена схема установки биохимической очистки хромсодержащих сточных вод цеха металлопокрытий. Бытовые сточные воды с расходом 0,0236 м³/сиз отстойника 1 насосом подают в смеситель 2, куда одновременно поступают хромсодержащие сточные воды с расходом 0,013 м³/с и концентрацией соединений хрома до 0,085 кг/м³, а также активный ил с содержанием бактерий рода Pseudotnonas. Из смесителя сточные воды с активным илом поступают в биовосстановители 3, в которых происходит процесс биохимического восстановления хроматов с образованием гидрокеида хрома. Процесс восстановления идет при постоянном перемешивании смеси и поддержании активного ила во взвешенном состоянии. Из биовосстановителей сточная вода поступает в отстойник 4, отстаивается и очищенная от хрома направляется в резервуар 5. В этот же резервуар сбрасывается избыточный активный ил с гидроксидом хрома и осадок сточных вод из отстойника 1. Осевший активный ил из отстойника 4 перекачивается в смеситель 2 для поддержания в биовосстановителях концентрации, равной 7 кг/м³. Из резервуара 5 сточная вода перекачивается в канализацию и далее поступает в биологические установки станции очистки, где в первичных отстойниках осаждается гидроксид хрома.



Рис. 2. Схема установки биохимической очистки хромсодержащих сточных вод

Мембранные технологии

Когда по обе стороны полупроницаемой мембраны находятся растворы с солесодержанием различной концентрации, молекулы растворителя (например, воды) будут перемещаться сквозь мембрану из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией, создавая в последнем повышение уровня жидкости. Вследствие явления осмоса процесс проникновения растворителя сквозь мембрану наблюдается даже, когда оба раствора находятся под равным внешним давлением. Данный процесс протекает до того момента, когда между растворами не установится определенная разность давлений, называемая осмотическим давлением - сила, под действием которой растворитель проходит сквозь мембрану. Еще в 60-х годах ХХ столетия было установлено, что если искусственно к концентрированному раствору приложить давление, превышающее осмотического, будет протекать обратный процесс: молекулы растворителя будут переходить из более концентрированного раствора в разбавленный. Процесс получил название «Обратный осмос». В этом процессе вода и растворенные в ней вещества будут разделяются на молекулярном уровне. По мере протекания обратноосмотического процесса, с одной стороны мембраны накапливается практически чистая вода (растворитель), а растворенные вещества остаются по другую сторону мембраны. Ученые сделали вывод, что явление обратного осмоса возможно применять для очистки воды от различных загрязнений, поскольку при обратноосмотическом процессе достигается гораздо более высокая степень очистки воды, чем в основных классических методах фильтрования, базирующихся на адсорбции загрязнителей на активированном угле и фильтрации механических примесей. Более того, метод обратного осмоса значительно дешевле и проще в эксплуатации по сравнению с ионообменными фильтрами. Обратный осмос нашел широкое применение для опреснения морской воды. В настоящее время производятся мембраны с различным диаметром пор, которые позволяют добиться разной степени очистки воды на выходе и могут быть использованы в различных производственных процессах.

Рис. 3

Классификация мембранных процессов

Табл. 1

Процесс	Диаметр пор, мкм	Рабочее давление, МПа	Мембранные элементы
			Материал	Конфигурация
Микрофильтрация (MF)	0,08-2,0	0,007-0,1	Полипропилен, акрилонитрил, нейлон, фторопласт, керамика	Рулонные, половолоконные, плоскопараллельные, патронные, трубчатые
Ультрафильтрация (UF)	0,005-0,2	0,07-0,7	Ацетат целлюлозы, Ароматические полиамиды	Рулонные, половолоконные, плоскопараллельные
Нанофильтрация (NF)	0,001-0,01	0,5-1	Ацетат целлюлозы, Ароматические полиамиды	Рулонные, половолоконные
Обратный осмос (RO)	0,0001-0,001	0,85-7	Ацетат целлюлозы, Ароматические полиамиды	Рулонные, половолоконные

Микрофильтрационные мембраны с размером пор 0,1-1,0 мкм задерживают взвешенные и коллоидные частицы, определяемые как мутность. Область применения: грубая очистка воды и предварительной подготовка воды перед обратноосмотическим обессоливанием.

Ультрафильтрационные мембраны с размером пор от 0,01 до 0,1 мкм удаляют крупные органические молекулы (молекулярный вес больше 10 000), коллоидные частицы, бактерии и вирусы, не задерживая при этом растворенные соли. Область применения: в промышленности и в быту обеспечивают высокое качество очистки от перечисленных веществ, не меняя при этом минеральный состав воды.

Нанофильтрационные мембраны характеризуются размером пор от 0,001 до 0,01 мкм. Они задерживают органические соединения с молекулярной массой выше 300 и пропускают 15-90% солей в зависимости от структуры мембраны. Область применения: очистка сточных вод от гидроксидов и фосфатов тяжелых металлов в гальванотехнике, от поверхностно активных веществ в прачечных и при производстве лекарственных препаратов и моющих средств.

Рис. 4

Установки обратного осмоса

Обратноосмотические мембраны имеют поры самого малого диаметра, а следовательно являются наиболее селективными. Они задерживают большую часть растворенных солей, низкомолекулярные органические вещества, все вирусы и бактерии, гумусовые соединения, и пропускают только молекулы воды и 1-3% легких минеральных солей. В среднем обратноосмотические мембраны задерживают 97-99% всех растворимых соединений, растворенных газов и легких минеральных солей. Данный тип мембран применяют в различных отраслях промышленности, где есть потребность в получении воды высокой степени очистки (гальваническое производство, производство печатных плат, приборостроение и электронная промышленность, нанесение покрытий благородных металлов, производство бутилированной воды и напитков, пищевая промышленность, фармацевтическая промышленность и др.). Применение двухступенчатого обратного осмоса позволяет получить деминерализованную и дистиллированную воду. Эти системы являются экономически выгодной альтернативой дистилляторам и выпарным установкам и применяются на различных производствах (гальваника, микроэлектроника и др.). В настоящее время мембранные системы стали все чаще и чаще использоваться в быту, что стало возможным благодаря современным научно-техническим достижениям: мембранные установки стали гораздо дешевле, возросла их удельная производительность, понизилось рабочее давление. Установки обратного осмоса позволяют получать воду, соответствующую качеству СанПиН «Питьевая вода» и европейским стандартам качества.

Преимущества систем обратного осмоса

· Селективность (степень извлечения загрязняющих веществ) - до 99,9%,

· Уникальное качество очищенной воды,

· Удаление низкомолекулярных гуминовых соединений, придающих воде желтоватый оттенок и ухудшающих ее органолептические свойства,

· Универсальность - эффективное извлечение смеси загрязняющих веществ: ионы тяжелых металлов + ионы кальция и магния + фосфаты, сульфаты и хлориды,

· Отсутствие вторичного загрязнения воды,

· Низкие затраты электроэнергии при использовании насосов бустерного типа,

· Удобство транспортировки и монтажа с использование высоконадежных полипропиленовых труб и трубозапорной арматуры,

· Длительный срок службы системы при периодической обратной промывке мембран,

· Простота и надежность в эксплуатации. Автоматизированный режим работы установок,

· Высокая рентабельность,

· Высокая экологическая безопасность.

Рис. 5. Области применения процессов разделения

Мембранные установки обратного осмоса

Наиболее распространены процессы разделения, в которых в качестве движущей силы применяют разность давлений: обратный осмос, нанофильтрация, ультрафильтрация.

Мембранное разделение это процесс продавливания воды через полупроницаемую мембрану под давлением. Мембраны отличаются друг от друга конструкционными материалами, размером пор, при этом, чем меньше размер пор, тем выше степень очистки и тем большее давление надо приложить.

Обратный осмос это процесс фильтрации водных растворов под давлением, превышающее осмотическое, через полупроницаемую мембрану. Процесс обратного осмоса, как правило, протекает под давлением 2,8-5 МПа.

Рис. 6. Процесс обратного осмоса

Рулонный мембранный элемент для установки обратного осмоса, представленный на Рис. 2. состоит из трубки с прорезями для прохода пермеата и герметично присоединенного к ней пакета мембран, расположенного между ними дренажного листа и сетки-сепаратора, образующей межмембранные каналы. В процессе скручивания пакета для герметичного разделения напорной полости и полости сбора пермеата кромки дренажного листа пропитывают специальным клеем.



Рис. 7. Рулонный мембранный элемент

Рулонные мембранные элементы для мембранных установок обратного осмоса работают по принципу тангенсальной фильтрации. В процессе обессоливания, она разделяется на два потока: фильтрат (обессоленная вода) и концентрат (раствор с высоким солесодержанием). Разделяемый поток воды движется в осевом направлении по межмембранным каналам рулонного элемента, а фильтрат спиралеобразно по дренажному листу в направлении отвода фильтра. Концентрат выходит с другой стороны мембранного модуля обратного осмоса. Сегодня обратноосмотические мембранные элементы рулонного типа являются наиболее распространенными и наименее дорогостоящими.

Преимущества обратноосмотических аппаратов рулонного типа:

· Высокая плотность упаковки мембран в единице объема (300-800 м²/м³);

· Удобство монтажа и демонтажа мембранного элемента в корпусе мембранной установки обратного осмоса;

· Низкая стоимость и простота конструкции напорного корпуса мембранной установки;

· Относительно низкие потери давления в установке;

· Использование для изготовления разделительных элементов плоской мембраны, качество которой может быть предварительно проконтролировано несложными способами.

Табл. 2. Технические характеристики мембранных элементов для установок обратного осмоса

Модель мембранного элемента	Типоразмер	Рабочее давление, бар	Рабочая поверхность, м2	Селективность по NаСl, %	Поток, м3/сутки
Filmtec BW30-4040	4040	16	7.2	99,0	8,3
Filmtec BW30-400	8040	16	37,0	99,5	40,1
Hydranautics ESPA4-4040	4040	10		99,0	9,5
Hydranautics ESPA4	8040	10		99,0	45,4
Hydranautics LFC3-4040	4040	16		99,5	7,6
Hydranautics LFC3	8040	16		99,6	36,0
Toray TMG10	4040	16	8,0	99,5	7,6
Toray TM720-400	8040	16	37,2	99,7	39,0
GE OsmonicsDesal AG4040F	4040	13,8		99,4	8,3
GE OsmonicsDesal AK4040F	4040	7		99,0	8,3
Владипор ЭРО-КН-100-1016	4040	16	-	92,0	24,0
Владипор ЭРО-КН-200-1016	8040	16	-	90,0	6,0

Работа установок обратного осмоса осуществляется при высоком давлении, которое обеспечивается при использовании многоступенчатых насосов высокого давления (насосных станций бустерного типа). Таким образом, в примембранном слое происходит концентрирование растворенных веществ, содержащихся в питающей воде. Это процесс концентрационной поляризации, приводящей к образованию осадка на поверхностях обратноосмотических мембран. Для снижения эффекта концентрационной поляризации, в мембранные модулях обратного осмоса, производители используют новые сетки турбулизаторы, подбирают полимерные материалы сильнее препятствующие отложению солей на их поверхности. Кроме того, для снижения осадкообразования производители мембран вводят требования к качеству воды, подаваемой на установки обратного осмоса, (ограничения по солям жесткости, ионам железа, общей минерализации, взвешенным веществам и свободному хлору).

Вода, прошедшая процесс предварительной очистки, подается на мембранную установку обратного осмоса Рис. 3. Обратноосмотические мембранные элементы задерживают все загрязнения диаметром более 0,1 нм. Мембрана пропускает молекулы растворителя (воды) и задерживает ионы растворимых солей: Са²⁺, Mg²⁺, Na⁺, К⁺, Fe²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺ S0₄^2-, Cl^- и полный спектр органических веществ и коллоидов с размером, значительно превышающим диаметр пор мембран, в том числе вирусы и бактерии. Установки обратного осмоса эффективно извлекают из воды гуминовые кислоты и их соединения, которые практически невозможно полностью удалить другими технологиями.

Рис. 8. Установки обратного осмоса

Установки нанофильтрации воды имеют селективность по ионам первой группы (Na⁺, К⁺, Cl^-) порядка 50% по сравнению с системами обратного осмоса. В установках нанофильтрации также применяются рулонные мембранные элементы. Нанофильтрационные мембраны имеют диметр пор порядка 1 нм. Нанофильтрацию применяют как для умягчения природных вод, так и для обессоливания очищенных сточных вод гальванического производства при создании систем оборотного водоснабжения. Однако, мембраны для нанофильтрации имеют более высокую стоимость по сравнению с обратноосмотическими, что обусловлено сложностью их изготовления.

Использование установок обратного осмоса и нанофильтрации позволяет получить питьевую умягченную воду высокого качества в процессе водоподготовки и воду для промывных операций и приготовления растворов электролитов при создании систем оборотного водоснабжения предприятий машиностроительного комплекса.

Микрофильтрация

Установки микрофильтрации для очистки воды

На предприятиях машиностроительной отрасли промышленности в процессе производства образуются сточные воды, которые, при недостаточной степени очистки, являются источниками загрязнения водных объектов. Загрязняющие вещества приводят к качественным изменениям физических свойств воды и ее химического состава.

Количественный и качественный состав сточных вод промышленных предприятий разнообразен и зависит от технологических процессов, применяемых в производственном цикле. В основном промышленные сточные воды содержат взвешенные вещества, нефтепродукты, ПАВ и ионы тяжелых металлов, что особенно характерно для стоков гальванического производства.

Задача промышленной очистки воды приобретает в РФ все более серьезное значение, так как большинство очистных сооружений машиностроительных комплексов морально и физически устарело и более не позволяют добиться качественной очистки сточных вод в соответствии с требуемыми нормативами ПДК, а также обеспечить создание на предприятии системы оборотного водоснабжения.

Для решения существующих проблем создан ряд современных очистных сооружений, позволяющих вести промышленную очистку воды от взвешенных веществ, тяжелых металлов, нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), и других вредных веществ. Работа очистных сооружений основана на новых технология очистки воды: электрофлотации и микрофильтрации.

На Рис. 9. приведена технологическая схема очистки сточных вод гальванического производства с последующим сбросом очищенной воды в систему канализации, либо подачей на установку обратного осмоса для обессоливания при создании оборотного водоснабжения предприятия. Данная система промышленной очистки воды рекомендуется для использования при проектировании новых очистных сооружений, либо реконструкции действующих систем очистки сточных вод для повышения их экологической безопасности и экономической эффективности.

Рис. 9. Технологическая схема очистки сточных вод:

Е1, Е2, Е3, Е4, Е5 - усреднитель; Н1, Н2, Н3 - насос; Д1, Д2, Д3 - дозатор раствора реагента; НД1, НД2, НД3, НД4 - дозирующий насос; Р1 - реактор; ЭФ - Электрофлотатор; ИПТ - источник питания электрофлотатора; ФП - фильтр-пресс; КФ - кварцевый фильтр; УФ - микрофильтр

Очистные сооружения функционируют следующим образом: сточные воды гальванического производства поступают в усреднитель Е1. Из усреднителя Е1 сточные воды подаются насосом Н1 в реактор Р1. В реактор Р1 для предварительной обработки стоков дозаторами НД2 и НД3 дозируются реагенты: раствор щелочи и флокулянта Суперфлок. Из реактора Р1 сточные воды поступают в электрофлотатор ЭФ, где происходит извлечение взвешенных веществ, тяжелых металлов, нефтепродуктов и ПАВ. Из усреднителя Е2 в усреднитель Е1 дозатором НД1 дозируются отработанные растворы электролитов. После очистки вода из электрофлотатора самотеком поступает в емкость Е3. Осветленная вода из емкости Е3 насосом Н2 подается на кварцевый фильтр КФ и после фильтрации поступает в емкость Е4. Из емкости Е4 вода насосом Н3 подается на установку Микрофильтрации (Микрофильтр) УФ, в котором происходит удаление остаточной концентрации ионов тяжелых металлов до норм ПДК. Очищенная вода сбрасывается в систему канализации, либо может быть возвращена в технологический процесс (в соответствии с ГОСТ 9.314-90 вода 2-й категории) при создании системы оборотного водоснабжения.

Шлам проходит процесс обезвоживания на фильтр-прессе ФП. Обезвоженный шлам влажностью не более 70% утилизируется.

Основными техническими установками данных очистных сооружений являются электрофлотатор и установка Микрофильтрации. Микрофильтр состоящий из комплекта керамических мембран, корпуса из нержавеющей стали, расходомера и системы регенерации представлен на Рис. 2. Работа аппарата основана на процессе Микрофильтрации, описание которого представлено ниже. Установка работает, как в непрерывном, так и в периодическом режимах и обеспечивает извлечение СПАВ и ионов тяжелых металлов Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Cr³⁺, Al³⁺, Pb²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ Ca²⁺, Mg²⁺.



Рис. 10. Установка микрофильтрации производительностью 1,5 м³/час, г. Тула

Подобная технология очистки воды успешно реализована на нескольких очистных сооружениях гальванических производств в РФ. Технология предусматривает обработку кислотно-щелочных и хромсодержащих сточных вод в самостоятельных технологических цепочках. Технология обеспечивает глубокую очистку сточных воды от тяжелых металлов до уровня 0,005 мг/л, взвешенных веществ и нефтепродуктов до 0,01-0,05 мг/л. Рекомендуется для вновь строящихся очистных сооружений в регионах с жесткими нормами ПДК.

Представленные выше технологии нашли применение в модульных, блочно-модульных и сборных установках. Разработаны различные модификации модульных установок в зависимости от состава сточных вод и климатических условий.

Модульные установки производительностью от 1 до 10 м³/ч отвечают современным гигиеническим нормам и предназначены для промышленной очистки воды до требований ПДК рыбохозяйственных водоемов.

Микрофильтрация - процесс отделения от растворителя крупных коллоидных частиц или взвешенных микрочастиц размером 0,02-10 мкм. Мембраны для микрофильтрации обычно имеют изотропную структуру. Они обладают высокой производительностью, особенно в начальный период эксплуатации. Микрофильтрацию, как правило, осуществляют при малых давлениях во избежание значительных деформаций, которым подвержены мембраны при приложении нагрузки. Мембраны для микрофильтрации чаще всего используют в виде дисков различных диаметров. В последнее время для увеличения площади фильтрации на основе микрофильтрационных мембран изготавливают патронные фильтры. Сравнительная таблица фильтрующих способностей различных мембранных процессов представлена здесь (таблица подготовлена специалистами Технопарка РХТУ им Д.И. Менделеева).

Области применения микрофильтрационных мембран весьма разнообразны. Типичные примеры их использования в зависимости от размеров пор приведены ниже:

при диаметре пор 5 мкм и более - предварительная фильтрация взвесей, высокоэффективная очистка газов от взвешенных частиц, очистка высоковязких жидкостей и фотохимикатов, гравиметрический анализ гидравлических масел, анализ пыли, цитофизиологические исследования;

при диаметре пор 3 мкм - микрофильтрация масел и других вязких жидкостей, фильтрация тонких взвесей, цитофизиологические исследования;

при диаметре пор 1,2 мкм - фильтрация суспензий, очистка растворителей, гидравлических жидкостей и воздуха для приборов управления, разделение аэрозолей, исследование планктона, цитофизиологические исследования;

при диаметре пор 0,8 мкм - тонкая фильтрация реактивов, фильтрация газов, контроль чистоты помещений, анализ радиоактивных частиц, анализ дрожжей и плесневых грибков, исследование молочных продуктов, гравиметрический анализ и микроскопическое исследование топлива и минеральных масел;

при диаметре пор 0,65 мкм - тонкая фильтрация химических, фармацевтических препаратов, микробиологическое исследование молочных продуктов;

при диаметре пор 0,45 мкм - тонкая фильтрация растворителей, получение сверхчистой воды и фотохимикатов, анализ воздуха, обнаружение бактерии Е. coli в питьевой воде, выделение дрожжей и плесневых грибков из жидких дисперсий;

при диаметре пор 0,3 мкм - фильтрация сыворотки, анализ радиоактивных частиц, стерилизация жидкостей и газов;

при диаметре пор 0,22 мкм - получение оптически чистых продуктов, концентрирование некоторых бактериофагов, стерилизация жидкостей и газов, в том числе фармацевтических и медицинских препаратов, а также питательных сред, стерилизационный контроль фармацевтических препаратов.

С целью наиболее полного использования специфических свойств микрофильтров разделяемые дисперсии рекомендуется подвергать предварительной фильтрации на специальных фильтрах.

Весьма эффективным является использование микрофильтров на основе ацетатов целлюлозы в качестве стационарной фазы для электрофоретического разделения белков сыворотки крови и других высокомолекулярных веществ. Использование микрофильтров вместо бумаги в электрофоретических методах анализа позволяет в 15-20 раз ускорить проведение анализа.

Табл. 3. Характеристики некоторых марок микрофильтрационных мембран

Марка мембраны	Фирма-изготовитель мембран (страна)	Средний размер пор, мкм	Проницаемость для дистиллированной воды, м3/(м2 · ч)	Давление проскока, пузырька, МПа	Материал мембраны
SC	«Миллипор» (США)	8	378	0,025	Смесь ацетата и нитрата целлюлозы
SM		5	240	0,04
SS		3	178	0,07
RА		1,2	133	0,085
АА		0,8	94	0,11
DА		0,65	66	0,13
НА	«Миллипор» (США)	0,45	23	0,23	Смесь ацетата и нитрата целлюлозы
РН		0,3	18	0,28
GS		0,22	9	0,38
VС		0,1	0,9	1,75
VМ		0,05	0,45	2,65
VS		0,025	0,09	3,5
FА		1,0	54 (для метанола)	0,02	Фторопласт
FН		0,5	24 (для метанола)	0,05
FG		0,2	9 (для метанола)	0,09
ЕА		1,0	106	0,1	Ацетат целлюлозы
EН		0,5	29	0,21
EG		0,2	9	0,38
LC		10,0	75 (для метанола)	0,004	Фторопласт
LS		5,0	31 (для метанола)	0,006
BS		2,0	138 (для метанола)	0,07	Поливинилхлорид
BD		0,6	20 (для метанола)	0,07
GA-1	«Гельман» (США)	5	192	0,058	Триацетат целлюлозы
GA-3		1,2	171	0,075
GA-4		0,8	132	0,096
GA-6		0,45	42	0,22
GA-7		0,3	24	0,24
GA-8		0,2	18	0,34
GN-6		0,45	42	0,22	Смесь эфиров целлюлозы
Alpha-6			90 (для ацетона)	0,096 (через керосин)	Регенерированная целлюлоза
Alpha-8		0,2	39 (для ацетона)	0,15 (через керосин)	-
VM-1		5	420	0,01	Поливинилхлорид
DM-800		0,8	90	0,1	Сополимер поливинилхлорида и акрилонитрила
SM11104	«Сарториус» (ФРГ)	0,8	135	0,13	Ацетат целлюлозы
SM11105		0,6	90	0,17
SM11106		0,45	39	0,27
SM11107		0,2	15	0,37
SM11901		8	660	-	Полиамид
SM11902		3	264	-
SM11903		1,2	180	-
SM11904		0,8	135	-
SM11905		0,6	90	-
SM12801		8	660	0,04 (через 30% этанол)	Поливинилхлорид

Табл. 4. Сравнительная характеристика установок микрофильтрации

Параметр	«Miliроге» (США)	«Pall (США)	«Sartorius» (ФРГ)	«Kuraba» (Япония)	Технопарк РХТУ (г. Москва)
	Дистиллированная вода	Агрессивная среда	Дистиллированная вода	Агрессивная среда	Дистиллированная вода	Дистиллированная вода	Дистиллированная вода	Дизельное топливо
	CWD DI-10	Fluorbgard ТР	Ultipor N-66	Emflon 56	ESM-31002	Kraxfil	АкваКонМет (АКМ 1,4)
Длина, мм	246	254	250	920
Диаметр, мм	70	74	74	113
Производительность, м3/ч	0,9	1,2	0,48	0,6	0,46	0,42	0,5	0,01
Рабочее давление, МПа	0,08	0,025	0,03	0,01	0,02	0,3 - 0,5
Диаметр пор, мкм	0,2; 0,45	0,1; 0,2; 0,45	0,1; 0,2; 0,45	0,2	0,1; 0,2; 0,45	0,1; 0,2; 0,45	0,07 - 0,2; 0,2 - 0,5; 0,5 - 1,03
Площадь фильтрующей поверхности, м2	0,37	0,46	0,47	0,4	1,4
Материал мембраны	Эфир целлюлозы	Политетрафторэтилен	Нейлон-66	Политетрафторэтилен	Ацетат целлюлозы	Политетрафторэтилен	Керамика

Ультрафильтрация

Установки ультрафильтрации для очистки воды

На предприятиях машиностроительной отрасли промышленности в процессе производства образуются сточные воды, которые, при недостаточной степени очистки, являются источниками загрязнения водных объектов. Загрязняющие вещества приводят к качественным изменениям физических свойств воды и ее химического состава.

Количественный и качественный состав сточных вод промышленных предприятий разнообразен и зависит от технологических процессов, применяемых в производственном цикле. В основном промышленные сточные воды содержат взвешенные вещества, нефтепродукты, ПАВ и ионы тяжелых металлов, что особенно характерно для стоков гальванического производства.

Задача промышленной очистки воды приобретает в РФ все более серьезное значение, так как большинство очистных сооружений машиностроительных комплексов морально и физически устарело и более не позволяют добиться качественной очистки сточных вод в соответствии с требуемыми нормативами ПДК, а также обеспечить создание на предприятии системы оборотного водоснабжения.

Для решения существующих проблем создан ряд современных очистных сооружений, позволяющих вести промышленную очистку воды от взвешенных веществ, тяжелых металлов, нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), и других вредных веществ. Работа очистных сооружений основана на новых технология очистки воды: электрофлотации и ультрафильтрации.

На Рис. 1. приведена технологическая схема очистки сточных вод гальванического производства с последующим сбросом очищенной воды в систему канализации, либо подачей на установку обратного осмоса для обессоливания при создании оборотного водоснабжения предприятия. Данная система промышленной очистки воды рекомендуется для использования при проектировании новых очистных сооружений, либо реконструкции действующих систем очистки сточных вод для повышения их экологической безопасности и экономической эффективности.

Рис. 11. Технологическая схема очистки сточных вод:

Е1, Е2, Е3, Е4, Е5 - усреднитель; Н1, Н2, Н3 - насос; Д1, Д2, Д3 - дозатор раствора реагента; НД1, НД2, НД3, НД4 - дозирующий насос; Р1 - реактор; ЭФ - Электрофлотатор; ИПТ - источник питания электрофлотатора; ФП - фильтр-пресс; КФ - кварцевый фильтр; УФ - ультрафильтр

Очистные сооружения функционируют следующим образом: сточные воды гальванического производства поступают в усреднитель Е1. Из усреднителя Е1 сточные воды подаются насосом Н1 в реактор Р1. В реактор Р1 для предварительной обработки стоков дозаторами НД2 и НД3 дозируются реагенты: раствор щелочи и флокулянта Суперфлок. Из реактора Р1 сточные воды поступают в электрофлотатор ЭФ, где происходит извлечение взвешенных веществ, тяжелых металлов, нефтепродуктов и ПАВ. Из усреднителя Е2 в усреднитель Е1 дозатором НД1 дозируются отработанные растворы электролитов. После очистки вода из электрофлотатора самотеком поступает в емкость Е3. Осветленная вода из емкости Е3 насосом Н2 подается на кварцевый фильтр КФ и после фильтрации поступает в емкость Е4. Из емкости Е4 вода насосом Н3 подается на установку ультрафильтрации (ультрафильтр) УФ, в котором происходит удаление остаточной концентрации ионов тяжелых металлов до норм ПДК. Очищенная вода сбрасывается в систему канализации, либо может быть возвращена в технологический процесс (в соответствии с ГОСТ 9.314-90 вода 2-й категории) при создании системы оборотного водоснабжения.

Шлам проходит процесс обезвоживания на фильтр-прессе ФП. Обезвоженный шлам влажностью не более 70% утилизируется.

Основными техническими установками данных очистных сооружений являются электрофлотатор и установка ультрафильтрации. Ультрафильтр состоящий из комплекта керамических мембран, корпуса из нержавеющей стали, расходомера и системы регенерации представлен на Рис. 2. Работа аппарата основана на процессе ультрафильтрации, описание которого представлено ниже. Установка работает, как в непрерывном, так и в периодическом режимах и обеспечивает извлечение СПАВ и ионов тяжелых металлов Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Cr³⁺, Al³⁺, Pb²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ Ca²⁺, Mg²⁺.

Рис. 12. Установка ультрафильтрации производительностью 1,5 м³/час, г. Тула

Подобная технология очистки воды успешно реализована на нескольких очистных сооружениях гальванических производств в РФ. Технология предусматривает обработку кислотно-щелочных и хромсодержащих сточных вод в самостоятельных технологических цепочках. Технология обеспечивает глубокую очистку сточных воды от тяжелых металлов до уровня 0,005 мг/л, взвешенных веществ и нефтепродуктов до 0,01-0,05 мг/л. Рекомендуется для вновь строящихся очистных сооружений в регионах с жесткими нормами ПДК.

Представленные выше технологии нашли применение в модульных, блочно-модульных и сборных установках. Разработаны различные модификации модульных установок в зависимости от состава сточных вод и климатических условий.

Модульные установки очистки воды производительностью от 0,1 до 50 м³/ч отвечают современным гигиеническим нормам и предназначены для промышленной очистки воды до требований ПДК рыбохозяйственных водоемов.

Ультрафильтрация - мембранный процесс, находящийся между микрофильтрацией и нанофильтрацией. Ультрафильтрационные мембраны имеют диаметр пор 0,005-0,2 мкм и позволяют задерживать высокодисперсные и коллоидные частицы, макромолекулы с нижним пределом молекулярной массы до нескольких тысяч, микроорганизмы и водоросли. Сравнительная таблица фильтрующих способностей различных мембранных процессов представлена здесь (таблица подготовлена специалистами Технопарка РХТУ им Д.И. Менделеева).

Ультрафильтрация это продавливание жидкости через полупроницаемую мембрану, являющейся проницаемой для ионов и малых молекул и, в тоже время непроницаемой для коллоидных частиц и макромолекул. Ультрафильтрация растворов, содержащих молекулы ВМС (высокодисперсных систем), в отличие от ультрафильтрации золей, называют молекулярной фильтрацией. Ультрафильтрацию можно рассматривать как гиперфильтрацию, когда мембрана пропускает только молекулы растворителя или как диализ под давлением. В первом случае мембранный процесс обычно называют обратным осмосом.

Мембраны ультрафильтров как правило изготавливаются в виде цилиндрических патронов или пластин из микропористых неорганических материалов, но чаще всего из синтетических полимеров (полиамиды, эфиры целлюлозы и пр.). Максимальный размер проходящих через мембрану молекул частиц (частиц) находится в пределах от нескольких мкм до сотых долей мкм. Селективность (разделяющая способность) мембран зависит от их физико-химических свойств и структуры, состава фильтруемой среды, давления, температуры и других факторов.

Ультрафильтрация в качестве метода очистки воды, концентрирования сточных вод, и/или фракционирования ВМС и многокомпонентных систем находит широкое применение в промышленном производстве. Ультрафильтры используют для очистки воды от ионных и не ионных загрязняющих веществ, органических растворителей, дизельного топлива и масел, разделения смесей белков (извлечение фосфолипидов из фосфатидного концентрата), производства витаминов и ферментов. Ультрафильтрацию применяют для микробиологического и дисперсионного анализа, а также анализа загрязнений воздушных масс и водных объектов бытовыми и промышленными отходами.

Табл. 5. Характеристики некоторых ультрафильтрационных мембран

Фирма-изготовитель (страна)	Марка мембраны	Материалы мембраны	Рабочее давление, МПа	Проницаемость G · 103, м3/(м2 · ч)	Задерживаемые вещества	Селективность, %
					Молекулярная масса	наименование
«Амикон» (США)	UM05	Полиэлектролитный комплекс	0,38	12 - 24	594	Раффиноза	90
	UМ			24 - 48	18 000	Миоглобин	95
	DМ5			48 - 60	10 000	Декстран Т10	90
	UM10	-		60 - 180	67 000	Альбумин	98
	РМ10	-		600 - 2400	24 500	Химотрипсиноген	95
	UМ20	-		300 - 1500	142 000	Альдолаза
	РМ30	-		1200 - 3000			98
	ХМ30	-		300 - 1200			95
	ХМ100	-	0,07	240 - 840	48000	Апоферритин
	ХМ300	-		420 - 1200	960 000	19S глобулин	98
«Миллипор» (США)	РSАС	-	0,18	60	10 000	-	100
	РТGС	-		360	25 000	-
	РSЕD	-		120	100 000	-
	РТНК	-		900	200 000	-
	РSVР	-		180	3 000 000	-
«Дайцел» (Япония)	DUY-01	Сополимеры акрилонитрила	0,7	-	1000	-
	DUY-10		0,71	-	10 000	-
	DUY-15		0,7	-	15 000	-
	DUY-20			-	20 000	-
	DUY-50			-	50 000	-

Ионообменные фильтры

Ионообменные технологии

Состав промывных вод гальванических производств определяется технологией процесса, а концентрация примесей - характером водопользования в целом и способами отмывки деталей в частности. На действующих предприятиях, проектирование которых относится ко времени, когда расходование воды не ограничивалось, наиболее распространенной является промывка деталей в одной ванне при затратах воды до 1000 л на 1 м² поверхности металла. Расчет показывает, что при выносе с деталями 0,1-0,2 л/м² электролита со средней концентрацией солей 200 г/л содержание их в промывных водах увеличится всего на 0,5-1,5 мэкв/л. Анализ сточных вод ряда гальванических цехов подтвердил результаты этих расчетов.

В последнее время расход воды на промывку деталей стараются сократить. Проектируют в основном каскадно-противоточные системы промывки. В наиболее распространенном случае использования двух ванн расход воды удается уменьшить в 10-30 раз. Концентрация солей в сточных водах при этом соответственно возрастает. Еще большее сокращение расхода воды и концентрирование примесей в сточных водах требует резкого увеличения производственных площадей, что при существующих ценах на чистую воду не всегда реализуется по экономическим соображениям.

Следует отметить, что, варьируя способы отмывки, можно изменить только концентрацию примесей в сточных водах, но отнюдь не абсолютное количество присутствующих веществ. Последнее зависит от выноса электролита вместе с деталями из основной ванны. Поэтому совершенствование процесса переноса деталей из гальванической в промывочную ванну является главным и решающим фактором экономичного использования воды.

Единственным практически осуществимым способом возвращения промывных вод является метод ионного обмена, с помощью которого возвращается обессоленная вода, а сорбированные примеси извлекаются из ионитов при их регенерации. Целесообразность использования ионного обмена как метода очистки и возвращения 85-95% промывных вод ограничивается приростом содержания солей от 1 до 5 мэкв/л (50-250 мг/л). Это следует учитывать при определении или разработке режима водопользования в гальваническом производстве. Очевидно, при каскадно-противоточной промывке в двух или трех ваннах, в связи с высокой концентрированностью промывных вод, метод ионного обмена нецелесообразен, а предпочтителен обратный осмос.

Рис. 13. Ионообменный фильтр для очистки сточных вод от тяжелых металлов

В промывных водах электрохимического цеха крупного машиностроительного завода содержится до 30 различных ионов: катионы Na, Ca, Fe, Cu, Zn, Ni, Cd и др., анионы H₂SO₄, НСl, HNO₃, HF, H₃B0₃, сульфосалициловой и других кислот. И это необходимо учитывать при выборе марок ионитов и их соотношений, условий регенерации и других факторов.

В зависимости от конкретных условий производства предлагаются следующие варианты очистки сточных вод: локальная очистка воды каждой ванны с помощью переносных ионообменных фильтров соответствующей производительности, очистка общих усредненных сточных вод, разрешенных для смешивания.

Могут быть и промежуточные варианты: локально-групповая очистка, объединяющая несколько однотипных ванн промывки деталей, и смешанная локально-групповая, когда объединяются разные промывные воды по признаку совместимости или целесообразности. Например, целесообразно смешивание кислых и щелочных вод после ванн соответствующего травления металлов. При этом не только частично нейтрализуются сточные воды, но и плохо сорбируемые анионы (типа алюминатов) перейдут в хорошо сорбируемые катионы. В основу объединения сточных вод могут быть положены и другие критерии, например, совместимость извлеченных ионов при дальнейшей переработке регенератов электромембранными методами.

Выбор варианта очистки воды определяется характером гальванического цеха и химизмом взаимодействия ионитов с индивидуальными веществами и их смесями.

Сточные воды, содержащие масла, детергенты, клеи и другие органические вещества, не могут непосредственно подаваться на ионообменные установки. Их предварительно удаляют, обрабатывая стоки коагулянтами и флокулянтами, а затем извлекают образовавшиеся дисперсные вещества методом электрофлотации, фильтрации, а также сорбции на активированных углях или озонированием. Циансодержащие сточные воды обезвреживают окислительным методом (лучше озоном).

Как правило, промывные воды гальванического производства имеют кислый характер; в них содержатся ионы тяжелых металлов и ионы натрия, попадающие из ванн щелочного травления и обезжиривания. В связи с этим возможны два основных варианта подачи воды на ионообменные фильтры: очистка после нейтрализации и очистка без нейтрализации.

Ионообменная очистка после нейтрализации. Вода нейтрализуется до рН 8,0-8,5 растворами соды или щелочи, раствором извести. При этом основная масса содержащихся в сточных водах металлов выпадает в виде соответствующих гидроксидов или основных карбонатов (ионы никеля, меди и свинца более полно удаляются в виде основных карбонатов). Для перевода железа из двух- в трехвалентное в аппарат для нейтрализации подают воздух.

Нейтрализации может сопутствовать электрофлотационная очистка от масел и других органических примесей. Выбор метода осветления зависит от концентрации тяжелых металлов, объема обрабатываемой воды и ряда других факторов. Следует иметь в виду, что осветление должно быть достаточно полным для последующей переработки воды любым из известных методов. В этих целях независимо от полноты осветления после нейтрализации необходимо предусматривать механический фильтр и на самой обессоливающей установке.

Нейтрализованные и осветленные воды разделяют на две группы: содержащие соли только сильных кислот и содержащие соли сильных и слабых кислот. Катионный состав той или другой группы определяется ионами натрия при нейтрализации щелочью и содой и ионами кальция при обработке раствором извести. Кроме особых случаев, при организации оборотного водоснабжения в гальваническом производстве достаточная очистка обеспечивается на одноступенчатых схемах катионит - анионит; но для второй группы вод рекомендуется использовать схему катионит -анионит слабоосновный - анионит сильноосновный.

Катионитовый ионообменный фильтр рассчитывают по ионам Na⁺ или Са²⁺ для нейтрализации сточных вод известковым раствором. Слабоосновный анионит рассчитывают по сумме анионов сильных кислот, принимая рабочую обменную емкость равной 90% восстановленной при регенерации. Сильноосновный анионит рассчитывают по сумме анионов слабых кислот, принимая рабочую обменную емкость равной 300-400 экв/м³ при пяти- шестикратном расходе щелочи на регенерацию. Высота слоя ионообменных смол в фильтровальной установке принимается более 1 м, а скорость фильтрации до 15 м/ч.

Как и при обессоливании природных вод, когда концентрация солей превышает 4-5 мэкв/л, рекомендуется применять обратный осмос. Для вод, содержащих соли слабых кислот (борной, кремневой, сульфосалициловой), предварительное обессоливание экономично проводить обратным осмосом. При электродиализе анионы этих кислот практически не переносятся из камер обессиливания в рассольные камеры, в то время как в аппарате обратного осмоса через мембраны переносится только вода, а соли слабых кислот преимущественно остаются в рассоле. Если предусматривается элёктродиализ или обратный осмос, целесообразно нейтрализовать сточные воды щелочью, содой или их смесью, а не известковым раствором, особенно когда в йоде содержатся анионы, образующие осадки с катионом кальция. В гальванических цехах, где разрешается применение водопроводной воды, ею подпитывают систему на величину потерь воды при обессоливании.

Очистке без предварительной нейтрализации подвергаются промывные воды, свободные от примесей, мешающих функционированию селективных ионообменных смол или ионообменных мембран (масла, детергенты и др.). Воды с рН 2-4, содержащие ионы тяжелых металлов и натрия, подают на сильнокислотный катионит (Dowex). Желательно предварительно отделить тяжелые металлы от одновалентных. Для этого устанавливают последовательно два ионообменных фильтра, из которых первый работает до проскока тяжелых металлов, а второй - до проскока ионов натрия. При регенерации фильтров и последующей переработке регенератов такая схема имеет определенные преимущества. Кислые промывные воды гальванического цеха очищают в целях их возврата в производство с помощью установок, работающих по схеме: предварительный фильтр - сильнокислотные катиониты I и II ступени - анионит слабоосновный или предварительный фильтр - сильнокислотные катиониты I и II ступени катионит слабоосновный - анионит сильноосновный.

В отличие от нейтрализованных кислые промывные воды с повышенной концентрацией солей тяжелых металлов не всегда можно деминерализовать электродиализом или обратным осмосом из-за возможного образования осадков на ионообменных мембранах в первом случае или непрочности мембран при низких рН во втором.

Очистка без предварительной нейтрализации наиболее целесообразна как локальная очистка, когда можно утилизировать извлеченные из воды примеси в основном технологическом процессе.

Промышленная установка ионообменной очистки общего стока цеха гальванических покрытий: в состав каждой технологической линии очистки входят фильтры предварительной очистки от взвешенных частиц и органических примесей, катионообменный фильтр и два анионообменных со слабо- и сильноосновным анионитом. Растворы, образующиеся при регенерации ионитов, обезвреживаются с помощью реагентов.

Регенерат катионообменных фильтров при очистке без нейтрализации содержит ионы тяжелых металлов, запрещенные к сбросу в канализацию или водоем; его подвергают нейтрализации и последующей электрофлотационной обработке. Регенерат анионита, если в нем нет токсичных веществ, можно использовать для нейтрализации кислотного регенерата. Таким образом, при организации оборотного водоснабжения с помощью ионного обмена традиционные способы очистки не исчезают, а переносятся на относительно малые объемы регенератов: их объем в 100 и 200 раз меньше объема очищаемой воды, если прирост солей в процессе ее использования достигает соответственно 4 и 2 мэкв/л.

При экологической оценке ионообменной очистки промывных вод надо помнить, что возвращение их в производство сопровождается по меньшей мере утроенным сбросом солей в водоемы по сравнению с приростом в актах технологического использования воды и традиционной очистки. В связи с этим ионообменная очистка отработанных электролитов перед сбросом в канализацию представляется бессмысленной как с экономической, так и экологической точек зрения. Ионообменная очистка электролита целесообразна только в случае его возвращения в производство. Во всех остальных - отработанный электролит перед сбросом надо обезвреживать, дозируя в небольших количествах в сточные воды, поступающие на электрофлотатор для очистки.

Если для отмывки деталей не требуется обессоленная вода, а допускается содержание солей, при котором прирост может быть снят безреагентным методом (обратный осмос, электродиализ), последним надо отдать предпочтение. Но в связи с технологическими преимуществами ионообменного метода получает развитие и другой путь - электрохимическая переработка регенератов ионообменных фильтров.

Рассмотренные схемы очистки не затрагивают хромсодержащих сточных вод. Для них предпочитают локальную очистку, при которой в производство возвращается не только вся вода, но и извлеченные из нее соединения шестивалентного хрома.

Хроматы (бихроматы) являются сильными окислителями, поэтому для очистки хромсодержащих промывных сточных вод используют стойкие иониты на основе сополимеров стирола и дивинилбензола, например, Dowex и Bayer. Одновременно на этой же установке на отдельном фильтре отработанный электролит очищают от накапливающихся в нем примесей Fe(III) и Cr(III).

Рис. 14

Очищенная вода направляется в цех на промывку деталей и частично используется для нужд ионообменной установки (регенерация, кондиционирование и промывка фильтров). Элюат, содержащий ионы железа, хрома(III) и кальция, нейтрализуют раствором щелочи.

Для очистки отработанного электролита используют катионитовый фильтр 6. Электролит пропускают со скоростью 1 м/ч вначале через механический, а затем через катионитовый фильтр. Один объем катионита на 70-80% очищает 2-3 объема электролита от примесей железа и хрома (III). Очищенный электролит возвращается в ванны хромирования. Регенерат фильтра 6 нейтрализуют также известковым раствором.

Расход воды на собственные нужды установки (10-20%) компенсируется добавкой водопроводной воды. Она очищается на этой же установке вместе с промывными водами, поэтому состав подпиточной воды влияет не только на ход очистки промывных вод,- но и на технологию превращения регенерата анионитового фильтра в хромовый ангидрид нужной степени чистоты.

Если с подпиточной водой в систему оборотного водоснабжения вводятся посторонние ионы (сульфаты, хлориды) в количестве, сопоставимом с количеством анионов хрома (VI), выносимых из электролита, схема ионообменной очистки промывных вод усложняется. Необходимо либо обессоливать на отдельной установке воду для подпитки системы оборотного водоснабжения, либо усложнить единую установку очистки промывных вод. По второму пути была создана установки для очистки хромсодержащих сточных вод производительностью 5 м/ч. В качестве подпиточной используют артезианскую сульфатно-кальциевую воду минерализованностью более 30 мэкв/л поэтому очистку промывных вод ведут по схеме: катионит - анионит сильноосновный - анионит слабоосновный. Катионит работает до проскока солей натрия, анионит - ионов хрома (VI), анионит слабоосновный - ионов хлора. По сорбируемости на сильноосновном анионите анионы располагаются в ряд:

Cr₂O₇^2-> CrO₄^2-> SO₄^2-> NO₃^->Cl^-

Поэтому большая часть сульфат- и хлорид-ионов вытесняется на слабоосновный анионит, а сильноосновный анионит обогащается бихромат-ионами. При благоприятном соотношении примесей регенерат сильноосновного анионита при последующем Н-катионировании может превратиться в раствор хромового ангидрида с допустимым содержанием примесей. Отметим, что полнота хроматографического разделения ионов, присутствующих в хромсодержащих сточных водах, зависит от их соотношения: чем больше посторонних ионов, тем сложнее технология отделения хрома и возвращения его в производство. Может, например, возникнуть необходимость в очистке регенерата анионитового фильтра от посторонних примесей мешающих возвращению хрома в производство.