В данной работе изложены результаты исследований по глубокой очистки сточных вод завода холодильного оборудования.

Сточные воды производства образуются на стадии водной промывки металлических изделий, подвергаемых производственной операции одновременного обезжиривания и фосфатирования путем распыления растворов. При обработке изделий, изготовленных из оцинкованного стального листа, оборотный моюще-фосфатирующий рабочий раствор загрязняется, в основном, цинком и железом.

Для удаления остатков рабочего раствора обработанные изделия подвергаются двухстадийной водной промывке. Вначале осуществляется промывка умягченной водой, пропущенной через катионитовую ионообменную смолу, а затем деионизированной водой, пропущенной через катионитовую и анионитовую смолы. С целью уменьшения расхода воды обе промывки осуществляются в замкнутых оборотных циклах. Однако из-за остатков рабочего раствора на промываемых изделиях происходит постоянное загрязнение оборотных промывных растворов, в первую очередь, в танке-емкости с умягченной водой, а затем и в танке с деионизированной водой. Поэтому, часть промывных вод периодически выводится из цикла и поступает на заводские очистные сооружения. На очистку поступают также сливные воды при мокрой уборке производственных помещений.

Исследованиями установлено, что загрязняющие примеси находятся в сточных водах, преимущественно, в виде растворимых метафосфатов Zn(H₂PO₄)₂ и Fe(H₂PO₄)₂, а также натриевых солей фосфорной кислоты. Для осаждения загрязняющих примесей нами предложено использовать хлористый кальций. Процесс осаждения происходит в соответствии с реакциями:

Zn(H₂PO₄)₂+CaCl₂Zn(CaPO4)₂+4HCl
Fe(H₂PO₄)₂+2CaCl₂Fe(CaPO4)₂+4HCl
2Na₃PO₄+6CaCl₂Ca₃(PO4)_2+6NaCl

Для нейтрализации избыточной кислотности сточные воды обрабатываются раствором каустика (едким натром) до рН 8 – 9. Слабощелочная среда способствует дополнительному осаждению ионов металлов в виде труднорастворимых гидроксидов. Поскольку для полноты осаждения загрязняющих примесей хлорид кальция подается с небольшим избытком, то для снижения жесткости очищаемой воды и формирования легкоотстаивающегося,  хорошо фильтруемого осадка на заключительной стадии очистки сточные воды обрабатывают раствором кальцинированной соды:

CaCl₂+Na₂CO₃2NaCl+CaCO₃

Выпадающий при этом карбонат кальция способствует укрупнению ранее образовавшихся осадков и адсорбирует на своей поверхности ионы цинка.

Выбор метода очистки зависит от состава и режима поступления сточных вод, концентрации загрязнений, необходимости и возможности повторного использования очищенной воды.

В лабораторных условиях нами опробовано  несколько технологических вариантов  очистки сточных вод от цинка. Наиболее эффективным оказался процесс осаждения цинка из кислых сточных вод в две стадии: вначале сточные воды обрабатывали растворами гидроксида натрия и хлорида кальция, затем раствором карбоната натрия. Дозированный расход карбоната натрия позволяет точно регулировать рН осаждения, добиваясь наибольшей полноты осаждения цинка при рН 9,0-10,0. Осаждение цинка  проводили  при комнатной температуре из кислого раствора, содержащего 100мг/л  Zn2+ , рН=3,0. Количество очищаемого раствора во всех опытах брали равным 3000мл, температура осаждения 20оС. Ориентировочные расходы реагентов определяли в соответствии со стехиометрией протекаемых при очистке реакций. Остаточное содержание цинка в очищенных растворах определяли методом  атомно-абсорбционной спектроскопии. Данные  результатов анализа представлены в таблице.