{"id":19885,"date":"2018-07-27T12:02:08","date_gmt":"2018-07-27T12:02:08","guid":{"rendered":"https:\/\/globecore.com\/removal-of-hexavalent-chrome-and-other-heavy-metals.html"},"modified":"2023-11-24T08:04:56","modified_gmt":"2023-11-24T08:04:56","slug":"removal-of-hexavalent-chrome-and-other-heavy-metals","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/globecore.com\/es\/molienda\/removal-of-hexavalent-chrome-and-other-heavy-metals\/","title":{"rendered":"Purificaci\u00f3n de aguas residuales de cromo"},"content":{"rendered":"

Las caracter\u00edsticas de la Capa V\u00f3rtex se utilizan h\u00e1bilmente en la purificaci\u00f3n de aguas residuales que contienen cromo hexavalente y otros metales pesados, lo que permite reducir dr\u00e1sticamente el consumo de reactivos, lograr una purificaci\u00f3n m\u00e1s completa y transferir estos procesos a un modo continuo. <\/span><\/i><\/p>\n

Las part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas que se encuentran en el \u00e1rea de trabajo del Aparato de la Capa V\u00f3rtex AVS, bajo la influencia del campo electromagn\u00e9tico, hacen una mezcla intensa de los reactivos que entran en la zona de reacci\u00f3n. Bajo la influencia del impacto y la fricci\u00f3n, se trituran hasta un grado coloidal de dispersi\u00f3n. El metal coloidal resultante es un buen agente reductor. Simult\u00e1neamente con la formaci\u00f3n de un metal coloidal en el proceso de dispersi\u00f3n de part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas en la Capa V\u00f3rtex, la formaci\u00f3n de hidr\u00f3geno se produce debido a la electr\u00f3lisis del agua. Ambos factores afectan significativamente la reacci\u00f3n de reducci\u00f3n del cromo hexavalente y otros metales en las aguas residuales. Esta capacidad de la Capa V\u00f3rtex puede reducir significativamente el consumo de sulfato de hierro para la recuperaci\u00f3n de cromo hexavalente e incluso lograr la recuperaci\u00f3n completa de cromo hexavalente y otros metales en el agua residual solo debido al metal coloidal y al hidr\u00f3geno liberado. El proceso de recuperaci\u00f3n en AVS dura una fracci\u00f3n de segundo, lo que hace posible llevar a cabo el proceso de forma continua con mayor velocidad. La mezcla intensiva de reactivos y la exposici\u00f3n a campos electromagn\u00e9ticos, as\u00ed como la dispersi\u00f3n de los compuestos formados, llevan al hecho de que los hidr\u00f3xidos met\u00e1licos formados est\u00e1n m\u00e1s dispersos que los obtenidos en aparatos con agitadores mec\u00e1nicos. Es interesante que un aumento en la dispersi\u00f3n de los sedimentos no ralentice el proceso de su sedimentaci\u00f3n. Por el contrario, la precipitaci\u00f3n de part\u00edculas de la fase s\u00f3lida despu\u00e9s de la reacci\u00f3n en AVS ocurre una vez y media a dos veces m\u00e1s r\u00e1pido que despu\u00e9s de la reacci\u00f3n en el aparato con un agitador. Un intenso tratamiento magn\u00e9tico de la suspensi\u00f3n resultante, que conduce a un cambio en la tensi\u00f3n superficial en la interfaz l\u00edquido-s\u00f3lido, tiene un efecto. <\/span><\/p>\n

La caracter\u00edstica m\u00e1s importante de la Capa V\u00f3rtex es el hecho de que despu\u00e9s del tratamiento cambia las propiedades f\u00edsico-qu\u00edmicas de la sustancia, que en gran medida influye en la actividad qu\u00edmica del producto tratado. <\/span><\/i><\/p>\n

El uso del Aparato con dispositivos con mezcladores mec\u00e1nicos requiere grandes \u00e1reas productivas y costos financieros significativos. La duraci\u00f3n del proceso de purificaci\u00f3n c\u00edclica al utilizar este m\u00e9todo es de 30 a 120 minutos. En contraste, el conjunto de instalaci\u00f3n que utiliza AVS para el tratamiento de aguas residuales de cromo por el m\u00e9todo de agente reductor qu\u00edmico en un medio alcalino con sedimentaci\u00f3n simult\u00e1nea de cromo y otros metales en forma de hidr\u00f3xidos incluye solo tanques para sulfato ferroso y leche de cal con dispensadores, un AVS y un filtro o colector-sedimentador de lodos. Consideramos los resultados de los estudios del Aparato de la Capa V\u00f3rtex en la desinfecci\u00f3n de aguas residuales que contienen cromo. <\/span><\/p>\n

Tabla 1. – Resultados de la desinfecci\u00f3n de aguas residuales que contienen cromo en AVS<\/b><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
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Concentraci\u00f3n inicial de Cr6 +, mg \/ dm3<\/b><\/p>\n<\/td>\n

\n

pH del proceso<\/b><\/p>\n<\/td>\n

\n

Consumo de sulfato ferroso,% del consumo estequiom\u00e9trico<\/b><\/p>\n<\/td>\n

\n

Masa de elementos ferromagn\u00e9ticos, g<\/b><\/p>\n<\/td>\n

\n

Contenido final de Cr6 + despu\u00e9s de la purificaci\u00f3n, mg \/ dm3 <\/b><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

100<\/p>\n<\/td>\n

\n

2<\/p>\n<\/td>\n

\n

100<\/p>\n<\/td>\n

\n

150<\/p>\n<\/td>\n

\n

0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

90<\/p>\n<\/td>\n

\n

0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

80<\/p>\n<\/td>\n

\n

0,56<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

100<\/p>\n<\/td>\n

\n

4<\/p>\n<\/td>\n

\n

90<\/p>\n<\/td>\n

\n

150<\/p>\n<\/td>\n

\n

0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

80<\/p>\n<\/td>\n

\n

0,9<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

590<\/p>\n<\/td>\n

\n

2<\/p>\n<\/td>\n

\n

100<\/p>\n<\/td>\n

\n

200<\/p>\n<\/td>\n

\n

0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

90<\/p>\n<\/td>\n

\n

0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

80<\/p>\n<\/td>\n

\n

0,8<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

1000<\/p>\n<\/td>\n

\n

2,5<\/p>\n<\/td>\n

\n

100<\/p>\n<\/td>\n

\n

200<\/p>\n<\/td>\n

\n

0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

90<\/p>\n<\/td>\n

\n

0,11<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

80<\/p>\n<\/td>\n

\n

1,1<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

200<\/p>\n<\/td>\n

\n

7,5<\/p>\n<\/td>\n

\n

100<\/p>\n<\/td>\n

\n

150<\/p>\n<\/td>\n

\n

0,012<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

200<\/p>\n<\/td>\n

\n

9,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

100<\/p>\n<\/td>\n

\n

150<\/p>\n<\/td>\n

\n

0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

90<\/p>\n<\/td>\n

\n

0,05<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

80<\/p>\n<\/td>\n

\n

0,98<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

750<\/p>\n<\/td>\n

\n

7,5-8,5<\/p>\n<\/td>\n

\n

90<\/p>\n<\/td>\n

\n

200<\/p>\n<\/td>\n

\n

0,1-0,01<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\u00a0Tabla 2. – Resultados de la neutralizaci\u00f3n y purificaci\u00f3n de iones de metales pesados en una planta industrial utilizando AVS<\/b><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
\n

Concentraci\u00f3n inicial de metales, mg \/ dm3<\/b><\/p>\n<\/td>\n

\n

pH del proceso \u00a0<\/b><\/p>\n<\/td>\n

\n

Consumo Ca(OH)2<\/b>,% del consumo estequiom\u00e9trico<\/b><\/p>\n<\/td>\n

\n

Masa de elementos ferromagn\u00e9ticos, g<\/b><\/p>\n<\/td>\n

\n

Contenido final de Cr6 + despu\u00e9s de la purificaci\u00f3n, mg \/ dm3 <\/b><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Fe2+; 3+\u00a0<\/sup>= 130,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

7,5<\/p>\n<\/td>\n

\n

90,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

200<\/p>\n<\/td>\n

\n

Fe2+; 3+<\/sup>\u00a0\u2013 0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Cu2+\u00a0<\/sup>= 50,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

Cu2+<\/sup>\u00a0\u2013 0,12<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Zn2+\u00a0<\/sup>= 45,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

Zn2+<\/sup>\u00a0\u2013 0,063<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Cd2+\u00a0<\/sup>= 10,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

Cd2+<\/sup>\u00a0\u2013 0,07<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Cr3+\u00a0<\/sup>= 120,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

Cr3+<\/sup>\u00a0\u2013 0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Fe2+; 3+\u00a0<\/sup>= 170,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

8,5<\/p>\n<\/td>\n

\n

100,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

150<\/p>\n<\/td>\n

\n

Fe2+; 3+<\/sup>\u00a0\u2013 0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Cu2+\u00a0<\/sup>= 40,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

Cu2+<\/sup>\u00a0\u2013 0,018<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Zn2+\u00a0<\/sup>= 28,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

Zn2+<\/sup>\u00a0\u2013 0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Cd2+\u00a0<\/sup>= 5,5<\/p>\n<\/td>\n

\n

Cd2+<\/sup>\u00a0\u2013 0,011<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Cr3+\u00a0<\/sup>= 100,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

Cr3+<\/sup>\u00a0\u2013 0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Fe2+; 3+\u00a0<\/sup>= 250,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

8,7<\/p>\n<\/td>\n

\n

100,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

200<\/p>\n<\/td>\n

\n

Fe2+; 3+<\/sup>\u00a0\u2013 0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Cu2+\u00a0<\/sup>= 65,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

Cu2+<\/sup>\u00a0\u2013 vestige<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Zn2+\u00a0<\/sup>= 35,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

Zn2+<\/sup>\u00a0\u2013 vestige<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Cd2+\u00a0<\/sup>= 2505<\/p>\n<\/td>\n

\n

Cd2+<\/sup>\u00a0\u2013 0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

Cr3+\u00a0<\/sup>= 350,0<\/p>\n<\/td>\n

\n

Cr3+<\/sup>\u00a0\u2013 0<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Paralelamente, la purificaci\u00f3n industrial se llev\u00f3 a cabo con agitaci\u00f3n mec\u00e1nica , as\u00ed como con la inyecci\u00f3n de aire. El consumo de leche de cal seg\u00fan tecnolog\u00eda industrial ascendi\u00f3 a 115 – 120% de la estequiom\u00e9trica. La duraci\u00f3n de la mezcla de aguas residuales con el reactivo es de 15-20 minutos. En la fig. 1-3 muestra las dependencias comparativas de la eficiencia de la purificaci\u00f3n de metales pesados y la clarificaci\u00f3n de las aguas residuales en los sedimentadores utilizando AVS y reactores con agitadores. <\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Figura 1.<\/b> – La efectividad del tratamiento de aguas residuales de metales pesados:\u00a0<\/span>1 – reactor con agitador (consumo de Ca(OH)2 – 115-120% de estequiom\u00e9trico);\u00a0\u00a0<\/span>2 – AVS (Ca(OH)2 consumo \u2013 92% de estequiom\u00e9trico)<\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Figura 2.<\/b> – Dependencia de la eficiencia de la clarificaci\u00f3n de aguas residuales en los sedimentadores despu\u00e9s de la formaci\u00f3n de hidr\u00f3xidos met\u00e1licos:\u00a0<\/span>1 – en un reactor con agitador;\u00a0\u00a0<\/span>2 – en AVS. <\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Figura 3.<\/b> – Eficiencia de recuperaci\u00f3n de cromo hexavalente: <\/span>1.2 – en el reactor (burbujeando con aire) con concentraciones de cromo de 50 y 100 mg \/ dm3; <\/span>3,4 – en AVS, respectivamente.<\/span><\/p>\n

Para comparar la efectividad del tratamiento de aguas residuales con cromo en condiciones industriales, la recuperaci\u00f3n de cromo tambi\u00e9n se prob\u00f3 utilizando el m\u00e9todo de reactivo habitual en un reactor que usa aire por un per\u00edodo de 15-25 minutos. Los resultados de las pruebas industriales de aparatos AVS en plantas de tratamiento de aguas residuales que contienen cromo, tanto de manera independiente en un medio \u00e1cido como alcalino, muestran que la purificaci\u00f3n de alta calidad (por debajo de los est\u00e1ndares de MPC) de cromo y metales pesados (Fe, Ni, Zn, Cu, Cd), cuando se utilizan reactivos en una cantidad de 90-100% de estequiom\u00e9trico, y una simplificaci\u00f3n significativa de las plantas de tratamiento de aguas residuales y su funcionamiento, lo que confirma los resultados de los estudios experimentales y la eficiencia de la Capa V\u00f3rtex de elementos ferromagn\u00e9ticos en AVS. Con los m\u00e9todos convencionales de purificaci\u00f3n de reactivos, el consumo de reactivos es: 115-120% de precipitante (Ca(OH)2, Na2CO3) y 150-175% de agente reductor (FeSO4). Sobre la base de la investigaci\u00f3n y las pruebas industriales de AVS sobre procesos de tratamiento de aguas residuales, se propusieron e implementaron esquemas tecnol\u00f3gicos para el tratamiento de aguas residuales en plantas de purificaci\u00f3n de empresas de diferentes industrias (Fig. 4, 5). En la fig. 4 muestra el esquema de purificaci\u00f3n simult\u00e1nea de aguas residuales que contienen cromo y \u00e1cido-alcalino, cuya esencia es que las aguas residuales de los talleres de la planta ingresan alternativamente en dos mezcladores-tanques. Cuando uno de ellos se llena con aguas residuales y se promedia, se introduce \u00e1cido para acidificar el efluente a un pH de 2-3 y un agente reductor (bisulfito de sodio). Despu\u00e9s de mezclar durante 5-10 minutos, las aguas residuales se suministran al AVS, en el que se alimenta un \u00e1lcali (Na2CO3) delante del Aparato para llevar el pH a 7.5-9. En AVS, se lleva a cabo un tratamiento eficaz integral de aguas residuales con reactivos en unos pocos segundos, donde se completa la regeneraci\u00f3n de Cr6 + a Cr3 + y la formaci\u00f3n de hidr\u00f3xidos de Cr3 + y otros metales pesados. El sulfato ferroso (FeSO4) tambi\u00e9n se puede utilizar como agente reductor.<\/span><\/p>\n

\"purificaci\u00f3n<\/p>\n

Figura 4.<\/b> – <\/span>Esquema tecnol\u00f3gico de la purificaci\u00f3n simult\u00e1nea de aguas residuales que contienen cromo y \u00e1cido-alcalino: 1 – tanque-mezclador; 2 – tanque del agente reductor (soluci\u00f3n de FeSO4); 3 – tanque para preparar la soluci\u00f3n de Na2CO3; 4,7,11 – bombas; 5 – tanque del agente reductor; 6 – tanque de \u00e1cido sulf\u00farico; 8 – AVS; 9, 10 – sedimentador; 12 – filtro de vac\u00edo; 13 – dispensador; 14 – caudal\u00edmetro; 15 – v\u00e1lvula de control de consumo de reactivo; 16 – tomamuestras; 17 – medidor de pH<\/span><\/i><\/p>\n

El uso de los Aparatos de la Capa V\u00f3rtex de acuerdo con este esquema permite garantizar la calidad de la purificaci\u00f3n por debajo de los est\u00e1ndares de MPC, reducir el consumo de reactivos en 1,5-2 veces, el consumo de electricidad en 2 veces, reducir el \u00e1rea de producci\u00f3n para instalaciones de purificaci\u00f3n en un 10-15%. Seg\u00fan el esquema tecnol\u00f3gico (fig. 5) del tratamiento de aguas residuales en AVS, pasa a trav\u00e9s de tres flujos separados: <\/span><\/p>\n