Високотоксичні з'єднання шестивалентного хрому містяться в промивних стічних водах і відпрацьованих технологічних розчинах, що утворилися в процесі хромування, при хімічній обробці поверхонь сталевих виробів (травлення, пасивування), при анодуванні виробів з алюмінію і при проведенні інших технологічних процесів.
Обробка стічних вод здійснюється в два ступені:
1) переклад (відновлення) шестивалентного хрому в тривалентну форму;
2) осадження тривалентного хрому у вигляді гідроксиду.
В якості реагентів-відновників найбільшого поширення набули натрієві солі сірчистої кислоти - сульфіт (Na2 SO3). бисульфит (NaHSO3). Крім того, використовують такі відновники: сульфіт заліза (FeSO3), діоксид сірки (SO2), гідразин (N2 H4) і ін.
При обробці хромсодержащих стічних вод солями сірчистої кислоти протікають наступні хімічні реакції:
Швидкість і повнота відновлення Cr 6+ до Cr 3+ зазначеними солями в великій мірі залежить від значення рН, причому найбільша швидкість спостерігається при рН = 2 - 2,5, що вимагає додаткового підкислення стічних вод. Для цих цілей зазвичай використовують 10-15% -е розчини сірчаної кислоти.
Для очищення стічних вод від шестивалентного хрому використовують установки безперервного або періодичного дії.
Після відновлення в кислому середовищі шестивалентного хрому до тривалентного стану стічні води піддають нейтралізації, при якій хром осідає у вигляді гідроксиду. В якості реагентів-нейтралізаторів використовують Ca (OH) 2. Na2 CO3. NaOH. У всіх випадках здійснюється наступна хімічна реакція:
Cr 3+ + 3OH - → Cr (OH) 3 ↓. (3.67)
Оптимальні значення рН цієї реакції - 8,0 - 9,5. Cr (OH) 3 має амфотерні властивості і при рН ≥ 12 розчиняється в надлишку їдкого лугу. При цьому протікає наступна хімічна реакція:
При використанні в якості відновника сульфату заліза (FeSO4) процес можна проводити в кислому, нейтральному і лужному середовищі:
Відновлення діоксидом сірки відбувається за схемою
У присутності в стічних водах соди протікає наступна хімічна реакція:
В результаті протікання цієї реакції відбувається практично повне видалення шестивалентного хрому з розчину.
Реакція відновлення шестивалентного хрому гидразином протікає в нейтральною або слаболужною середовищі:
Метод відновлення застосовують також для очищення стічних вод від сполук ртуті. Їх відновлюють до металевого стану, а що утворюється ртуть відокремлюють від води (відстоюванням, фільтруванням або флотацією). В якості реагенту-відновлювача використовують алюмінієву пудру, залізний порошок, гидросульфид натрію, гідразин, сульфід заліза і ін.
Розглянемо технологічний розрахунок реакторів з мішалкою.