Индивидуальные студенческие работы


Очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация

Московский государствешшй институт стали и сплавов Защита состоится 27 декабря 2000 г. Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук Демидов О. В настоящее время гальванические производства, редириятия цветной металлургии остро ставят экологическую проблему очистки точных вод от ионов тяжелых металлов, которые принадлежат к числу наиболее пасных в биологическом отношении загрязнителей окружающей среды.

  1. По результатам работы опубликовано 3 статьи в журналах с внешним рецензированием, 9 тезисов докладов. Разработка предполагаемой технологической схемы процесса очистки сточных вод 4.
  2. В данном случае рассчитанный таким образом угловой коэффициент равен 2,08 рис. The Ecological Condition of water resourses in Belgorod region.
  3. Способность отделять друг от друга молекулы и ионы разного размера, которая характерна цеолитам, называется молекулярно- или ионно-ситовым действием. Повышение рН среды от 2 до 1 не снижает степени восстановления хрома.

Попадая вместе со сточными водами в водоем без какой-либо очисти, ионы тяжелых металлов нарушают ход естественных процессов, снижают каче-гво природных вод, оказывают вредное воздействие на санитарные условия жизни здоровье людей. Очистку сточных вод от ионов тяжелых металлов на практике чаще всего существляют методом химического осаждения. Однако, исходя из реального очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация на очистных сооружениях, данный метод не дает возможности полностью звлекать ионы металлов, в результате чего сточным водам требуется дополнитель-ая очистка физико-химическими методами.

В последние очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация благодаря работам отечественных Скрылев Л. Метод характеризуется ысокой производительностью, эффективностью, экономичностью и простотой опе-аций. При реализации одной из его разновидностей - ионной флотации в результате заимодействия, как правило, оксианиояов металлов с катионными поверхностно-ктивными веществами ПАВ собирателями образуются гидрофобные осадки ;ублатыкоторые эффективно отделяются от раствора как флотационным методом, не и фильтрованием.

Оборотные и замкнутые системы промышленного водоснабжения тесно сия-шы с повышением эффективности очистки сточных вод, снижением ее себестоимо-ги на основе совершенствования технологических схем интенсификации методов звлечения ионов металлов. Эффективность процессов флотации за исключением екоторых специальных видов например, электрофлотации в значительной степени пределяется правильностью выбора собирателей.

Одним из путей увеличения воз-ожностей флотационных методов концентрирования ионов металлов является рас-[ирение ассортимента собирателей, позволяющих более эффективно и с высокой коростью проводить очистку сточных вод. Поэтому вопросы очистки промышлен-ых сточных вод от ионов тяжелых металлов с применением высокоэффективных эбирателей являются актуальными. Работа выполнялась в соответствии с координационным планом АН России юмер государственной регистрации 0192002209.

Загрязнение водных объектов Новосибирской области тяжелыми металлами

Целью работы является повышение эффективности очистки промышленных точных вод от ионов тяжелых металлов. Идея работы заключается в интенсификации процессов очистки сточных эд от ионов тяжелых металлов до нормативных требований путем применения вы-жоэффективных собирателей.

Объект исследования - сточные воды гальванических производств и пред- приятии цветной металлургии. Предмет исследования - основные закономерности процессов очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Предложить и обосновать принципиальные технологические схемы очистки сточных вод от ионов металлов с применением высокоэффективных собирателей; - провести испытания по очистке промышленных сточных вод от ионов металлов согласно предлагаемым технологическим схемам.

Очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация выполнении исследований по выделению ионов металлов нз водных растворов и сточных вод использовались титриметрические методы анализа, спектрофотометрия, атомно-эмиссионная спектроскопия. При изучении состава и свойств образующихся в процессах очистки осадков применялись методы рентгенографии, ИК-спектроскопии и термогравиметрии.

Обработку экспериментальных данных проводили на компьютере с применением специально разработанных программ. Применение новых высокоэффективных собирателей ионов тяжелых металлов из сточных вод для интенсификации процессов их извлечения [10,30,36,37]. Механизмы очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация ионов металлов с используемыми собирателями в водных растворах [7-10,16,19].

Принцшшальные технологические схемы очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов до нормативных требований [20,21,32,34,35]. Результаты очистки сточных вод от ионов металлов на промышленных и лабораторных установках [20,22,32,34,35]. Научная новизна состоит в обосновании и развитии перспективного направления в области очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов - разработке научных основ процессов их извлечения с высокоэффективными собирателями.

В кислой среде рН 2-6 ГКК являются осадителями катионов ме-эллов, образуя с ними внутрикомплексные соединения в виде мелкодисперсных садков. В щелочной среде ДАТ образуют хелатные малорастворимые комплексы с онамн металлов, эффективно отделяемые от раствора флотацией; - определены составы образующихся в результате очистки растворов ком-лексов металлов с собирателями при их совместном переходе в осадок или пенную ракцию.

Предложены мицеллярные формулы флотируемых сублатов. Рассчитаны гличины произведений растворимости ПР комплексов металлов с ГКК при осаж-ении, которые свидетельствуют о зависимости степени извлечения соединений ме-аллов от длины радикала ГКК.

Проведена предварительная ценка пригодности ряда ГКК для осаждения ионов металлов из водных растворов. Обоснованность предлагаемых технологических схем очистки подтвер-: Практическая значимость и реализация резулыатон работы: Разработки защищены патентами РФ на зобретение.

Основные характеристики сорбентов и сорбционных процессов

Предложены принципиальные технологические схемы очистки промыш-енных сточных вод от ионов металлов с применением высокоэффективных собира-елей, позволяющие возвращать очищенные стоки в оборотные системы промыш-енного водоснабжения или сбрасывать их в городской коллектор: Пермь с применением катамина АБ алкилбензилдиметиламмоний хлорид. Пермь от ионов тяжелых металлов с применением метода напорной флотации с ЭМКО.

Автор лично участвовал в очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация методологии исследований, постановке и проведении экспериментов, обработке и обсуждении научных результатов, разработке и совершенствовании принципиальных технологических схем очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, их апробации на промышленных сточных водах. Исследования по флотационному извлечению ионов тяжелых металлов с применением карбоксильного реагента ЭМКО, представленные в диссертации, защищены кандидатской диссертацией Черновой Г.

Результаты исследований докладывались на V Всесоюзном совещании по химии, технологии и применению ванадиевых соединений г.

Свердловск, 1988научно-технической конференции Белорусского политехнического института г. Волгоград, 1998XI Российской конферен- ии по экстракции г. Екатеринбург, 1999II Международной выставке и конференции Л.

Материалы, по теме диссертации представлены в 41 научной 1боте, в том числе в 21 статье, двух патентах РФ на изобретение и 18 тезисах док-адов. Структура и объем работы.

  • Выявлена взаимосвязь между условиями термообработки дефеката, удельной поверхностью, рН водной среды, физико-химическими, сорбционными и реагентными свойствами модифицированного дефеката, заключающимися в образовании сорбционно-активного углеродного слоя на поверхности частиц дефеката в процессе термообработки, возрастании дисперсности и удельной поверхности дефеката;
  • Осаждение сульфатов металлов II в кислых средах протекает по реакции 13:

Диссертация состоит из введения, семи глав, ыводов и приложений. Работа изложена на 230 страницах, включая 73 рисунка, 20 1блиц в тексте; список использованных источников содержит 300 наименований. В первой главе приведены сведения о негативном влиянии сточных вод, со-гржащих ионы тяжелых металлов, на фауну и флору.

Показано, что перспективным методом извлечения и разделе-т соединений металлов, присутствующих в растворе, является флотация. Установлено, что для извлечения ионов тяжелых металлов в пенную фракию или твердую фазу принципиально возможно применение ПАВ различных клас-? В ряде очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация используемые собира-: Из анионных ПАВ для ионной флотации малых коли-гств ионов металлов используется сульфонол, для водных растворов которого ха-жгерны хорошие технологические свойства, а также соли жирных кислот под обдам названием мыла.

Систематизированы данные по технологическим схемам очистки сточных эд от ионов тяжелых металлов и выявлены их недостатки. В ряде тучаев при очистке гальваностоков очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация включает в себя наряду с методом нмического осаждения флотацию в комбинации с фильтрованием или основана на двухстадийной флотации в механических и пневматических флотомашинах при очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация времени очистки 20-25 мин; процесс очистки ведется при высоких значениях рН рН 9-10для извлечения ионов металлов часто используется одновременно несколько реагентов, что является недостатками.

Сформулированы основные требования, предъявляемые к собирателям, с целью осуществления эффективного извлечения ионов металлов в пенную фракцию или твердую фазу. Научно обоснован выбор собирателей, используемых в диссертационной работе, для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Показано, что использование высокоэффективных собирателей позволит не только усовершенствовать существующие технологические схемы очистки и оптимизировать процесс извлечения ионов металлов, но и повысить их эффективность.

Во второй главе приведены характеристики используемых ПАВ и комплек-сообразующих реагентов. Описаны реактивы, методики экспериментов, флотационные установки, которые применялись в работе. Образующийся марганецсодержащий осадок отделяли от раствора фильтрованием. Использовались водные растворы собирателей. Для перевода дихромат-ионов из раствора в хромсодержащий осадок, отделяемый фильтрованием, применяли водные растворы следующих ЧАО 3-ий класс опасности: При флотационном извлечении катионов металлов из водных растворов на-!

По токсичности ГКК относятся к 3-ему мссу опасности. В третьей главе диссертации рассматриваются процессы очистки водных ктворов от марганца. Извлечете Мп П проводили двумя способами: Кинетика процесса извлечения марганца в осадок МлОг описывается уравне-яем реакции второго порядка: С увеличением кислотности среды величина К уменьшается, что связано с 1труднением образования Мп02 в сильнокислой области значений рН.

Падение извлечения Мп П с уменьшением значений Н связано с конкурентным взаимодействием собирателя с кислотой. Взаимодействие Мп И с сульфонолом может протекать в результате сле-утощей ионообменной реакции: Согласно литературным данным, ионообменные равновесия довольно часто описывают зависимостями типа уравнений Никольского, Керра, Ванселоу, являющимися следствием закона действующих масс.

  1. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Белгородской области в 2006 г..
  2. Наибольшую опасность представляют ионные и комплексные формы тяжелых металлов, которые теоретически и экономически целесообразно извлекать из водных сред методами сорбции и ионного обмена [6, 7]. Константа скорости флотации К в сущности не является константой в общепринятом смысле этого слова; иначе бы она не зависела от факторов процесса.
  3. Методы очистки производственных сточных вод. Влияние хрома и других химических веществ на организм человека и животных.
  4. Показано, что использование высокоэффективных собирателей позволит не только усовершенствовать существующие технологические схемы очистки и оптимизировать процесс извлечения ионов металлов, но и повысить их эффективность. Предложить и обосновать принципиальные технологические схемы очистки сточных вод от ионов металлов с применением высокоэффективных собирателей; - провести испытания по очистке промышленных сточных вод от ионов металлов согласно предлагаемым технологическим схемам.
  5. В процессах очистки воды от ионов тяжелых металлов имеются попытки использовать и каолинит, обладающий значительно меньшей по сравнению с монтмориллонитом и вермикулитом емкостью катионного обмена. Финансы и статистика, 2001.

Для обработки опытных данных использовали уравнение: Зависимость степени извлечения Рис. В - константа, z- заряд извлекаемого иона.

В данном случае рассчитанный таким образом угловой коэффициент равен 2,08 рис. Следовательно, предположение об ионообменном механизме взаимодействия Mn II с сульфонолом справедливо. Солевые добавки NaCl, FeS04, А1 ЫОз з оказывают отрицательное, возрастающее с увеличением заряда катиона, влияние на флотационное извлечение Mn Il за счет конкурентного действия катионов добавляемых солей. Обмен между катио- ами Мп И и катионам посторонних электролитов происходит в эквивалентных оличествах.

При извлечении Мп П в пену с сульфонолом очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация скорости К постоян-1 от начала процесса флотации и до конца. Извлечение металла прекращается, ко-1а перестает образовываться устойчивая пена. С увеличени-а исходной концентрации сульфонола в растворе наблюдается возрастание степени 0 извлечения, что происходит вследствие повышения устойчивости пены.

Исходя из еакций 78 и учитывая расход АНП-2 на образование малорастворимого осадка, ледует, что в водном растворе протекают обе реакции. В слабокислой рН и слабо щелочной очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация 8 средах Мп02 образуется в растворе сразу извлечение 1п У11 в осадок происходит с постоянной скоростью.

Высокое значение энергии активации свидетельствует о быстром росте скорости реакций с повышением температуры. Изучение осадков рентгенография, ИК-спектроскопия, термогра-иметрия свидетельствует в пользу химического взаимодействия между соедине-иями металлов и ПАВ. Эффективность процесса в значительной степени зависит от рН об-абатываемого раствора.

Характерные интервалы оптимальных значений рН соот-етствуюздих растворов приведены в табл.

По мере увеличения рН рис. Чем меньше радиус катиона и больше его заряд, тем более прочный образуется сублат и лучше идет флотация. Маленький ион с высоким зарядом обладает большой энергией гидратации, что ухудшает флотацию. Таким образом, эти два момента действуют антибатно. При сравнении извлекаемости разно-разрядных катионов наиболее существенна устойчивость сублатов.

При сравнении равнозарядных катионов наиболее заметно влияние энергии гидратации. Расчетным методом, исходя из констант устойчивости гидроксокомплексов металлов, определены формы нахождения металлов в растворе в зависимости от величины рН. На основе анализа химических форм нахождения металлов, карбоновых кислот КО в водных растворах в оптимальной области значений рН флотации металлы-в виде положительно заряженных золей гидр оке идо в металлов, мыла ЭМКО- в мицеллярной форме с отрицательным зарядом частица также данных по стехиометрии предложен коагуляционный механизм взаимодействия собирателя с коллигендом и мицеллярная формула 12 образующихся сублатов, например, для двухвалентных металлов: Предположительно, аналогичны по структуре и сублаты Ре Ш.

Согласно гштературньш данньш, кинетика флотации гидрофобных осадков описывается уравнением, являющимся аналогом уравнения кинетики химической реакции первого порядка б. При этом константа К показывает, с какой скоростью протекает процесс флотации и характеризует в совокупности флотационные свойства извлекаемого материала, очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация режим процесса очистка сточных вод ионы тяжелых металлов диссертация конструкцию аппарата.

VK
OK
MR
GP