Интенсификация и повышение эффективности электрофлотационного процесса извлечения малорастворимых соединений хрома (III) и свинца из водных растворов

• Автор: Перфильева, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Литературный обзор
1Л. Извлечение соединений хрома из сточных вод
1Л Л. Источники образования и поступления соединений
хрома в сточные воды
1Л .2. Методы очистки сточных вод от соединений хрома
1Л.З. Утилизация хромсодержащих соединений
1.2. Извлечение соединений свинца
1.2.1. Источники образования и поступления соединений свинца в сточные воды
1.2.2. Методы очистки сточных вод от соединений свинца
1.2.3. Утилизация соединений свинца
1.3. Аппаратурное оформление электрофлотационного процесса
1.4. Выводы из литературного обзора и выбор направлений исследований
ГЛАВА 2. Методическая часть
2.1. Методика проведения экспериментальных исследований
2.2. Лабораторные установки и экспериментальные стенды
2.2.1. Установка для проведения электрофлотационного процесса в стационарном режиме
2.2.2. Установка для проведения электрофлотационного процесса в динамическом режиме
2.2.3. Экспериментальный стенд для исследования процессов
очистки водных систем от малорастворимых соединений тяжелых и цветных металлов
2.3. Приготовление модельных растворов
2.4. Определение массовых концентраций ионов металлов в водных растворах

2.5. Измерение размера и дисперсности частиц
2.6. Измерение электрокинетического потенциала частиц
2.7. Обработка результатов измерений
ГЛАВА 3. Экспериментальная часть. Электрофлотационное извлечение малорастворимых соединений хрома (III)
3.1. Влияние pH среды на поверхностные характеристики и электрофло-
тационную активность малорастворимых соединений хрома (III)
3.2. Основные закономерности электрофлотационного извлечения
малорастворимых соединений хрома (III)
3.2.1. Влияние объемной плотности тока
3.2.2. Влияние исходной концентрации ионов хрома (III)
3.2.3. Влияние ионного состава
3.2.3.1. Влияние анионов
3.2.3.2. Влияние катионов
3.2.3.3. Влияние электролитов
3.2.4. Влияние температуры
3.2.5. Влияние постоянного магнитного поля
3.2.6. Влияние природы и концентрации ПАВ
3.2.7. Основные результаты, полученные при исследовании
процесса электрофлотационного извлечения малорастворимых соединений хрома (III)
3.3. Выбор направлений интенсификация процесса электрофлотационного извлечения малорастворимых соединений хрома (III)
3.3.1. Подбор условий применения флокулянтов для интенсификации электрофлотационного процесса
3.3.2. Влияние объемной плотности тока на процесс электро-
флотационного извлечения малорастворимых соединений хрома (III) в присутствии флокулянта М-
3.3.3. Влияние ионного состава раствора
3.4. Электрофлотационное извлечение малорастворимых соединений

хрома (III) из многокомпонентных систем
3.4.1. Электрофлотационное извлечение малорастворимых соединений хрома (III) из 2-х компонентных систем с близкими значениями pH гидроксидообразования
3.4.2. Электрофлотационное извлечение малорастворимых
соединений хрома (III) из 2-х компонентных систем с различными значениями pH гидроксидообразования
3.4.3. Электрофлотационное извлечение малорастворимых соединений хрома (III) из 3-х компонентных систем
3.4.4. Исследование процесса извлечения малорастворимых соединений хрома (III) в проточном режиме
3.5. Предложения по использованию полученных результатов по извлечению малорастворимых соединений хрома (III) из водных

ГЛАВА 4. Экспериментальная часть. Электрофлотационное извлечение
малорастворимых соединений свинца (II)
4.1. Влияние pH среды на поверхностные характеристики и электрофло-тационную активность малорастворимых соединений свинца (II)
4.2. Исследование процесса извлечения малорастворимых соединений свинца в присутствии катионов металлов
4.3. Подбор условий интенсификации и повышения эффективности электрофлотационного процесса в присутствии флокулянтов
4.4. Предложения по использованию полученных результатов по извлечению малорастворимых соединений свинца из водных сред
ГЛАВА 5. Технические и технологические решения по извлечению
соединений хрома и свинца из водных растворов
5.1. Технические решения по извлечению соединений хрома и свинца
из водных растворов
5.2. Технологические решения по очистке водных растворов от соединений хрома

Двойной электрический слой состоит из заряженной поверхности с потенциалом фо и противоположно заряженной части слоя, в которой находятся противоионы (рис. 5). Одна часть противоионов примыкает непосредственно к поверхности, образуя плотный (адсорбционный) слой - слой Гельмгольца Другая часть противоионов под действием теплового движения распространяется в глубь фазы, образуя так называемый диффузионный слой, или слой Гуи.
По теории Гуи — Чемпена противоионы диффузной части ДЭС распределяются в поле поверхностного потенциала в соответствии с законом Больцмана. Теория показывает, что потенциал в диффузной части слоя снижается с расстоянием по экспоненте. В соответствии с теорией толщина диффузной части слоя равна:
где х~~ величина, обратная толщине диффузионной части слоя; s — относительная диэлектрическая проницаемость среды; е0 - электрическая постоянная; F - постоянная Фарадея; I- ионная сила раствора; Т - температура раствора; cQi - концентрация иона в растворе, z; - заряд иона электролита
Из уравнения (I) следует, что толщина диффузионной части слоя уменьшается с ростом и концентрации электролита, заряда его ионов и с понижением температуры.
При движении одной фазы относительно другой на плоскости скольжения происходит разрыв ДЭС (как правило, в диффузной части) и возникновение электрокинетического («дзета») ^-потенциала (рис. 5).
Измерение электрокинетического потенциала частиц дисперсной фазы малорастворимых соединений хрома (III) и свинца проводили при помощи лазерного анализатора характеристик частиц субмикронного и нанодиапазона типа «Malvern Zetasizer Nano» и осуществлялось за счет использования технологии M3-PALS, сочетающей частотный и фазовый анализ рассеянного света и осно-
££oRT и 2F