Обезвреживание сточных вод от тяжелых металлов под действием ультразвука и утилизация противообледенительных жидкостей с применением природных сорбентов

• Автор: Шарапова, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 114 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Современное состояние проблемы обезвреживания производственных сточных вод и технологических жидкостей (обзор литературы)

1.1. Очистка производственных сточных вод от ионов тяжелых металлов

1.2. Утилизация технологических жидкостей

1.2.1. Утилизация смазочно-охлаждающих жидкостей

1.2.2. Утилизация масел и растворов обезжиривания

1.2.3. Утилизация противообледенительных жидкостей

1.3. Сорбционные методы очистки сточных вод

1.3.1. Сорбенты, используемые при очистке сточных вод

1.4. Методы активации и модифицирования природных

материалов
1.5. Применение ультразвука для интенсификации физико -
химических и технологических процессов
ГЛАВА 2. Объекты и методы проведения исследований (экспериментальная часть)
2.1. Объекты исследований и методики определения их основных свойств
2.1.1. Объекты исследований
2.1.2. Подготовка сорбентов
2.1.3. Методика ультразвукового воздействия
2.2. Определение сорбционных свойств минералов
2.2.1. Методика изучения сорбционных свойств цеолита по отношению к компонентам противообледенительных жидкостей

2.3. Методика определения класса опасности цеолита, использованного для утилизации противообледенительных жидкостей
2.4. Обработка результатов
2.5. Определение числа параллельных опытов
2.6. Исследование физико-химических свойств и структуры
минералов
ГЛАВА 3. Результаты экспериментальных исследований и их обсуждение
3.1. Физико-химические свойства природных минералов опоки
и цеолита месторождений Ульяновской области
3.2. Обезвреживание сточных вод от тяжелых металлов на
опоке и цеолите с применением ультразвука
3.2.1. Возможные механизмы сорбции металлов
3.2.2. Влияние ультразвукового воздействия на адсорбцию
ионов цинка и меди на опоке и цеолите
3.2.3. Оптимизация времени ультразвукового воздействия
3.2.4. Сравнительная характеристика сорбции ионов металлов на опоке и цеолите в статическом режиме и при ультразвуковой интенсификации
3.2.5. Изотермы сорбции. Сорбционная способность опоки и цеолита по отношению к ионам цинка и меди
3.3. Регенерация отработанных сорбентов
3.4. Технологическая схема очистки сточных вод от тяжелых металлов с использованием опоки и цеолита
3.5. Утилизация противообледенительной жидкости с использованием цеолита
3.5.1. Сорбционная очистка на цеолите
3.5.2. Технологическая схема утилизации отработанных противообледенительных жидкостей

3.6. Оценка класса опасности отработанного цеолита
3.7. Экономическая эффективность применения технологической схемы утилизации отработанных
противообледенительных жидкостей
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Были проведены исследования кинетики сорбции ионов натрия из раствора поваренной соли на катионите КУ-2 под действием ультразвуковых колебаний частотой 16,4 кГц. Показано, что с уменьшением толщины граничного диффузионного слоя процесс может ускориться в несколько раз. Равновесное состояние под действием ультразвука достигалось за 2,5-3 ч, в то время как без ультразвука в тех же условиях лишь за 16 ч. Озвучивание толстых слоев смолы показало, что наиболее эффективно ультразвук действует лишь в пределах 1 см толщины лежащего неподвижно (без перемешивания) слоя катионита. Увеличение интенсивности ультразвука приводит к ускорению процесса сорбции. Действие ультразвука на процесс ионного обмена в статических условиях приводит к увеличению скорости сорбции в 3-5 раз [131].
Установлено, что при использовании ультразвукового воздействия на доломит путем создания кипящего слоя, происходит интенсификация физико-химических процессов сорбции. Время удаления примесей тяжелых металлов сократилось с 1,4 до 12,1 раз за 5 с обработки [127].
В исследованиях [134] ультразвуковая обработка сорбента - диоксида титана, дает положительный результат: в сравнении с необработанным сорбентом остаточная концентрация примесей железа и марганца уменьшалась в несколько раз. Подготовка сорбента, проведенная в различных средах, изменяет его поведение в процессах сорбции - десорбции во времени.
Запатентован [128] способ интенсификации молекулярной сорбции из водных растворов в динамическом режиме воздействием ультразвука (30 -60 мин), увеличивающий емкость угольных сорбентов в 1,2-1,5 раза и скорости сорбции в 1,3-1,5 раза.
Показано, что использование акустических колебаний в процессах сорбции позволяет резко сократить продолжительность насыщения сорбента и увеличить его емкость [135].