Эколого-технологические основы модификации и применения отходов переработки шерсти и льна для очистки загрязненных вод

• Автор: Шайхиев, Ильдар Гильманович
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 357 с. : ил.

Оглавление

Список условных обозначений

Введение
Глава 1. Альтернативные сорбенты для очистки водной среды от нефтепродуктов и ионов тяжелых металлов
1.1. Промышленные сорбенты, применяемые для удаления нефтепродуктов и ионов тяжелых металлов из сточных вод
1.1.1. Активные угли, применяемые для удаления нефтепродуктов и ионов тяжелых металлов из водных сред. Достоинства и недостатки
1.1.2. Сырье для производства активных углей из отходов промышленного и сельскохозяйственного производства. Достоинства и недостатки..
1.1.3. Торф как сорбент для улавливания нефтепродуктов и ионов тяжелых металлов из водных объектов. Достоинства и недостатки
1.2. Минеральные сорбенты, применяемые для удаления нефтепродуктов и ионов тяжелых металлов из промышленных и сточных вод

1.2.1. Дисперсные кремнеземы в практике водоочистки. Достоинства и недостатки

1.2.2. Слоистые и слоисто-ленточные силикаты в практике водоочистки. Достоинства и недостатки
1.2.3. Каркасные силикаты в практике водоочистки. Достоинства и недостатки
1.3. Сорбенты и модификаты, полученные из отходов от переработки природного сырья для удаления ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов из сточных и поверхностных вод
1.3.1. Использование отходов деревопереработки в качестве реагентов для очистки сточных вод
1.3.2. Использование лигнина для очистки сточных вод. Достоинства и недостатки

1.3.3. Использование хитина и хитозаиа для очистки водных объектов от
поллютантов. Достоинства и недостатки
1.3.4. Использование сельскохозяйственных отходов растительного происхождения в качестве реагентов для очистки сточных вод.
Достоинства и недостатки
1.4. Шерсть и отходы от ее переработки в качестве реагентов для очистки сточных вод от поллютантов
1.4.1. Шерсть как сорбент ионов тяжелых металлов
1.4.2. Удаление ионов тяжелых металлов модификатами шерсти
1.4.3. Отходы переработки шерсти как реагенты для извлечения ионов тяжелых металлов
1.4.4. Применение шерсти и продуктов ее переработки для очистки почвы и гидросферы от нефти и нефтепродуктов
1.5. Задачи диссертации
Глава 2 Экспериментальная часть
2.1 Определение основных свойств сорбционных материалов
2.2 Определение основных свойств сорбата
2.3 Химическая модификация сорбционных материалов
2.4 Физико-химическая модификация сорбционных материалов
2.5 Определение нефтеемкости сорбционных материалов
2.6 Определение суммарного нефте- и водопоглощения сорбционных материалов в статических условиях
2.7 Методика определения сорбционной емкости исследуемых материалов по отношению к ионам тяжелых металлов
2.8 Методика проведения экспериментов по изучению кинетики сорбции ионов тяжелых металлов в статических условиях
2.9 Методика проведения экспериментов по изучению сорбции ионов тяжелых металлов в динамических условиях
2.10 Методики проведения инстументальных методов анализа

2.11 Методика утилизации отработанных сорбционных материалов в термической установке с пульсирующим потоком пламени
2.12 Методика проведения эксперимента по очистке модельных металлосодержащих водных растворов сточными водами нефтехимических производств
2.13 Метрологическая проработка результатов исследования
Глава 3. Исследование отходов сельскохозяйственных производств в качестве сорбентов нефти
3.1. Мониторинг загрязнения водных объектов нефтью и нефтепродуктами в нефтедобывающих районах Республики Татарстан
3.2. Физико-механические свойства, нефтеемкость, нефте- и водопоглощение
альтернативных сорбционных материалов
3.3 Спектрометрическое и микроскопические исследования структуры и поверхности кнопа после химической модификации
3.4. Влияние плазменной обработки на нефтеемкость и гидрофобные свойства кнопа-К
3.4.1 Спектрометрические и микроскопические исследования структуры кнопа после обработки плазмой
3.5. Исследование льняной костры для удаления нефти с водной поверхности
3.5.1. Мониторинг количества образования льняной костры
3.5.2. Структура и химический состав льна и льняной костры
3.5.3. ИК-спектрометрические и микроскопические исследование структуры и поверхности льняной костры после химической модификации
3.6. Влияние плазменной обработки на нефтеемкость и гидрофобные свойства льняной костры
3.6.1. Спектрометрические и микроскопические исследования структуры и поверхности костры после обработки плазмой

катов является их невосприимчивость к неполярным соединениям органического ряда, что исключает их использование для очистки водных объектов от НП.
1.2.3. Каркасные силикаты в практике водоочистки.
Достоинства и недостатки
Каркасные силикаты (цеолиты) представляют собой гидратированные алюмосиликаты щелочных элементов. В настоящее время известно более 30 разновидностей природных цеолитов, разделенных по особенностям строения на 7 групп (группы морденита, гейландита, филлипсита, шабазита, натролита, анальцима и фожазита) [75]. Из каркасных силикатов наибольшее практическое значение, в том числе и в практике водоочистки, имеют морденит и клинопти-лолит. Последний является представителем класса микропористых каркасных алюмосиликатов с наиболее вероятной кристаллохимической формулой (Na,K)4CaAI6Si3o072 • 24Н20 и содержанием основных химических соединений, %: Si02- 63,1-68,6, А1203 - 11,5-12,15, Fe203 - 0,76-2,14, CaO - 1,46-4,09, MgO -0,5-3,18. Катионы щелочных и щелочноземельных металлов и молекулы воды размещены во внутрикристаллическом пространстве цеолита. Пределы изменения отношения Si:Al для кгшноптилолита составляют 4,25-5,25:1. В структуре последнего имеются 4 типа каналов эллиптического сечения, расположенных вдоль оси цеолита и имеющих размеры 0,705x0,425 и 0,46x0,395 нм, образованных, соответственно, десяти- и восьмичленными кольцами. Благодаря особой кристаллической структуре с большими полостями и каналами цеолиты используются как природные «молекулярные сита» для очистки газов, нефти и НП, как катализаторы, а также как фильтры [122], ионообменники и сорбенты в практике водоочистки.
С учетом своего строения клиноптилолит характеризуется высокой катионообменной емкостью и высокой селективностью по отношению к ионам больших размеров, в частности, NH41" [123-126]. Отмечается, что даже наличие в стоках ионов Na+ и Са2+ не влияет на сорбционную емкость цеолита в отношении к ионам NHf [125]. Найдено, что клиноптилолит имеет два типа обмен-