Интенсификация режимов электроагуляционной очистки сточных вод гальванического производства от тяжелых металлов

• Автор: Соболева, Алена Алексеевна
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 187 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1 Анализ современных методов очисткисточных вод гальванического производства отионов тяжелых металлов

1.1 Характеристика сточных вод гальванического производства

1.2.Основы нейтрализации сточных вод и их очистка отионов тяжелых металлов реагентными методами
1.3.Физико-химические методы очистки сточных вод сприменением коагулянтов и флокулянтов

1.4 Ионообменный метод очистки сточных вод

1.5 Применение ферритизации при очистке сточных вод

1.6 Биохимические методы очистки сточных вод

1.7 Электрохимические методы очистки гальваностоков

1.7.1 Метод катодного восстановления
1.7.2 Гальванокоагуляционный метод очистки
1.7.3 Электрофлотация
1.7.4 Электрокоагуляционная очистка сточных вод
Выводы по главе и постановка задач исследований
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1 Постановка задачи исследования
2.2 Характеристика объектов исследования
2.3 Методика исследования электрокоагуляционнойочистки сточных вод
2.4 Определение остаточной концентрации ионов тяжелыхметаллов в модельных растворах
2.4.1 Определение ионов никеля с диметилглиоксимом

2.4.2 Спектрофотометрическое определение ионов меди
2.4.3 Спектрофотометрическое определение ионов цинка
2.4.4 Спектрофотометрическое определение ионов железа
2.5 Определение остаточной концентрации ионов тяжелых
металлов в сточных водах гальванического цеха
2.6 Методы исследования модельных растворов
2.7 Методы исследования электрокоагуляционного шлама
2.8 Оценка погрешностей и статистическая обработкаданных
Глава 3. Изучение процесса электрокоагуляции извлечения ионов тяжелых металлов в электролизерах салюминиевыми анодами
3.1 Влияние кислотности среды на адсорбционнуюспособность гидроксида алюминия
3.2 Влияние концентрации ионов тяжелых металлов наадсорбционную способность гидроксида алюминия
3.3 Влияние анодной плотности тока на удаление ионовникеля, меди, цинка и железа
3.4 Влияние температуры на адсорбируемость ионовтяжелых металлов
3.5 Изучение кинетических закономерностей адсорбцииникеля, меди, цинкаи железа
3.6 Изучение термодинамических закономерностей сорбцииионов тяжелых металлов
3.7 Определение среднего размера коллоидных частицгидроксида алюминия
3.8 Исследование структуры, образующегося приэлектрокоагуляции гидроксида алюминия
3.9 Механизм сорбционного удаления ионов тяжелых металлов гидроксидом алюминия, полученным электролитическим путем

Выводы по главе
Глава 4. Исследования технологических параметров электрокоагуляции, влияющих на процесс удаления ионовтяжелых металлов
4.1 Оптимизация режимов проведения процессаэлектрокоагуляции
4.1.1 Влияние кислотности среды
4.1.2 Плотность и сила тока
4.1.3. Межэлектродное расстояние
4.1.4. Скорость движения воды
4.2 Схема двухкамерного электрокоагулятора сфракционным разделением электрокоагуляционногошлама
Выводы по главе
Глава 5. Математическое моделирование процессаэлектрокоагуляции с использованием алюминиевыханодов
5.1.1 Математическое моделированиеэлектрокоагуляционного процесса по
остаточнойконцентрации ионов никеля в растворе
5.1.2 Математическое моделированиеэлектрокоагуляционного процесса по
остаточнойконцентрации ионов меди в растворе
5.1.3 Математическое моделированиеэлектрокоагуляционного процесса по
остаточнойконцентрации ионов цинка в растворе
Глава 6 Технико-экономическоеобоснование для выбора эффективного метода очистки сточных водгальванопроизводства от ионов тяжелых металлов
6.1 Существующее положение на ОАО «Иркутскийрелейный завод» по
вопросам очистки сточных вод отионов тяжелых металлов
6.2. Расчет капитальных вложений
6.3 Расчет годовых эксплуатационных затрат

В этом процессе очистка сточных вод от взвешенных частиц происходит при помощи пузырьков газа, образующихся при электролизе воды. На аноде возникают пузырьки кислорода, на катоде - водорода. Электролитически полученные газовые пузырьки, всплывая в объеме жидкости, взаимодействуют с частицами загрязнений, в результате чего происходит их взаимное слипание, обусловленное уменьшением поверхностной энергии флотируемой частицы и пузырька газа на границе раздела фаз « жидкость - газ». Плотность образующихся агрегатов меньше плотности воды, что обусловливает их транспорт на поверхность жидкости и накопление там флотошлама, который периодически удаляется из сооружения[10].
Физико-химические процессы, имеющие место в электрофлотацион-ных аппаратах очистки воды, включают в себя электролитическую генерацию газовых пузырьков, адгезию газовых пузырьков и частиц загрязнений, транспортирование образовавшихся агрегатов « пузырек газа- частица загрязнений» на поверхность обрабатываемой жидкости. Важной и часто определяющей стадией электрофлотационного процесса является адгезия газовых пузырьков и частиц загрязнений, которая происходит на молекулярном уровне. Процесс флотации протекает тем успешнее, чем больше общая поверхность газовых пузырьков и чем больше площадь контакта их с флотируемыми частицами.
Основную роль в процессе электрофлотации выполняют пузырьки водорода, выделяющиеся на катоде. Было показано, что размер и интенсивность образования пузырьков водорода зависят от состава и температуры электролита, поверхностного натяжения на границе раздела фаз «электрод-раствор», материала электродов, их формы и шероховатости поверхности, плотности тока[55,80,81]. Изменяя перечисленные параметры, можно регулировать размер и интенсивность выделения пузырьков газов при электролизе, т.е. корректировать в зависимости от характера загрязнений технологический процесс очистки воды.