Очистка сточных вод от нефтепродуктов и тяжелых металлов сорбентом на основе отходов горнорудной промышленности

• Автор: Закирьянов, Динар Ильфирович
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Аналитический обзор литературы
1.1 Загрязнение окружающей среды нефтепродуктами
и тяжелыми металлами
1.2 Методы очистки сточных вод от нефтепродуктов
и ионов тяжелых металлов
1.3 Общие сведения о хвостохранилищах и хвостах обогащения
1.4 Состав и объемы накопления горнопромышленных отходов
1.5 Влияние хвостохранилищ на окружающую среду
1.6 Рекультивация хвостохранилища
1.7 Обзор и анализ существующих способов утилизации
отходов обогащения
2 Материалы и методы исследования
2.1 Объекты исследования
2.2 Аппаратура и методика исследования
2.2.1 Методика определения элементного состава отхода
2.2.2 Методика определения токсичности поверхностных
вод в районе расположения хвостохранилища
2.2.3 Определение истинной плотности
2.2.4 Определение насыпной плотности пустотности
2.2.5 Методика исследования агломерирования хвостов
обогащения в СВЧ-поле
2.2.6 Определение глубины проникновения
электромагнитного излучения в отходы
2.2.7 Термогравиметрический анализ отходов обогащения
2.2.8 Синхронный термический анализ
2.2.9 Определение удельного поверхностного сопротивления
2.2.10 Определение плотности агломератов (сорбентов)
2.2.11 Методика определения класса опасности исследуемых структур
2.2.12 Определение пористости по ацетону
2.2.13 Определение pH водной вытяжки агломерата
2.2.14 Исследование поглощения нефтепродуктов агломератами
2.2.15 Методика исследования полученных агломератов в качестве сорбента для очистки растворов ионов тяжелых металлов
3 Результаты исследований и их обсуждение
3.1 Оценка токсичности поверхностных водных объектов
в районе размещения хвостохранилища
3.2.........Агломерирование отходов обогащения в электромагнитном поле СВЧ-диапазона
3.3 Исследование физико-химических, сорбционных свойств агломератов, полученных в СВЧ-поле
4 Технологические решения по использованию отходов обогащения и снижению экологической опасности хвостохранилища
4.1 Получение сорбентов из отходов обогащения в электромагнитном поле сверхвысокой частоты
4.2 О мерах по снижению экологической опасности хвостохранилища в процессе его использования как источника вторичных материальных ресурсов
Основные выводы
Список литературы
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
В результате деятельности нефтехимических и химических предприятий образуются значительные объемы сточных вод, содержащие нефтепродукты и тяжелые металлы. Нефть и нефтепродукты являются самыми распространенными загрязняющими веществами гидросферы, которые вызывают изменение химических, биологических и биохимических свойств среды обитания. При этом наибольшую опасность представляют ароматические углеводороды: смерть гидробионтов может наступить после нескольких часов контактов с ними уже при концентрации 10~4- 10"2%масс.
Тяжелые металлы опасны тем, что они обладают способностью к биоаккумуляции, включаться в метаболический цикл, образовывать высокотоксичные металлорганические соединения, изменять формы нахождения при переходе от одной природной среды в другую, проявляют канцерогенные и тератогенные свойства.
Для очистки сточных вод используют различные физико-химические, химические, биологические методы, которые требуют расхода электроэнергии и дорогостоящих реагентов.
Еще одной острой экологической проблемой остается накопление отходов горнорудной промышленности. До настоящего времени доминирующим методом обращения с отходами минерально-сырьевого комплекса является наземное складирование, что ведёт к возникновению неблагоприятных экологических ситуаций, проявляющихся в ухудшении санитарно-гигиенической обстановки, нарушении и видоизменении естественных ландшафтов, возникновению заболеваний населения, а также утрате природных ресурсов.
Проведены многочисленные исследования по использованию отходов обогащения и рекультивации хвостохранилищ действующих предприятий. Но проблема утилизации отходов старых хвостохранилищ решаются крайне медленно.

разведке и опробовании таких намывных техногенных месторождений необходимо учитывать как значительные физико-химические изменения минеральных комплексов, связанные с окислением и разложением отдельных групп минералов, так и наличие анизотропии состава и свойств отходов в связи с различиями технологии формирования хвостохранилищ, а также длительность накопления хвостов от переработки руд разнообразных природных и технологических типов [69].
Определяющее влияние на выбор технологической схемы промышленной эксплуатации отходов переработки руд цветных металлов оказывают условия их формирования, складирования и хранения. По этому признаку все отходы разделены на 4 вида:
- текущие - на выходе с обогатительной фабрики после завершения всех процессов обогащения;
- затопленные - находящиеся в действующем, постоянно пополняемом хвостохранилище под затоплением водой с изменяющейся концентрацией элементов, Ей и pH среды, в зависимости от режима намыва и природно-климатических условий;
- консервируемые - размещенные в хвостохранилище, в котором осуществляются процессы осушения и консервации;
- лежалые - отходы, лежащие в течение определенного времени в законсервированном хвостохранилище и подвергшиеся процессам вторичного минералообразования и изменению структуры массива.
Такая классификация техногенных отходов позволяет обеспечить дифференцированный подход к обоснованию технологии их вовлечения в эффективную промышленную эксплуатацию [95].
Крупномасштабная утилизация хвостов переработки ограничивается условием: в утилизируемой массе не должно быть металлов, которые в составе новой продукции могли бы исполнять те же опасные функции, что и в хранилище отходов [51].