Термодинамика и кинетика сорбции поллютантов сточных вод нетрадиционными материалами

• Автор: Сазонова, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Способы очистки сточных вод

1.2 Физикохимические основы сорбции примесей из водных растворов

на поверхности твердое телораствор.

1.2.1 Углеродные сорбенты.

1.2.2 Концентрирование синтетическими материалами.

1.2.3 Биосорбенты.

1.2.4 Огходы производства.

1.2.5 Природные неорганические сорбенты.

1.2.5.1 Природные алюмосиликаты..
1.2.5.2 Природные карбонатные сорбенты
Заключение к литературному обзору.
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Объекты исследования
2.2 Характеристика используемых растворов и реагентов.
2.3 Методики анализа
2.4 Методы исследования.
2.4.1 Применяемая аппаратура
2.4.2 Методики определение концентраций веществ в водных растворах.
2.4.2.1 Фотометрическое определение красителей
2.4.2.2 Фотометрическое определение ионов тяжлых металлов
2.4.2.3 Определение фенолов путем бромирования и йодометрического титрования
2.5 Методики эксперимента.
2.5.1 Определение оптимальных условий сорбции.
2.5.2 Термодинамика сорбции.
2.5.3 Изучение кинетики сорбции.
2.6 Статистическая обработка результатов
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ КАРБОНАТНЫХ ПОРОД С ПОЛЛЮТАНТАМИ СТОЧНЫХ ВОД
3.1 Химический состав и адсорбционноструктурные свойства карбонатных пород.
3.2 Изучение равновесного состояния в системе сорбентполлютант
3.2.1 Выбор оптимальных условий сорбции в системе карбонатные породыионов тяжелых металлов
3.2.2 Выбор оптимальных условий сорбции в системе карбонатные
породыорганические вещества.
Заключение к главе 3
ГЛАВА 4. ТЕРМОДИНАМИКА СОРБЦИИ ПОЛЛЮТАНТОВ СТОЧНЫХ ВОД КАРБОНАТНЫМИ ПОРОДАМИ.
4.1 Изотермы сорбции ионов тяжлых металлов модифицированными карбонатными породами.
4.2 Изотермы сорбции органических веществ карбонатными породами
Заключение к главе 4
ГЛАВА 5. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СОРБЦИИ ПОЛЛЮТАНТОВ СТОЧНЫХ ВОД КАРБОНАТНЫМИ ПОРОДАМИ.
5.1 Кинетика сорбции ионов тяжлых металлов.
5.2 Кинетика сорбции органических веществ
5.3 Изучение механизма сорбции в системе карбонатные породыорганические вещества методом ИКспектроскопии
5.4 Изменение среды водных растворов после сорбции в системе
сорбентполлютант
Заключение к главе 5.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


И., среди различных способов селективного выделения катионов тяжелых металлов одним из наиболее перспективных методов является флотация . Из сочных вод Си2, Сг2, Со2, М2, 2п2, Сс удаляются в виде осадка или комплекса с флотореагентамисобирателями. Зубарева Г. И. в работах предлагает способов флотации для удаления соединений хрома III из водных растворов с применением в качестве собирателей катионных ПАВ. В сточных водах с концентрацией хрома III 0, и 0, мгл после очистки он отсутствовал. В сточных водах, содержавших 0, мгл хрома III, его остаточная концентрация составляла 0,1 мгл, что удовлетворяет технологические требования для воды второй категории. Тем не менее, в результате флотационной очистки происходит загрязнение окружающей среды трудноразлагаемыми ПАВ, которые подавляют процесс, и для удаления которых необходима доочистка, увеличивающая капитальные затраты . Электрохимические методы позволяют обрабатывать сточные воды без предварительного разбавления, извлекать из них ионы металлов, в большинстве случаев не увеличивают общего солесодержания очищенной воды и нередко позволяют избежать образования осадков или значительно уменьшить их количество. К недостаткам следует отнести большие затраты электроэнергии и металлов, необходимость предварительной очистки сточных вод от грубодисперсных примесей . Ганбаров Э. С. в своей работе доказал эффективность совместного применения электрохимического окисления и сорбции при удалении из сточных вод техногенных примесей. Сорбция представляет собой один из наиболее эффективных методов глубокой очистки и доочистки воды от тяжелых металлов и органических веществ 1. Многие примеси не извлекаются из воды при механической и биологической очистке, не удаляются такими традиционными методами водоочистки, как отстаивание, коагуляция и флотация. С.В. Яковлев, Я. А. Карелин, Ю. В. Воронов утверждают, что сорбционный метод является хорошо управляемым процессом, позволяет удалять загрязнения различного характера практически до любой остаточной концентрации, при этом отсутствуют вторичные загрязнения . Возможно совместное удаления различных примесей, а также возврат очищенной воды после корректировки среды. Эффективность сорбционной очистки составляет от до 0 в зависимости от применяемого сорбента. Следует отметить, что доступными, с точки зрения сырьевой базы, являются биологический, химический и сорбционный способы, позволяющие быстро связать или переводить до ионов металлов в осадок. Для глубокой очистки используют сорбционный метод или ионный обмен. В настоящее время сорбционный метод находит все более широкое применение для очистки промышленных сточных вод . Согласно литературным данным, сорбцией называют процесс поглощения поверхностью фазовоинородного тела сорбента какоголибо вещества сорбата из смежной газовой или жидкой среды, протекающий на границе раздела фаз . В зависимости от характера сорбционного взаимодействия сорбата и сорбента различают физическую сорбцию, активированную сорбцию и хемосорбцию. Сорбционные явления основаны на физическом и химическом взаимодействии сорбата и сорбента. Физическая сорбция обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия ВандсрВаальса, не избирательна, полностью необратима, протекает с высокой скоростью и имеет сравнительно низкую теплоту сорбции от нескольких килоджоулей до нескольких десятков килоджоулей на моль сорбата. Сорбция протекает молекулярно, то есть преимущественно сорбируются соединения в недиссоциированном состоянии. Физическая сорбция из растворов осложнена физикохимическим взаимодействием сорбата и сорбента. При этом сорбат и сорбент сохраняют свои индивидуальные свойства. Активированная сорбция обусловлена взаимодействием сорбата и сорбента с образованием поверхностного соединения особого рода, характерного тем, что молекулы сорбента, вступившие во взаимодействие с молекулами сорбата, остаются в кристаллической решетке сорбента. Активированная сорбция избирательна, как правило, протекает медленно, необратима и характеризуется высокой теплотой сорбции до нескольких сотен килоджоулей на моль сорбата.