Физико-химические закономерности процесса очистки медь- и никельсодержащих сточных вод шлаком электросталеплавильного производства

• Автор: Проскурина, Ирина Ивановна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Загрязнение водных объектов в Российской Федерации.

1.2. Загрязнение водных объектов в Белгородской области.

Л I Л I

1.3. Состояние ионов тяжелых металлов Си , в водных объектах

1.4. Методы очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов Си2,

1.4.1. Очистка сточных вод реагентными методами

1.4.2. Ионообменная очистка

1.4.3. Использование природных материалов и отходов промышлен

ности для очистки сточных вод
1.5. Способы переработки шламов, содержащих ионы тяжелых металлов
1.6. Применение биотестирования для оценки токсичности материалов
и изделий из них в ходе эксплуатации.
1.7. Обоснование необходимости разработки эффективного способа
очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов.
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Химический состав, методика очистки сточных вод,
содержащих ионы тяжелых металлов Си ,1 и оценка эффективности процесса.
2.1.1. Образование и химический состав сточных вод
ООО ЗаводНоватор
2.1.2. Методика проведения процесса очистки растворов, содержащих ионы тяжелых металлов Си2,
2.1.3. Адсорбционные исследования
2.1.4. Исследование процесса очистки медь и никельсодержащих растворов методом математического планирования
2.1.5. Обработка результатов математического моделирования эксперимента
2.2. Состав и методы определения физикохимических
свойств шлака ОЭМК.
2.2.1. Химический состав, физикохимическая характеристика шлака
2.2.2. Определение фракционного состава, влажности и
водной вытяжки
2.2.3. Определение насыпной плотности.
2.2.4. Определение истинной плотности.
2.2.5. Методика проведения качественного рентгенофазового анализа
2.2.6. Методика определения размеров частиц методом
седиментационного анализа.
2.2.7. Методика определения удельной поверхности частиц
2.2.8. Методика измерения электрокинетического потенциала
2.2.9. Методика микроскопического анализа материалов.
2.3. Состав и свойства сырьевых материалов.
2.3.1. Методика изготовления образцов бетона с добавлением шлама
2.3.2. Методика контроля физикохимических характеристик образцов бетона с добавлением шлама
2.4. Методика контроля экологической безопасности изделий
2.4.1. Методика биотестирования водных вытяжек.
2.4.2. Методика контроля биостойкости изделий к воздействию АвреодШш i
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА СВОЙСТВ ШЛАКА МЕХАНИЗМ ОЧИСТКИ МЕДЬ И НИКЕЛЬСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ.
3.1. Микроскопический анализ частиц шлака
3.2. Седиментационный анализ частиц шлака
3.3. Рентгенофазовый анализ шлака
3.4. Определение адсорбционной способности шлака.
3.5. Механизм очистки медь и никельсодержащих вод.
3.5.1. Анализ катионов шлака, перешедших в раствор из твердой фазы.
3.5.2. Реагентная очистка.
3.5.3. Адсорбция на поверхности шлака
3.5.4. Измерение электроповерхностных свойств частиц шлака.
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПРОЦЕСС ОЧИСТКИ МЕДЬ И НИКЕЛЬСОДЕРЖАЩИХ
СТОЧНЫХ ВОД
4.1. Влияние расхода шлака на эффективность очистки сточных вод
4.2. Влияние дисперсности частиц шлака на степень очистки
4.3. Влияние времени очистки на степень очистки
4.4. Влияние температуры на эффективность очистки
4.5. Влияние раствора на эффективность очистки
4.6. Исследование комплексного влияния технологических факторов на процесс очистки медь и никельсодержащих растворов методом
математического моделирования эксперимента
ГЛАВА 5. ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
5.1. Исследование процесса очистки сточных вод в производственных условиях с использованием шлака электросталеплавильного
производства.
ГЛАВА 6. УТИЛИЗАЦИЯ ШЛАМА В КАЧЕСТВЕ
ДОБАВКИ К СТРОИТЕЛЬНЫМ КОМПОЗИЦИЯМ.
ОЦЕНКА ИХ ВЛИЯНИЯ НА ОБЪЕКТЫ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
6.1. Биотестирование водных вытяжек из образцов бетонов
с использованием i .
6.2. Биотестирование водных вытяжек с использованием i сера
6.3. Оценка грибостойкости бетонных образцов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В четвертой главе рассмотрены факторы, влияющие на процесс очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов Ы, Си2. На основе полного факторного эксперимента проведено математическое моделирование эксперимента и получено регрессионное уравнение, учитывающее влияние исследуемых параметров на степень очистки. В пятой главе представлены экспериментальные данные по очистке реальных стоков, а также представлена технологическая схема очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов 2, Си2. В шестой главе исследована зависимость прочности бетонных образцов от содержания количества шлама водоочистки, представлена информация об оценке влияния разрабатываемых строительных композиций на объекты окружающей среды. Публикации по теме диссертации. По результатам опубликовано печатных работ, в том числе 2 в ведущих рецензируемых научных журналах. Глава 1. В стране насчитывается более тыс. ПДК в и более раз. К ним относятся реки Кольского полуострова, Волга и реки ее бассейна, реки Уральского промышленного региона, Приморья, Западной Сибири. На уровне десятикратного превышения ПДК остается содержание цинка, никеля и меди в водных объектах, испытывающих влияние сбросов предприятий горнодобывающей, горнообрабатывающей и металлургической промышленности. Это зоны влияния концерна Норильский никель, ОАО Ковдорский ГОК, Севредмет, Олкон, Апатит. К ним относятся реки Кольского полуострова, Уральского региона и Приморья. Негативное влияние хозяйственной деятельности наиболее ярко проявляется в неудовлетворительном качестве воды малых рек. Это подтверждается данными гидробиологических наблюдений, согласно которым из 0 обследованных водных объектов только находятся в состоянии экологического благополучия, а остальные в неблагополучном или ухудшающемся состоянии 1. Качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой качества поверхностных вод обнаруживают тенденцию увеличения числа створов с высоким уровнем загрязненности воды более ПДК и числа случаев экстремально высокого содержания свыше 0 ПДК загрязняющих веществ в водных объектах. Например, в Куйбышевском и Саратовском водохранилищах содержание меди колеблется от 5 до ПДКВ. В устье Волги, в районе Астрахани, содержание фенолов, нефтепродуктов, фосфатов, соединений меди и цинка колеблется от 5 до ПДКВ. Из общего объема сточных вод ,1 млн. Годовая масса сброса основных загрязняющих веществ составляет 4 тыс. На рис. России 2. Млн. Волга Кама Ока Кубань Дон Урал Обь Иртыш Томь Рис. Белгородская область относится к малообеспеченным водным регионам России. Только 0, территории занято реками, прудами, болотами и водохранилищами. Общая протяженность речной сети более км. Всего насчитывается 0 рек и ручьев, свыше прудов и четыре водохранилища. В области четыре реки длиной более 0 км Оскол 0 км, Северский Донец 1 км, Ворскла 5 км, Тихая Сосна 5 км 3, 4. Водные ресурсы малых рек как составная часть водных ресурсов области выступают в качестве важных факторов производственных сил и социального развития общества. Постоянно повышается спрос на пресную воду для коммунальных, сельскохозяйственных, промышленных и других целей. На территории Белгородчины наиболее активно проявляют себя три источника загрязнения малых рек сбросы промышленных предприятий, стоки животноводческих ферм, а также стоки с территорий, находящихся в интенсивном сельскохозяйственном использовании. Общее водопотребление в пределах области согласно статотчетности 2ТП водхоз составляет 9, млн. Самым крупным потребителем поверхностных вод является водное хозяйство. На второй план выходят сельское хозяйство и промышленность 3. Общий сброс сточных вод в водоемы области в г. Увеличение объема сброса сточных вод в водоемы в г. Увеличение объема загрязненных сточных вод в г. Яковлевский рудник ООО Металлгрупп. Млн. Общий сброс сточных вод в водоемы, млн. Сброс загрязненных сточных вод в водоемы,млн. Рис. Практически все реки Белгородской области относятся к категории загрязненных и умереннозагрязненных табл.