Совершенствование системы очистки сточных вод от ионов марганца (II), железа (III), хрома (VI) : на примере ОАО "Сода"

• Автор: Курбангалеева, Милауша Хизбулловна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 192 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Соединения марганца, железа и хрома в природе

1.1.1 Соединения марганца в природе

1.1.2 Соединения железа в природе

1.1.3 Соединения хрома в природе

1.2 Очистка вод от ионов марганцаН и железа

1.2.1 Удаление методом аэрации

1.2.2 Удаление с применением окислителей

1.2.3 Очистка воды от ионов марганца II и железа

обработкой перманганатом калия
1.2.4 Очистка воды с применением катализаторов
1.2.5 Биологический способ очистки
1.2.6 Очистка воды фильтрованием
1.2.7 Адсорбционный способ очистки
1.3 Очистка сточных вод от соединений хрома
1.3.1 Реагентные методы очистки
1.3.2 Ионообменный способ очистки
1.3.3 Биохимический способ очистки вод от соединений
1.3.4 Электрохимические методы очистки вод
1.3.5 Гиперфильтрационный способ очистки сточных вод
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Характеристика объектов исследований
2.2 Методы исследований
2.2.1 Методы анализа объектов исследований и продуктов
2.2.2 Методика определения двухвалентного марганца в
известняках и горных породах
2.2.3 Методика определения массовой доли в известняках
2.3 Методики эксперимента
2.3.1 Очистка сточных вод пермангатом калия
2.3.2 Очистка сточных вод сульфидом натрия
2.3.3 Очистка сточных вод растворами кальцинированной соды и фосфата натрия
2.3.4 Очистка сточных вод суспензией крепкого известкового молока суспензиями слабого известкового молока, шлама рассолоочистки
ГЛАВА 3 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ
ОБСУЖДЕНИЕ
3.1.1 Мониторинг состояния воды водоисточника и сточных вод по содержанию ионов марганца II
3.1.2 Мониторинг состояния воды водоисточника и сточных вод по содержанию ионов железа III
3.2.1 Исследование полного химического состава известняка и технологической воды, полупродуктов, отходов содового производства на содержание соединений марганца
3.2.2 Исследование состава технологической воды, полупродуктов и отходов содового производства на содержание соединений железа
3.3 Комплексный анализ работы очистного сооружения
3.4 Моделирование и прогнозирование темпов загрязнения окружающей среды
3.4.1 Методические аспекты моделирования объемов загрязнения окружающей среды
3.4.2 Моделирование динамики изменения количества
соединений марганца в природном карбонатном сырье, речной воде
3.4.2.1 Определение коэффициентного уравнения,
моделирующего изменение объемов загрязнения окружающей среды и оценка достоверности и
значимости результатов моделирования
3.4.3 Моделирование динамики изменения количества
соединений железа в природном карбонатном сырье, речной воде
3.5 Разработка мероприятий по минимизации ионов
марганцаН и железа III в технологических водах
3.5.1 Способ очистки технологических вод раствором
перманганата калия
3.5.2 Способ очистки технологических вод раствором
сульфида натрия
3.5.3 Способ очистки технологических вод растворами
кальцинированной соды и фосфата натрия
3.5.4 Способ очистки технологических вод суспензией
крепкого известкового молока
3.5.5 Способ очистки технологических вод суспензией
слабого известкового молока
3.5.6 Способ очистки технологических вод суспензией шлама
рассолоочистки
3.5.7 Принципиальная технологическая схема очистки
технологических вод от соединений марганца и железа
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО
МИНИМИЗАЦИИ СОЕДИНЕНИЙ ХРОМА VI
4.1 Исследование состава сточных, технологических вод,
сырья, полупродуктов производства асбестоцементных
изделий на содержание соединений хрома
4.2 Способ очистки хромсодержащих стоков
4.2.1 Способ очистки хромсодержащих стоков отходами
металлического железа
4.2.2 Способ очистки хромсодержащих стоков сульфатом
двухвалентного железа
Расчет предотвращенного экологического ущерба
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Установлено, что при использовании окислителем кислорода воздуха для полного окисления марганца необходимо увеличение среды. Окисление марганца осуществляется только при контакте с загрузкой. Для коррекции рекомендуют использовать известь, соду, едкий натр, а для усиления удаления железа подкислять воду с помощью соляной кислоты до 6,5. Методы удаления железа из вод методом аэрирования базируется на реакции окисления растворимых соединений железа II и переводе их в нерастворимый гидроксид железа III. Ре3 3 Н2 О 4 РсОНэ 3 Н 1. Ре2 Н2 О 4 Ре ОНз 8 Н 1. Как, следует, из уравнения реакции, в итоге концентрация водородных ионов увеличивается. Суммарная скорость реакции определяется скоростью прямой и обратной реакции. Скорости реакции, как известно, зависит от концентраций реагирующих веществ. Увеличение концентрации водородных ионов в водном растворе приводит к увеличению скорости обратной реакции. В результате суммарная скорость реакции окисления двухвалентного железа кислородом и гидролиз трехвалентного должна уменьшаться при уменьшении значения . Рс2 8 НС 2 Н2О 4 РеОН 8 С1 1. Различные варианты технологий очистки воды от марганца и железа, базирующихся на аэрации и фильтровании приведены в . Так, согласно , вода поступает на двухступенчатую аэрацию напорный и безнапорный аэраторы и фильтрование. По технологии в исходную воду подают сжатый воздух и фильтруют ее через открытый фильтр с предварительно активированной трехвалентным железом загрузкой из кварцевого песка, антрацита или зерен полимерного материала. В работе предложена технология извлечения марганца и железа, предусматривающая предварительное аэрирование подземной воды до концентрации растворенного кислорода мгдм3 с последующей двухступенчатой обработкой на скорых песчаных фильтрах, загрузка которых в результате предварительной активации содержит МпСЬ. На первом фильтре удаляется железо, а на втором остаточное железо и марганец, причем элюаты после регенерации второго фильтра используются для активации загрузки первого фильтра. На водопроводной станции г. Мемфис реализована следующая технология очистки воды от железа и марганца . Артезианская вода поступает в аэратор каскадного типа, а затем подается на скорые фильтры с трехслойной загрузкой антрацитовая крошка, кварцевый песок, гравий. Схема обработки агрессивных подземных вод в Лагосе на станции производительностью ,5 тыс. В работе для очистки подземных вод от железа двухвалентного предлагается использовать способ аэрирования барботированным сжатым воздухом, окисление во взвешенном слое концентрата и разрыве потоков последнего и воды в сборной емкости, очистке на активированных наработанным гидроксидом железа пористых коаксиальных цилиндрических поверхностных элементов из полимера пространственноглобулярной структуры при тангенциальной фильтрации пульсирующего турбулентного потока и гидродинамическом сжатии слоя в их зазоре с наведением дзетапотенциалов и регенерации чередующимися импульсными отдувками сжатым воздухом и промывками обратным током воды с частичным перекрытием пористых поверхностей элементов по продольным образующим подвижными экранами. Этот способ повысит эффективность обезжелезивания подземных вод. Авторами предложен комбинированный способ обезвреживания кислых сточных вод, содержащих железо II. Способ включает предварительную обработку этих вод озоновоздушной смесью ОВС и последующую нейтрализацию его ракушечником. Озонированию подвергали растворы сульфата железа II различной концентрации. Под действием ОВС железо II в кислых растворах его сульфата легко окисляется. Степень окисления зависит от кислотности исходного раствора и продолжительности озонирования. Понижение кислотности способствует интенсификации процесса. Известно, что окисленная форма железа может гидролизоваться при более низких значениях , чем восстановленная . Экспериментально доказано, что предварительное озонирование промышленных сточных вод, содержащих железо II, позволяет проводить их глубокую очистку от железа после нейтрализации до 6.