Повышение экологической безопасности гальванических производств путем обработки сточных вод биосорбционным методом

• Автор: Морозов, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 03.00.16, 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Общая характеристика и свойства тяжелых металлов.

1.2. Методы очистки сточных вод, содержащих

ионы тяжелых металлов.

1.2.1. Химическая очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов

1.2.2 Физикохимические методы очистки сточных вод от

ионов тяжелых металлов

1.2.3 Биохимические методы очистки сточных вод от

ионов тяжелых металлов

1.3. Выводы.

Глава 2. Объекты и методы исследований
2.1. Характеристика объектов исследования.
2.2 Характеристика адсорбционных материалов
2.3. Характеристика эксплуатируемых биообъектов.
2.4. Методики проведения экспериментов
2.4.1. Лабораторные исследования адсорбции ионов тяжелых металлов
2.4.2. Подготовка активного ила к использованию в анаэробных условиях
2.4.3. Лабораторные исследования кинетики биологической и биосорбционной обработки сточных вод, содержащих ионы
тяжелых металлов
2.4.4. Описание пилотной установки и методики проведения экспериментов по исследованию биолоютеской и биосорбционной обработке сточных
вод, содержащих ионы тяжелых металлов в динамических условиях.
2.5. Методы статической обработки результатов экспериментов
и математического моделирования.
Глава 3. Исследование адсорбции ионов тяжелых металлов
3.1. Исследование адсорбционных материалов
3.1.1. Исследование адсорбционных свойств адсорбентов
Глава 4. Исследование биологической и биосорбционной обработки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов
4.1 Исследование кинетики биологической и биосорбционной
обработки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов
4.2 Исследование динамики биологической и биосорбционной
обработки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов
4.3. Апробация биосорбционного метода очистки на
реальных гальваностоках
4.4 Опытнопромышленные испытания биосорбционного метода обработки гальваностоков.
4.5 Разработка биосорбционной технологии обработки
сточных вод гальванических производств
Глава 5. Математическое моделирование процессов обработки сточных вод, содержащих ИТМ, в биосорбере.
5.1. Стехиометрия процесса биохимического восстановления
сточных вод, содержащих ИТМ в анаэробных условиях.
5.2. Математическое моделирование процессов биосорбционной обработки сточных вод, содержащих ИТМ совместно с
отработанной СОЖ
Глава 6. Мониторинговые исследования состояния и изменения родового состава микрофлоры биоценоза анаэробного ила.
6.1 Микробиологические исследования исходного активного ила
6.2 Характеристика сброженного ила
Глава 7. Техникоэкономическая эффективность
биосорбционной технологии.
6.1. Экологоэкономический эффект очистки при использовании биосорбционного метода обработки СВ, содержащей ИТМ.
6.2 Оценка экономической эффективности предлагаемых аппаратурнотехнологических решений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Библиографический список.
Приложения.


Введение
Актуальность


В ряду тяжелых металлов наиболее токсичны ртуть, серебро, медь, затем кадмий, цинк, свинец, хром, никель, кобальт. Однако этот порядок токсичности может меняться в зависимости от вида организма и ряда физикохимических факторов. Тяжелые металлы, подавляя жизнедеятельность высших и низших организмов, блокируют ферментные системы, вступают во взаимодействие с сульфидными группами ключевых ферментов, разрушают целостность клеточных стенок 8. Например, соединения кадмия даже в малых концентрациях оказывают резко выраженное токсическое действие на рыб и другие водные организмы. Весьма вредны соединения шестивалентного хрома, который при концентрации в воде более 0, мгл оказывает токсическое действие на микрофлору водоемов 9. Многие химические вещества, поступающие в окружающую среду, в том числе и в водоемы, а через питьевую воду в организм человека, помимо токсического действия обладают канцерогенным способны вызвать злокачественные новообразования, мутагенным могут вызвать изменения наследственности и тератогенным действием способны вызвать уродства у рождающихся детей. Канцерогенное действие на теплокровных животных при поступлении в организм с питьевой водой оказывают мышьяк, селен, цинк и палладий, а при поступлении в организм другими путями хром, берилий, свинец, ртуть, кобальт, никель, серебро, платина. Тератогенное действие на животных в экспериментальных условиях оказали кадмий, свинец, мышьяк, кобальт, алюминий и литий. Многие неорганические соединения даже в очень малых концентрациях оказывают вредное воздействие на рыб и их кормовые ресурсы. Большинство водных организмов более чувствительно к действию токсичных веществ, чем человек и теплокровные животные. Разные виды организмов неодинаково переносят действия неорганических соединений. Так, ЛК летальная концентрация, при которой гибнет особей кадмия составляет для циклопов 3,8мгл, а для дафний 0,5мгл. Икра лососевых рыб более чувствительна, чем взрослые особи, к действию меди и цинка . Кумуляция вредных неорганических соединений тканями рыб создает угрозу отравления людей, употребляющих такую пищу. Ртуть накапливается микроорганизмами, рыбами и их кормовыми ресурсами до высоких концентраций. Ткани устриц из водоемов кумулируют свинец, ртуть, кадмий, цинк, медь и кобальт . Это может быть 1 синергизм или потенционирование, когда эффект действия больше простого суммирования 2 антагонизм, когда действие нескольких ядов бывает меньше суммированного и 3 аддитивное или простое суммирование. Нередко наблюдаются и отступления от этой схемы. Кадмий в сочетании с цинком и цианидами в воде усиливает их действие, мышьяк является антагонистом селена. В опытах с радужной форелью токсичность смеси сульфидов цинка и меди в малых концентрациях была примерно такая же, как и каждого компонента в отдельности, а при высоких концентрациях наблюдается синергизм . Физико химические свойства воды температура, содержание кислорода, жесткость и влияют на токсичность многих неорганических веществ. С повышением температуры воды увеличивается обмен веществ водных организмов и они получают больше яда. При увеличении общей жесткости воды с до 0 мгл по карбонату кальция средние летальные концентрации ЛК5о различных соединений кадмия, меди, олова и свинца увеличиваются примерно в 0 раз. Увеличение с 6,6 до 8,0 также снижает токсичность многих веществ. Таким образом, в водоемах с малой жесткостью воды ядовитое действие металлов, как правило, будет больше, хотя и бывают исключения из этой закономерности. Поэтому снижение жесткости водопроводной воды может повысить токсичность содержащихся в ней металлов. Некоторые неорганические соединения оказывают губительное действие на микроорганизмы очистных сооружений, прекращают или замедляют процессы биологической очистки сточных вод и сбраживание осадков в метантенках. Токсичные металлы в водоемах не подвергаются сомоочищению, а наоборот, губительно действуют на флору и фауну и тормозят процессы самоочищения водоемов. Концентрация их в водоемах может уменьшаться за счет разбавления, осаждения на дне и частично усвоения флорой и фауной.