Взаимодействие тяжелых металлов с компонентами активного ила и их выделение кальциевыми материалами

• Автор: Лысенко, Ирина Владиславовна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 181 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Проблема обезвреживания избыточных илов

и осадков от тяжелых металлов.

1.1 Анализ способов обезвреживания избыточных активных илов и осадков сточных вод.

1.2 Основные закономерности взаимодействия тяжелых металлов с составляющими активных илов.

1.3 Методы выделения ионов тяжелых металлов

из водных фаз.

1.4 Постановка задачи и цели исследования

2 Объекты и методы исследования

3 Исследование распределения тяжелых металлов по составляющим активного ила при очистке сточных вод.
3.1 Распределение тяжелых металлов по
составляющим активного ила
3.2 Особенности распределения соединений тяжелых металлов по составляющим активного ила при различных физикохимических условиях.
3.3 О возможном механизме извлечения тяжелых металлов
из промышленных сточных вод активным илом.
3.4 Заключение.
4 Извлечение тяжелых металлов из избыточных активных илов
4.1 К вопросу о механизме выделения ионов меди и Сасодержащими материалами.
4.2 Особенности извлечения тяжелых металлов из илов
при сезонной изменчивости состава ила.
5 Выделение тяжелых металлов из водных фаз.
5.1 Выделение ионов тяжелых металлов адсорбцией на керамической крошке.
5.1.1 Адсорбция кобальта и меди из бинарных растворов.
5.1.2 Исследование закономерности адсорбции
металлов из многокомпонентных систем.
5.1.3 Адсорбция металлов керамической крошкой из бинарных и многокомпонентных систем в
динамических условиях.
5.2 О принципиальной возможности выделения
тяжелых металлов из водных фаз электрокоагуляцией.
6 Технологические основы обезвреживания илов от
тяжелых металлов
Выводы.
Список литературы


Анализ полученных ранее данных свидетельствует о перспективности разрабатываемого метода. Однако целый ряд вопросов остается пока открытым, в том числе не решены вопросы выделения тяжелых металлов из водных фаз после обезвреживания илов, их концентрирования. Необходим поиск средств интенсификации процесса, снижения доз кальциевых материалов, разработки методов обезвреживания смесей илов и осадков первичных отстойников, для чего целесообразно более глубокое изучение основных закономерностей распределения тяжелых металлов по составляющим илов и осадков, механизмов аккумуляции тяжелых металлов микроорганизмами активных илов, обратимости процессов и других вопросов. Существующие литературные данные о поглощении микроорганизмами активного ила тяжлых металлов из водных сред весьма обширны . Сведения по аккумуляции тяжлых металлов необходимы для исследования закономерностей обратного процесса извлечения тяжлых металлов из активного ила. Исследования проводились на микроорганизмах родов и i, которые являются преобладающими в биоценозе активных илов биологических очистных сооружений. Полное насыщение микроорганизмов тяжелыми металлами достигается за минут контакта фаз. Насыщенность микроорганизмов по металлам зависит от вида металла, от исходной концентрации С0. Чем выше С0 металла, тем большее количество его поглощается за одинаковый промежуток времени. Поглощение металлов микроорганизмами активного ила при различной исходной концентрации происходит до некоторой остаточной концентрации С, которая незначительно изменяется в зависимости от исходной концентрации. Конечная концентрация ионов меди в обработанной воде при изменении исходной концентрации от до 0 мгл колеблется в пределах мгл для и мгл для i. Для кобальта, соответственно, и мгл, а для хрома несколько выше возрастает с до мгл. Из этого следует, что движущей силой процесса является концентрация металла в водной среде. Проведнный расчт средней скорости аккумуляции показывает, что она наибольшая в первые минуты процесса, когда концентрация металла в жидкой фазе наибольшая. Чем ниже исходная концентрация, тем ниже и скорость поглощения. Следует отметить, гто при одинаковой продолжительности процесса скорость возрастает только до концентрации мгл, после чего увеличение концентрации металла в водной фазе не приводит к росту скорости поглощения его микроорганизмами. Различные металлы взаимодействуют с группами СООН, ОН и другими связывающими участками. Схема транспорта может быть представлена следующим образом рисунок 1. I через оел. Рисунок 1. Схема классификация видов мембранного транспорта. При рассмотрении закономерностей аккумуляции тяжелых металлов микроорганизмами необходимо учитывать токсическое воздействие ионов тяжелых металлов на микроорганизмы. Ионы тяжелых металлов могут разрушать клеточную мембрану, повышать ее проницаемость и тем самым приводить к массовой потере ионов К, Са и М, необходимых для нормальной жизнедеятельности клетки. Некоторые тяжелые металлы СМИ, РЬИ, Н могут блокировать работу ферментов, имеющих сульфгидрильные группы, что приводит к прекращению дыхательных процессов. Согласно , такие металлы как И, Са II могут поступать в клетку по специфическим энергозависимым транспортным путям через клеточную мембрану элементы, необходимые для нормального развития микроорганизмов. Сд II, Н II, РЬ II не имеют таких специфических путей, и поэтому могут поступать в клетку или как двойники других элементов или диффундировать по принципу ионная ловушка. Поступившие в клетки биологически важные ионы металлов растворяются в цитозоле, а токсические ионы депонируются в специальных органеллах. На основании экспериментальных данных в сделан вывод об аккумуляции тяжлых металлов микроорганизмами на первом этапе в основном за счет физической и химической адсорбции соединений металлов поверхностью клетки, а также продуктами их метаболизма. Однако активный ил представляет собой скопление большого числа микроорганизмов, простейших, водорослей.