Извлечение тяжелых металлов из избыточных активных илов и осадков в аэробных условиях

• Автор: Макашова, Татьяна Георгиевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Современное состояние и проблемы утилизации илов и осадков биологических очистных сооружений

1.1 Анализ методов утилизации избыточного активного ила

1.2 Методы извлечения тяжелых металлов из осадков сточных вод.

1.3 К проблеме обезвоживания активных илов и осадков сточных вод биологических очистных сооружений.
1.4 Физикохимические основы аккумуляции тяжелых металлов активным илом и обратимость процесса

1.5 Извлечение тяжелых металлов из реальных илов.

1.6 Постановка задачи и цели исследования

2 Объекты и методы исследования, анализа и математической обработки данных

3 Исследование влияния интенсифицирующих условий на процесс извлечения тяжелых металлов из активного ила кальциевыми материалами.
3.1 Извлечение тяжелых металлов из активного ила кальциевыми материалами при аэрации.
3.2 Влияние фосфатионов на извлечение тяжелых металлов из активного ила.
3.3 Извлечение тяжелых металлов из активного ила при введении фосфатионов и аэрировании системы
4 Физикохимические основы извлечения тяжелых металлов из составляющих активного ила
4.1 Механизм процесса извлечения тяжелых металлов из илов кальциевыми материалами.
4.2 Особенности механизма процессов извлечения тяжелых металлов из илов при аэрации
4.3 Механизмы извлечения тяжелых металлов при введении в систему растворимых фосфатов.
4.4 Различие в механизмах извлечения тяжелых металлов из живого и мертвого ила.
5 Влияние природы и состава кальциевого материала на извлечение тяжелых металлов из избыточного ила.
6 Изучение обезвреживания и разделения аэробно стабилизированных осадков биологических очистных сооружений
6.1 Извлечение тяжелых металлов из аэробно стабилизированных осадков.
6.2 Разделение фаз при введении кальциевых материалов
7 Основы технологии обезвреживания осадков от тяжелых металлов
Список литературы


Централизованное сжигание обуславливает необходимость доставки осадков, например автотранспортом, рентабельность которого возможна при влажности ОСВ до . При сжигании осадков алюминий, кальций, хром, железо, марганец, никель, кремний переходят в шлаки, а в газовую фазу может переходить ртуть, кадмий, свинец, цезий с частицами размером 1 мкм. Это требует строительства высокоэффективных дорогостоящих систем газоочистки дымовых газов ,, , ,, . Однако в связи с жесткими требованиями ЕС к сельскохозяйственному использованию осадков термическая утилизация осадков становится все более привлекательной. Преимущество ионообменного процесса заключается в возможности утилизации ценных продуктов, содержащихся в осадках сточных вод, сокращении объема осадков, снижении расходов реагентов, значительном уменьшении площадей, занятых очистными установками . Для очистки шламов , предлагают противоточный процесс непрерывного выщелачивания с использованием высокопрочных ионитов в аппаратах с механическим перемешиванием при относительной влажности шлама для пульпы с содержанием твердой фазы ,4 гл. 1,5, причем степень извлечения тяжелых металлов составляет . Вместе с тем емкость по металлам не превышает 0, 0, мгг. К недостаткам ионообменного извлечения тяжелых металлов относится образование большого объема кислых сточных вод. Известны химические методы обезвреживания жидких и обезвоженных осадков сточных вод . Среди них сернокислая обработка осадков. Этим способом удается уменьшить объем в 5 раз и одновременно удалить тяжелые металлы , . Эффект удаления металлов зависит от величины , концентрации биомассы осадка, вида извлекаемого осадка и продолжительности процесса. Скорость растворения и эффективность удаления металлов увеличивается с уменьшением и концентрации биомассы в осадке . Для извлечения тяжелых металлов из осадка необходимо повышение температуры. При повышении до величин, при которых другие лиганды не могут конкурировать с гидроксидионом, металлы выпадают в виде гидроксидов . Химический метод применяется для обработки активных илов. Метод требует дорогостоящих реактивов, большей продолжительности, сопровождается образованием вторичных кислых и щелочных стоков . Рассмотренные методы не предусматривают полезного использования органического вещества активных илов и осадков, приводят к образованию вторичных загрязнений окружающей среды . Это подчеркивает актуальность поиска новых технических решений извлечения тяжелых металлов из илов и осадков сточных вод. Активный ил и осадки сточных вод имеют влажность и представляют собой нефильтрующиеся и неотстаивающиеся, грязеподобные дисперсные системы плохо поддающиеся обезвоживанию. Проблема обезвоживания аэробно стабилизированного осадка является весьма актуальной. Известен ряд способов обезвоживания активных илов и осадков сточных вод , например, путем смешения с известью при дополнительной обработке фосфорной кислотой 5 от массы сухого остатка . Метод требует затрат фосфатов, приводит к загрязнению фильтрата фосфором и применим только к избыточным активным илам. Предложено уплотнение осадков с возможной их утилизацией путем введения калиевокальциевого цеолита с размером частиц 0, 0, мм в количестве 3 8 г на 1 дм3 избыточного ила . Метод позволяет достичь объема осадка менее от объема исходного ила. Вместе с тем добавка цеолита приводит к увеличению содержания некоторых тяжелых металлов в сухом веществе примерно в 1,3 раза Ре, Со, Си, что ограничивает его применение в сельском хозяйстве. Уплотнение осадков сточных вод путем отстаивания возможно при предварительном введении вспомогательных веществ, например кальцинированной соды гдм3, что позволяет снизить влажность осадка на . Но высокая щелочность фильтрата, необходимость нагревания осадка до С, неизменность содержания тяжелых металлов в осадке ограничивает применение данного метода. Способы обезвоживания с помощью неорганических коагулянтов и органических флокулянтов широко распространены в промышленности , и для отдельных процессов весьма эффективны.