Разработка технологии адсорбционной очистки сточных вод с использованием модифицированных алюмосиликатных сорбентов

• Автор: Мандзий, Марина Романовна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 157 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Загрязнение сточных вод соединениями тяжелых металлов и фтора

1.2. Методы очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и фтора

1.3. Метод адсорбционной очистки сточных вод

1.4. Адсорбенты, используемые в технологии очистки сточных вод

от различных примесей

1.4.1. Углеродные сорбенты

1.4.2. Применение углеродных сорбентов в процессе очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов

1.4.3. Неуглеродные сорбенты

1.4.4. Применение неуглеродных сорбентов для извлечения ионов ТМ из водных растворов
1.5. Модифицированные адсорбенты
1.5.1. Получение модифицированных кремнеземов
1.5.2. Взаимодействие неорганических ионов с химически модифицированными кремнеземами
1.5.3. Применение модифицированных сорбентов для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов
1.6. Методы регенерации сорбентов
ВЫВОДЫ ПО ЛИТЕРАТУРНОМУ ОБЗОРУ
ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Структура эксперимента
2.2 Объекты исследования
2.3. Методы исследования
2.3.1. Исследование кинетики сорбции
2.3.2. Исследование адсорбционного равновесия ионов металлов из водных растворов минеральными сорбентами
2.3.3. Изучение природы адсорбции тяжелых металлов
2.3.4. Исследование динамики адсорбции ионов меди горелой ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИИ ИОНОВ ТМ АЛЮМО СИЛИКАТНЫМИ СОРБЕНТАМИ
3.1. Подбор сорбентов и исследования их свойств
3.1.1. Горелая порода
3.1.2. Базальтовое волокно
3.1.3. Получение и исследование композиционного сорбента СОАП
3.2. Сорбция ионов тяжелых металлов немодифицированными сорбентами
3.2.1. Адсорбция ионов ТМ из водных растворов в равновесных условиях
3.2.2. Изучение природы адсорбции ионов меди, кадмия, свинца и ртути исследуемыми сорбентами
3.2.3. Исследование кинетических особенностей сорбции ионов ТМ
3.3. Разработка способов модифицирования сорбентов
3.3.1. Адсорбция ионов ТМ модифицированными сорбентами в равновесных условиях
3.3.2. Кинетические особенности сорбции ионов тяжелых металлов модифицированными сорбентами
3.4. Подбор способа регенерации отработанных сорбентов 4 ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ
4.1. Исследование процесса адсорбции ионов меди в динамических условиях
4.2. Очистка сточных вод ЛенинскКузнецкого завода шахтнопожарного оборудования
ГЛАВА 5. АДСОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА СВ ОТ ФТОРА
5.1. Кинетические исследования
5.2. Исследование адсорбции ионов фтора в статических условиях
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


По содержанию в земной коре без учета гидросферы и атмосферы фтор занимает место, значительно опережая такие распространенные элементы, как хлор, углерод, серу и др. Наибольшее распространение соединения фтора получили в качестве флюсов при выплавке алюминия и других металлов, для производства фторсодержащих пластмасс, эластомеров, лекарственных препаратов, сельскохозяйственных химикатов, красящих веществ и т. Избыточное потребление фтора приводит к различным заболеваниям, основным симптомом которых является заболевание зубов, называемое флюороз. Наряду с флюорозом отравление фтором может вызывать аномалии в щитовидной железе, печени, костях и др. Отложение фтора в костях происходит особенно интенсивно в период их формирования, поэтому особое внимание следует уделять детям и подросткам. ПДК ионов фтора в питьевой воде 1,5 мгдм3. Сточные воды химических производств значительно ухудшают физические свойства воды в открытых водоемах повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок изменяется химический состав воды увеличивается содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, снижается количество кислорода, изменяется и другие показатели. Большинство этих сточных вод требуют специальных стадий организованной очистки, которые в зависимости от физикохимических процессов, лежащих в их основе, подразделяются на несколько больших групп. Методы очистки сточных вод зависят от характера и концентрации содержащихся в них веществ, а также от особенностей производства. Выбор режима обработки сточных вод, загрязненных металлами определяется, в первую очередь конечной целью, которую ставят на предприятиях, качественным и количественным составом сточных вод. В тех случаях, когда металл можно вернуть в производство в виде раствора его соединения определенной концентрации, используют методы концентрирования, в других методы реагентной обработки с последующим отделением сточных вод. Для очистки сточных вод от ионов ТМ используются, как правило, химические и физикохимические методы. Наиболее распространенный из них ресггентный , , ,6 и др. Этот метод имеет ряд недостатков остаточное содержание ТМ в очищенной воде значительно превышает ПДК, большой расход реагентов и значительные объемы образующихся шламов. Нередко для извлечения ионов ТМ из растворов используют электрохимический метод очистки , . В работе предложен способ очистки сточных вод от металлов, который заключается в пропускании стоков через металлический i катализатор при локальном воздействии на него электромагнитного поля токов высокой частоты. Кроме того, существует фильтрационный способ извлечения металлов, сопровождающийся наложением электрического потенциала от 0,1 до 1,0 В . Данный способ обеспечивает степень очистки воды от ТМ . К недостаткам этого метода можно отнести большой расход электроэнергии. Реагентный и электрохимический методы очистки от ТМ можно рекомендовать для очистки высококонцентрированных растворов. Использование этих методов не эффективно для очистки воды с малым содержанием ТМ. Для этих целей наиболее целесообразно использование биологической обработки, флотации, мембранной технологии и адсорбции. К методам биологической очистки сточных вод относится, в основном, биологическое окисление, озонирование, использование активного ила и др , , , 5,9. Для обработки стоков гальванических производств наиболее подходящим является анаэробный биологический способ очистки с использованием микроорганизмов таких как i i, i , ii i и других, способных сорбировать и аккумулировать металлы . Известны также сульфатредуцирующие бактерии, которые, образуя сероводород, обеспечивают связывание ионов ТМ в нерастворимые сульфиды. Кроме того, в последнее время широкое распространение получил метод биосорбции, совмещающий процесс сорбции и биохимического окисления за счет одновременного использования различных сорбентов и активного ила.