Электроактивация процессов адсорбции ионов и регенерации адсорбентов при очистке вод

• Автор: Криворотова, Наталья Викторовна
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 196 с. : ил.

Содержание
Реферат

Список сокращений

Введение

ГЛАВА 1 Литературный обзор

1.1. Механизм адсорбционных процессов

1.2. Очистка сточных вод угольными адсорбентами.

1.3. Очистка сточных вод ионообменными смолами.

1.3.1. Механизм ионообменных процессов.

1.3.2. Отравление ионитов.

1.3.3. Электрохимическая регенерация ионитов. 1.4. Вредное воздействие рассолов и соленых вод на окружающую среду
Выводы из литературного обзора.
Цели и задачи исследования
ГЛАВА 2 Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследований.
2.2. Методы исследований.
2.2.1. Химический анализ сточных вод.
2.2.2. Изучение процессов электроадсорбции и элсктрорегенерации.
2.2.3. Определение максимальной адсорбционной мкости
2.2.4. Изучение процессов электрохимической регенерации
анионообменных смол.
2.2.5. Электрохимическая регенерация катионобменных смол.
2.2.6. Изучение распределения потенциала по толщине электрода.
2.2.7. Электрокорректирование .
ГЛАВА 3 Изучение процессов адсорбции, электроадсорбции и
электрорегенерации на модельных системах.
3.1. Изучение процесса адсорбции без наложения электрического поля на угольные электроды.
3.2. Изучение процессов электроадсорбции и электрорегенерации.
3.2.1. Изучение процессов электроадсорбции и2 В и
электродесорбции при напряжениях 2,5 и В.
3.2.2. Изучение процессов электроадсорбции и электрорегенерации при напряжениях 2, 5 и В.
3.3. Определение максимальной адсорбционной мкости адсорбента.
3.4. Вычисление кажущейся константы скорости электроадсорбции
ГЛАВА 4. Использование процессов электроадсорбции и
электродесорбции в процессе уМЯ1ЧСНИЯ вод.
4.1. Оценка влияния межэлектродного расстояния на эффективность электроадсорбции.
4.2. Определение максимальной адсорбционной мкости
4.3. Определение кажущейся константы скорости элеюгроадсорбции
ГЛАВА 5. Использование процессов электроадсорбции и
электрорегенерации для очистки ливневых вод.
5.1. Выбор напряжения для проведения процесса электроадсорбции
5.2. Изучение процессов электроадсорбции и электрорегенерации при постоянных электрических параметрах
5.3. Определение максимальной адсорбционной мкости
5.4. Определение кажущейся константы скорости электроадсорбции
ГЛАВА 6. Электрохимическая регенерация ионообменных смол
6.1. Электрохимическая регенерация анионообменных смол
6.1.1. Электрохимическая регенерация анионообменной смолы АВ 5
6.1.2. Изучение процесса электрохимической регенерации 0 анионообменной смолы АН
6.2. Электрохимическая регенерация катионообменной смолы КУ
6.3. Регенерация ионообменныхс мол при помощи электрокорректора 8
6.3.1. Регенерация АН
6.3.2.Регенерация АВ8
6.3.3. Регенерация КУ
6.4. Моделирование процесса электрохимической регенерации
анионообменных смол.
ГЛАВА 7. Рекомендации по использованию результатов
исследования и экологоэкономическое обоснование работы
7.1. Разработка технологической схемы умягчения природных вод 1 электроадсорбционным способом
7.2. Очистка гальванических стоков ОАСО Вымпел от 3 водорастворимых примесей для возврата вод в производство
7.3. Разработка технологической схемы доочистки ливневых вод 5 электроадсорбционным способом
7.3. Расчет платы за сбросы загрязняющих веществ в размерах, не
превышающих предельно допустимые нормативы сбросов
7.4. Плата за сброс загрязняющих веществ в пределах установленных 2 лимитов
7.5. Затраты на очистку сточных вод
7.6. Расчет экономического эффекта природоохранного мероприятия
Общие выводы
Список использованных источников


При поляризации электродов протекают следующие основные реакции. Вг 2НгО МОН2 Вг2 Н2. МОН2 2Вг2 Вг2 2Н побочная реакция. Процесс реализуется практически без затрат реагентов. Нернста и составляет для концентрации бромида в океанской воде 0, кгмЗ фА 1,7 В о. Однако устойчивость образующегося элементарного брома и его адсорбция углм в сильной степени зависит от раствора. Поэтому для эффективной сорбции и, следовательно, высокой. Добавка ПАВ снижает эффективность процесса. Угли, обработанные растворами ПАВ, имеют сопротивление слоя, в раза превышающее сопротивление исходных образцов изза гидрофилизации их поверхности. Элементарный бром гидрофобен, имеет малую растворимость в воде, а разряд бромидионов на гидрофильной поверхности угля реализуется со значительным перенапряжением порядка 0,2 В, в результате чего адсорбция элементарного брома углм практически отсутствует. С целью снижения мешающего влияния ПАВ была проведена гидрофобизация угля введением добавок синтетическими полимерами. Этот электрохимический метод опреснения солной воды имеет много общего с электродиализом, при котором ионы удаляются из раствора переносом электричества. Противоположно заряженные ионы притягиваются к поверхности пористых электродов и таким образом удаляются из раствора. Это явление можно рассматривать как конденсаторный эффект . Процесс опреснения воды применительно к раствору хлорида натрия АпС состоит из двух стадий. На второй стадии полярность электрода меняется и ионы переходят в раствор, сбрасываемый в дренаж . Электроды А и К изготавливают из крупных молекул на основе углерода типа графит. Графит и другие активированные угли являются катионоактивными. В условиях химического и электрохимического окисления катионоактивность графитовых электродов значительно возрастает. В полимер графитового тина могут быть введены и другие неактивные группы. Для получения селективных ионоактивных электродов можно применять функциональные группы, обычно используемые в синтетических ионообменных полимерах, например карбоксильные, сульфогруппы и четвертичные аммонийные основания, путм введения их в поверхностный слой кристаллической рештки графита. В дополнение к изменению поверхностных функций имеется возможность создания структуры псевдорештки, в которой такие функциональные группы, как, например, бисульфатная, при условии введения их в промежуточную ламинарную графитовую структуру могут быть ионоактивными. Данные рентгеноструктурного анализа подтверждают возможность существования такой структуры для бисульфата графита. Графиты, как и угли, известны как молекулярные адсорбенты пигментного типа . Один из способов приготовления пористых электродов осаждение коллоидного графита или углей из водных суспензий на волокнистую подкладку. Пригодные в качестве основы материалы, включая стеклянную ткань, фильтровальную бумагу, нетканные синтетические материалы пропитывают графитовой суспензией аквадаг с концентрацией , сушат и нагревают на воздухе при 0 С в течение 5 часов. После этого измеряют их сопротивление и увеличение массы . В работе рассмотрена возможность создания сорбционных материалов на основе неорганических ионитов например, кислые фосфаты и поликарбонаты углеродсодержащих материалов и оксидной керамики и исследованы их электрохимические характеристики. Показана перспективность создания пористых материалов, сочетающих свойства сорбционного электрода и мембраны. Основными элементами установки для опреснения воды электрохимическим методом являются опреснительная ячейка, источник постоянного тока, ячейка для измерения электропроводности с регулированием температуры, мост, измерители тока и напряжения. Для разбавленных или плохо проводящих ток растворов используются ячейки с близко расположенными большими электродами, для более концентрированных растворов электролитов могут использоваться ячейки с небольшими электродами, удалнными друг от друга . В работе исследовано влияние катодной поляризации на адсорбцию ионов стронция и кальция на поверхности углеродного сорбента.