Интенсификация и повышение эффективности электрофлотомембранного процесса очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов

• Автор: Павлов, Денис Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил.

1. Литературный обзор

1.1. Тяжелые металлы токсичные компоненты сточных вод

промышленных предприятий.

1.2. Методы очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов ИТМ

1.2.1. Общий обзор методов очистки сточных вод от ИТМ.

1.2.1.1. Реагентные методы перевода ИТМ в дисперсную фазу

1.2.1.2. Электрохимические методы осаждения дисперсной

фазы ИТМ

1.2.1.3. Методы отделения дисперсной фазы ИТМ

1.2.1.4. Сорбционные методы очисткисточных вод от ИТМ.

.1.5. Мембранные методы очистки сточных вод от ИТМ

1.2.1.6. Сравнение различных методов очистки сточных вод от ИТМ
1.2.2. Применение флотации для очистки сточных вод от ИТМ
1.2.3. Применение электрофлотации для очистки сточных вод от ИТМ
1.2.4. Применение нанофильтрации и обратного осмоса
для очистки сточных вод от ИТМ
1.3. Выводы из литературного обзора
2. Методы исследования.
2.1. Методика проведения эксперимента электрофлотации
и фильтрации в проточном режиме
2.2. Методика проведения эксперимента электрофлотации и мембранной флотации в комбинированном аппарате проточного типа
2.3. Методика определения размера пузырьков, образующихся в процессе диспергирования воздуха через
микрофильтрационные мембраны.
2.4. Методика проведения эксперимента с нанофильтрационными
и обратноосмотическими мембранами
2.5. Методика анализа концентрации ИТМ и измерения .
2.6. Методика приготовления рабочих растворов.
3. Экспериментальная часть
3.1.Интенсификация и повышение эффективности электрофлотационного процесса извлечения дисперсной фазы
на основе РЛ2, Ре3, Са2, Си
3.1.1. Повышение эффективности элекгрофлотационного процесса извлечения ионов РЛ2.
3.1.2. Повышение эффективности электрофлотационного процесса извлечения ионов Ре3.
3.1.3. Повышение эффективности электрофлотационного процесса
I П I
извлечения ионов Са в присутствии ионов Ре
3.1.4. Повышение эффективности электрофлотационного процесса извлечения многокомпонентных систем Си2, 2
3.2. Интенсификация и повышение эффективности электрофлотомембранного процесса извлечения дисперсной фазы
на основе Ре3, Си2, 2.
3.2.1. Исследование эффективности электрофлотомембранного процесса извлечения ирнов Ре.
3.2.2. Исследование эффективности флотомембранного процесса извлечения многокомпонентных систем Ре3 , Си2ь,
3.2.3. Сравнение эффективности флотационных процессов
при совместном извлечении ионов Ре3, Си2,
3.3. Извлечение ионов тяжелых металлов методами фильтрации
и мембранного разделения.
3.3.1. Фильтрационная доочистка сточных вод от ИТМ
после электрофлотационной обработки
3.3.2. Извлечение ИТМ методом нанофильтрации и обратного осмоса. Влияние различных факторов.
4. Разработка технологии очистки сточных вод от тяжелых металлов для
ОАО Октава и промышленное внедрение разработанной технологии
4.1. Материальный баланс потоков
4.2. Очистка хромеодержащих сточных вод.
4.3. Очистка кислотнощелочных сточных вод
4.4. Очистка сточных вод в электрофлотаторе.
4.5. Глубокая очистка сточных вод ионным обменом
4.6. Доочистка сточных вод на керамическом фильтре
4.7. Нормы образования твердых отходов
4.8. Технологическая схема очистки сточных вод ОАО Октава.
4.9. Описание работы технологической схемы очистки сточных вод гальванического производства
5. Выводы.
6. Литература.
Приложение 1. Контроль и управление технологическим процессом.
Приложение 2. Основные правила техники безопасности при
эксплуатации электрофлотационного оборудования.
Приложение 3. Нормы технологического режима.
Заключение об использование результатов работы
Введение


ПДК тяжелых металлов для различных водных объектов. Рыбохозяйстве иные водомы Канализация г. Хром III 0, 1 0,5. Цинк 0, 2. Вводных средах тяжелые металлы обычно присутствуют в трех формах взвешенные частицы, коллоидные частицы и растворенные соединения 4. Последние представлены свободными ионами и растворимыми комплексными соединениями с органическими гуминовые и фульвокислоты и неорганическими лигандами галогениды, сульфаты, фосфаты, карбонаты. Большое влияние на содержание тяжелых металлов в воде оказывает гидролиз, во многом определяющий форму нахождения элемента в водных средах. Очевидно, что классификация методов очистки от тяжелых металлов должна быть проведена исходя из агрегатного состояния загрязнений. Методы очистки сточных вод от ИТМ
В настоящее время в промышленности используется множество методов очистки сточных вод и технологических жидкостей от тяжелых металлов. Методы отделения тяжелых металлов в форме дисперсной фазы. Выбор оптимальной технологии водоочистки должен проводиться исходя из анализа всех примесей методом последовательного удаления сначала самых грубодисперсных загрязнений, затем микровзвесей и коллоидов и, наконец, растворенных веществ . Метод химического осаждение основан на способности ИТМ образовывать нерастворимые химические соединения с анионами некоторых неорганических кислот сульфидами, фосфатами и др. Основными реагентами, использующимися для химического осаждения являются следующие щелочные соединения известковое молоко СаОНг, едкий натр ЫаОН, сода 2СОз, а также комбинирование и СаОН2 и ИагСОз известковосодовый метод. Особенно хорошие результаты метод химического осаждения дает в сочетании с отстаиванием и фильтрованием при высоких исходных концентрациях тяжелых металлов в сточных водах. При дозировке извести гл рН степень очистки от тяжелых металлов составила ,3 , . К недостаткам реагентного осаждения относится высокий расход реагентов, приводящей к ухудшению экономических и экологических показателей водоочистки за счет высоких расходов на закупку реагентов и утилизацию большого количества шлама. Анализ диаграмм Пурбе показывает, что для тяжелых металлов, таких как Си, 1, п, Сс1, Ре и др. Ме2, МеОН,
МеОН , Ме , а также в виде нерастворимых гидроксидов МеОН2 или гидратированных оксидов МеО пН. В качестве примера можно привести зависимости относительного содержания различных соединений меди от раствора, представленные на Рис. Данные показывают, что при 7 в растворе присутствуют в
основном ионы Си . Максимальное содержание соединений СиОН , СиОН2 и СиОН3 наблюдается при 8,5 9,9 и ,3, соответственно. При ,5 в растворе присутствуют в основном ионы СиОН
Рис. При условии постоянного значения произведения растворимости ПР концентрация ионов Си2 в свободном виде уменьшается при увеличении . Теоретический расчет показывает, что зависимость растворимости соединений меди проходит через минимум при рН9,9. Именно это значение будет оптимальным при использовании методов разделения гетерофазных смесей для очистки от меди. Такие же зависимости имеются и для других тяжелых металлов , в частности, для цинка рН9,9 для никеля рН,8 для кадмия рН для железа III рН5. Коагуляция процесс укрупнения дисперсных частиц в результате их взаимодействия и объединения в агрегаты. Мелкие первичные частицы в таких агрегатах соединены силами межмолекулярного взаимодействия. Слипание однородных частиц называется гомокоагуляцией, а разнородных гетерокоагуляцией 8,,. Коагуляция может происходить самопроизвольно или под влиянием физических и химических факторов. Диспергированные, коллоидные и взвешенные частички примесей в большинстве случаев имеют одинаковые заряды, что обуславливает возникновение межмолекулярных сил отталкивания и агрегативную устойчивость. Поскольку в технологии очистки воды предусматривается частичное или полное удаление примесей, агрегативную устойчивость частичек стремятся нарушить, а заряд их устранить или снизить до очень малых значений. Этого достигают добавлением к воде Ре2з, РеСЬ, Ре4, А4з, А1С и др. При растворении данные соли гидролизуются.