Массо-, тепло- и электроперенос при электродиализном разделении гальваностоков в запредельном режиме

• Автор: Алексеева, Надежда Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 243 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ЗАДАЧИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ СТОКОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ. ИХ МЕТОДЫ и

ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОАНАЛИЗА.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ КИНЕТИКИ МАССО, ТЕПЛО И ЭЛЕКТРОПЕРЕНОСА ПРИ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ РАСТВОРОВ

В ЗАПРЕДЕЛЬНОМ РЕЖИМЕ

2.1 Диффузионный пограничный слой.

2.2 Массоперенос

2.3 Теплоперенос

2.4 Структура уравнений кинетики массо, тепло и электропереноса.

3. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Объекты исследованийГ.
3.1.1. Ионитовые мембраны
3.1.2. Сточные воды гальванопроизводств
3.1.3. Модельные растворы
3.2. Лабораторные установки и
методики проведения экспериментов.
3.2.1. Лабораторные электродиализные
аппараты и установки.
3.2.2. Установки и методики измерения диффузионной и осмотической проницаемости ионообменных мембран
3.2.3. Установка и методика исследования
поляризации мембран.
3.2.4. Установка для исследования выхода по току
3.2.5. Установка и методика измерения электропроводности мембран.
3.2.6. Установка и методика измерения чисел переноса мембран
4. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАССО, ТЕПЛО И ЭЛЕКТРОПЕРЕНОСА МЕМБРАН В ОДНО И ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ РАСТВОРАХ.
4.1 .Диффузионная и осмотическая проницаемость мембран
4.2.Исследование поляризационных явлений
4.3.Измерения выхода по току
4.4.Электропроводность мембран
4.5.Исследование отравления мембран и возможности их
регенерации
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗНОГО ОБЕССОЛИВАНИЯ КОНЦЕН ТРИРОВАНИЯ МОДЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ неточных ВОД
5.1. Исследования электродная из но го обессоливанияконцентрирования модельных растворов.
5.2. Исследования электродиализ ного обессоливанияконцентрирования реальных сточных вод
5.3. Массопереносные и энергетические характеристики электродиализных процессов
6. РЕКОМЕНДА1 ИИ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОДИАЛИЗА И ВОПРОСЫ РЕАЛИЗАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА


Каждое конкретное производство, технологическая линия или отдельный процесс характеризуется своим составом сточных вод. По данным Тамбовского завода гальванооборудования состав сточных вод после определенных стадий промывки приведен в таблице 1. Как видно из приведенных данных, сточные воды, образующиеся при проведении процессов гальванообработки, содержат различные токсичные химические продукты - свободные минеральные кислоты и щелочи, цианид-ные соединения, соединения шестивалентного хрома, соли меди, никеля, цинка и других металлов. Сброс этих сточных вод в открытые водоемы или городские канализационные сети без соответствующей очистки недопустим. Вместе с тем, содержащиеся в производственных сточных водах химические продукты имеют значительную ценность, и их извлечение и повторное использование в производстве может дать значительный экономический эффект. Поэтому, вместе с экономическим эффектом, полученным от внедрения новых технологий необходимо учитывать эффект от предотвращения ущерба (как ущерба здравоохранению, так и рыбному, лесному и сельскому хозяйству). Исторически сложилось, что до недавнего времени развитие промышленности, в том числе, и гальванических производств не связываюсь с принятием адекватных мер по охране окружающей среды от загрязнений отходами производства. Принимаемые меры носили, как правило, локальный характер и в конечном результате не решали проблемы городов, регионов. Совершенствование технологии гальванического производства процесс достаточно длительный. Таблица 1. V Наименование ванн ,4. N ГЧ/ГДЧ-П 1ІІЧ, V 1 о о ырч-чм и Удельный расход воды, м'/н о/'1Г1х>1. Наименование и макс. Ванна промывки в теплой воде 0,4 Ані идрид хромовый - . Кислота серная - ,3 Кислота азотная - 0,9 Железо хлористое - ,5 Марганец хлористый - 6,8 Кислота соляная - 0. Ванна промывки в холодной воде 0,4 Ангидрид хромовый -,3 Кислота серная - ,0 Кислота азотная - ,7 Железо хлористое - ,0 Марганец хлористый - 0,0 Кислота соляная - , Железо сернокислое - 0. Продолжение таблицы 1. Ванна промывки в холодной воде 0,1 Медь сернокислая - 5,0 Цинк сернокислый -. В этой ситуации возникают задачи по созданию производственных мощностей по централизованной утилизации образующихся и уже накопленных к данному моменту на предприятиях осадков очистных сооружений, прекращению сброса концентрированных отработанных растворов и создание производственных мощностей по их централизованной утилизации и переработке совместно с шламами гальванических ванн. Существующая практика утилизации высокотоксичных отходов гальванического производства направлена на нейтрализацию кислотных и щелочных растворов и получение малорастворимых соединений. При этом образуются вторичные отходы, которые не могут быть использованы и загрязняют окружающую среду. Вследствие этого в гальванических производствах предпочтительнее создавать оборотное водоснабжение (любым известным способом обессоливания). При правильной организации процесса использование замкнутой системы более экономично чем проточной. Для очистки сточных вод гальванических производств в основном применяют химические способы (реагентные), хотя разработано множество других: электролитический, термический, адсорбционный, ионообменный. В зависимости от количества, вида и концентрации сточных вод очистка осуществляется в проточных и непроточных сооружениях. Сравнительная оценка используемых методов очистки стоков гальванических производств приведена в таблице 1. При проведении реагентной очистки стоков по традиционной схеме [] потери сырья и материалов достаточно велики. Это связано с образованием в процессе очистки сточных вод шлама, а так же непригодностью обессоленной воды. В [] представлена технологическая схема для реагентной очистки гальваностоков, позволяющая утилизировать ценные компоненты. Ионы тяжелых металлов осаждают растворами гидроксида натрия, причем остаточное солесодержание составляет 5-7 мг/л. Таблица 1. Способ очистки Удаляем. Нсобх. Конц. Ионы металлов, своб. Растворен ные соли, кислоты и щелочи Эл. Разделение на обесс. Быстрота, получение одновременно очищенной воды и конц.