Разработка технологии очистки сточных вод от фторид-ионов

• Автор: Чуркин, Роман Александрович
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 138 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Условия образования и характеристика фторсодержащих

сточных вод и методов их очистки

1.1.1 Ионообменные методы

1.1.2 Сорбционные методы.

1.1.3 Электрохимические методы.

1.2 Использование композиционных материалов для извлечения фторидионов. Структура, свойства, применение.

1.3 Утилизация и применение отходов производства алюминия

1.4 Выводы по главе.

2 АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1 Изучение свойств алюмоотходов и полученных алюмосорбентов
2.2 Изучение свойств растворов
2.3 Аппаратура.
2.4 Математические методы исследования.
1 , жишс композиционных маерчлчч
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1 Разработка технологии очистки фторсодержащих сточных вод.
3.1.1 Обоснование сорбционного метода.
3.1.2 Механизм сорбции фторидионов алюмосодержащими сорбентами л ..
3.2 Способ получения сорбента из алюмоогходов
и I 1. .
3.2.1 Состав и свойства алюмоотходов.
3.2.2 Оптимальные режимы переработки алюмоотходов
3.3 Исследование процесса очистки сточных вод от фторидионов.
3.3.1 Кинетика процесса
3.3.2 Исследование влияния физикохимических факторов на сорбционные свойства полученного сорбента. Статические условия
3.3.2.1 Влияние удельной поверхности сорбента.
3.3.2.2 Расход сорбента.
3.3.2.3 Влияние раствора.
3.3.2.4 Влияние интенсивности перемешивания.
3.3.3 Исследование влиянияьфизикогхимических факторов на сорбционные свойства полученного сорбента. Динамические условия
3.3.3.1 Фильтрационные характеристики сорбента и их зависимость от гранулометрического состава
3.3.3.2 Скорость фильтрации и исходная концентрация фторидионов.
3.3.3.3 Влияние крупности, загрузки и высоты слоя сорбента.
3.4 Регеперация отработанного алкжсорбента
3.5 Оптимизация процесса очистки
3.6 Технологическая схема очистки сточных вод от фторидионов
3.5 Выводы по главе.
4 ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ.
4.1 Техникоэкономическое обоснование технологии
4.2 Выводы по главе.
I ii .I 1ч I Ншк, I II i , 4.ЧН
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Достоверность полученных результатов. Оценка качества сточных вод и основных характеристик сорбентов по стандартным методикам с применением приборов и оборудования, обеспечивающих требуемую точность и надежность результатов измерений, и подтверждена результатами полупромышленных исследований. Личный вклад автора. Автору»принадлежат, постановка цели, и реализация задач исследований; обоснование и формулировка основных положений научной новизны и практической значимости; постановка и проведении лабораторных . ОАО «СУАЛ» филиал «ВгАЗ СУАЛ», которым автор выражает глубокую благодарность за помощь в работе. АШз" на -поверхности-, сорбента и-определен элюент, способный эффективно осуществлять десорбцию фторид-иона-. ЫаР; . ИГ, . АСФ,. Реализация результатов. Основные результаты ‘диссертационного исследования приняты рядом проектных организаций, разрабатывающих проектно-сметную документацию станций очистки сточных вод алюмопроизводства, а также используются в учебном процессе ВолгГАСУ по специальности «Водоснабжение и водоотведение». С'Ул. Во введении обоснована актуальность темы работы, сформулированы цель и задачи исследований, основные положения полученных результатов, выносимые на защиту. I М 1. Ч II * « I > V г * /II Ю «* I* »/V II . I. linill. Отражены недостатки применяемых сорбционных материалов, основным из них являются: недостаточная степень удаления фторид-ионов; а также высокие капитальные и эксплуатационные затраты. Рассмотрены теоретические аспекты сорбционного извлечения фторид-ионов из водных сред. Изучены способы переработки отходов алюмопроизводства. Сорбция - один из наиболее эффективных методов очистки воды от фторид-ионов. Создание нового класса сорбентов. Наиболее перспективным по техническим, экологическим, экономическим критериям являются методы о,чистки, которые малоотходны, компактны. Но второй главе дано описание объектов и методов исследования, способов обработки полученных результатов. Для проведения исследований и разработки технологической схемы, а также оптимизации технологических параметров, влияющих на эффективность очистки сточных вод от фторид-ионов, необходим постоянный контроль физико-химических (сорбционных) характеристик вновь получаемого, используемого и регенерированного сорбента АСФ. Изучение процесса очистки проводилось в лабораторных и промышленных условиях. Методы. ГОСТ 9-, ГОСТ 0-, ГОСТ 7-, ГОСТ 6-, ГОСТ 7-. Оценка эффективности сорбента определялась согласно ТУ 4-. Содержание фторид-ионов в растворах определяли спектрофотометрическим и титриметрическим способами по известным методикам. Полученные экспериментальные данные обработаны общеизвестными методами статистики и планирования эксперимента. В третьей* главе на основании анализа результатов исследований отечественных и зарубежных ученых доказана перспективность применения сорбционного метода для очистки сточных вод от многих загрязнителей. Однако, технологии для очистки от фторид-ионов практически отсутствуют, что обусловлено рядом техн и ко-экономических причин, и, главное, особенностью, уникальностью химических свойств фтора и его соединений. При всем разнообразии существующих материалов на сегодняшний день отсутствуют эффективные и дешевые сорбенты, способные обеспечить не только высокую степень извлечения фторид-ионов, но, и позволяющие, после их регенерации, вернуть фторид-ионы в производство. В результате, проведенных^исследованийсв | данной работе, такой сорбент создан. За основу его создания был взят механизм сорбции, который основан на схемах химического взаимодействия. Физическая и химическая сорбции дополняют друг друга, но в работе специально разработана такая поверхность сорбента, на которой положение адсорбтива фиксировано, что позволяет более полно использовать при очистке сорбционную поверхность и, в дальнейшем, ее успешно регенерировать. Сформулированные требования . В.В. Лазареву. Но в его системе, что обусловлено химическим, составом ,сорбента,,исорбцияюфторид-ионазавершается за счет образования координационно-ненасыщенных катионных комплексов.