Исследование и разработка технологии сорбционной доочистки сточных вод гальванических производств

• Автор: Лухнева, Ольга Леонидовна
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 198 с. : ил.

1.1. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТАХ.

1.1.1. ГАЛЬВАНОТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ТРАВЛЕНИЕ.

1.1.2. ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО КАК ОСНОВНОЙ ИСТОЧНИК ВЫСОКОТОКСИЧНЫХ СТОЧНЫХ ВОДНА ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТАХ.

1.2. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЦЕХОВ

1.3. ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЦЕХОВ

1.3.1. ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

1.3.2. ИОНООБМЕННЫЙ МЕТОД.

1.3.3. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.

1.3.4. БИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД

1.3.5. ПРИМЕНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ СОРБЕНТОВ В ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД.

1.4. СООРУЖЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

1.4.1. РЕАКЦИОННЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ.
1.4.2. УСТРОЙСТВА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ВЗВЕСЕЙ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД.
1.4.3. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКА
1.4.4. СПЕЦИАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СХЕМЫ РЕАГЕНТНОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
2.1. ТЕХНОЛОГ ИЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НА ПРЕДПРИЯТИИ.
2.2. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА РАБОТЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ ПО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЮ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА. .
2.2.1. МОНИТОРИНГ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
2.2.2. АНАЛИЗ РАСХОДА ХИМИЧЕСКИХ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД НА ХРОМОВОЙ И ЦИАНИСТОЙ ЛИНИЯХ
2.2.2.1. АНАЛИЗ РАСХОДА БИСУЛЬФИТА НАТРИЯ.
2.2.2.2. АНАЛИЗ РАСХОДА ХЛОРНОЙ ИЗВЕСТИ.
2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЛИ ЗАГРЯЗНЕНИЙ, ПОСТУПАЮЩИХ ПОСЛЕ
ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ В ОБЩЕМ СБРОСЕ ПРЕДПРИЯТИЯ
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ УГОЛЬНОГО ШЛАКА И ПРИРОДНОГО ЦЕОЛИТА
3.1. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.2. ИЗУЧЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ШЛАКА И ЦЕОЛИТА В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.
3.2.1. ВЛИЯНИЕ КРУПНОСТИ СОРБЕНТОВ НА ИХ АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА.
3.2.2. ИЗОТЕРМЫ СОРБЦИИ ХРОМА В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
3.2.3. КИНЕТИКА СОРБЦИИ В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.
3.2.4. ИЗУЧЕНИЕ ИЗБИРАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ СОРБЕНТОВ В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
3.2.5. ВЛИЯНИЕ РАСХОДА СОРБЕНТА НА ЕГО ОБМЕННУЮ ЕМКОСТЬ В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
3.2.6. ВЛИЯНИЕ ИСХОДНОГО РАСТВОРА НА ОБМЕННУЮ ЕМКОСТЬ СОРБЕНТОВ В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
3.3. ИЗУЧЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ШЛАКА И ЦЕОЛИТА В СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
3.3.1. ВЛИЯНИЕ КРУПНОСТИ СОРБЕНТОВ НА ИХ АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА.
3.3.2. ИЗОТЕРМЫ СОРБЦИИ ХРОМА НА ЦЕОЛИТЕ И ШЛАКЕ В СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.
3.3.3. КИНЕТИКА СОРБЦИИ.
3.3.4. ИЗБИРАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ СОРБЕНТОВ
3.3.5. ВЛИЯНИЕ РАСХОДА СОРБЕНТА НА ЕГО ОБМЕННУЮ ЕМКОСТЬ В СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.
3.3.6. ВЛИЯНИЕ ИСХОДНОГО РАСТВОРА
ГЛАВА 4. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ СОРБЦИОННОЙ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ СОРБЕНТОВ
4.1. МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ФОРМЫ СОРБЕНТОВ
4.1.1. ИЗУЧЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ СОРБЕНТОВ ПОСЛЕ МОДИФИКАЦИИ РАСТВОРОМ КАРБИДНОГО ШЛАМА.
4.1.1.1. ЗАВИСИМОСТЬ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ВРЕМЕНИ ОБРАБОТКИ СОРБЕНТОВ РАС ТВОРОМ КАРБИДНОГО ШЛАМА В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.
4.1.1.2. ИЗОТЕРМЫ СОРБЦИИ ХРОМА III В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ. .
4.1.1.3. ИЗОТЕРМЫ СОРБЦИИ ХРОМА III В СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.
4.1.2. ИЗУЧЕНИЕ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙС ТВ СОРБЕНТОВ ПОСЛЕ ИХ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
4.1.2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СОРБЕНТОВ.
4.1.2.2. ИЗОТЕРМЫ СОРБЦИИ В ДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
4.1.2.З ИЗОТЕРМЫ СОРБЦИИ В СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
4.1.3. СРАВНЕНИЕ ПОЛНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ ОБМЕННОЙ ЕМКОСТИ ПДОЕ ИСХОДНЫХ И МОДИФИЦИРОВАННЫХ ФОРМ СОРБЕНТОВ
4.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕГЕНЕРАЦИИ СОРБЕНТОВ
4.3. ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА СОРБЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ШЛАКЕ И
ЦЕОЛИТЕ
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРИРОДНОГО ЦЕОЛИТА И УГОЛЬНОГО ШЛАКА.
5.1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ СОРБЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ В СИСТЕМЕ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
5.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПРЕДЛОЖЕННЫХ СОРБЕНТОВ В СИСТЕМАХ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
5.3. ЭКОЛОГОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ
ОЧИСТКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ СОРБЦИОННЫХ МЕТОДОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. МОНИТОРИНГ СОДЕРЖАНИЯ ХРОМА VI В СТОЧНЫХ ВОДАХ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. МОНИТОРИНГ СОДЕРЖАНИЯ ХРОМА III В СТОЧНЫХ ВОДАХ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. МОНИТОРИНГ СОДЕРЖАНИЯ МЕДИ В СТОЧНЫХ ВОДАХ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. МОНИТОРИНГ СОДЕРЖАНИЯ ЦИАНИДОВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. МОНИТОРИНГ СОДЕРЖАНИЯ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА В СТОЧНЫХ ВОДАХ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. МОНИТОРИНГ СОДЕРЖАНИЯ ИОНОВ ЦИНКА В СТОЧНЫХ ВОДАХ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКОГО ПЕРЕРАСХОДА БИСУЛЬФАТА НАТРИЯ Птф В ПРОЦЕССЕ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
ПРИЛОЖЕНИЕ 8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКОГО ПЕРЕРАСХОДА ХЛОРНОЙ ИЗВЕСТИ ПХФ В ПРОЦЕССЕ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
ПРИЛОЖЕНИЕ 9. АКТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ ТЕХНОЛОГИИ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД С ПРИМЕНЕНИЕМ ШЛАКА И ЦЕОЛИТА
Введение


Одним из способов очистки поверхности металлов от окислов является травление, сущность которого состоит в химическом растворении окислов в соответствующих кислотах, а в некоторых случаях в растворах гидроокисей или расплавленных солях 9. Травлению подвергают изделия из железа и его сплавов проволоку, трубы, листы. Толщина и структура окислов зависят от химического состава материала и физикохимических условий термической обработки, при высокой температуре и свободном доступе кислорода на поверхности стальных заготовок образуется окалина, состоящая из трех окислов РсО, Рс4 и РсгОз. Указанные окислы, входящие в состав окалины, растворяются в травильных кислотах с разной скоростью. Их растворимость возрастает с увеличением концентрации кислот в травильной ванне и температуры, при которой проводится процесс. В практике обычно серная кислота в травильных растворах применяется в следующей концентрации в свежем растворе . Раствор считается непригодным, если концентрация РеБС достигает гл. По мере уменьшения концентрации НБСЬ и возрастания концентрации РсВО. С 9. Травильный раствор соляной кислоты характеризуется тем, что образующиеся в процессе травления хлористое железо не замедляет протекание процесса, а, наоборот, ускоряет его. Соляная кислота значительно активней, чем серная, и растворяет все три вида окислов железа, входящих в состав окалины. В свежем травильном растворе ее концентрация достигает , а в отработанном около . Механизм травления стали в серной и соляной кислоте идентичен, различие состоит лишь в разном соотношении количества растворенной окалины к растворенному металлу, что является следствием химических свойств этих кислот. Также в травлении может приметться и фосфорная кислота, но изза сс высокой стоимости целесообразно се применение только в замкнутых системах травления. Травильные процессы делят на химические и электрохимические. Отличаются эти процессы устройствами ванны и химическим составом травильных растворов. Химическое травление проводят с целью удаления с поверхности металлических заготовок окисных загрязнений. Это может быть травление в кислых либо в щелочных растворах, а также в расплавленных солях. Заготовки из легированных и, в частности из хромистых и хромоникелевых сталей, подвергают в основном электрохимическому травлению, т. В зависимости от состояния поверхности и назначения электрохимическое травление может быть анодным или катодным 9. Гальваническое производство как основной источник высокотоксичных сточных вод на промышленных объектах. Мировая практика показывает, что в ближайшие лет основными видами защитных и защитнодекоративных покрытий останутся гальванические и химические. Наиболее широко применяют оцинкование, хромирование, кадмирование, оловянирование. Наибольшую экологическую опасность представляют цианистые растворы. Комплексные цианистые соли используют при осаждении металлов и сплавов из водных растворов 8. Из всех применяемых гальванических процессов наиболее распространнным является хромирование. Спектр использования функциональных свойств хрома велик. Однако соединения шестивалентного хрома обладают общетоксическим действием, проявляют канцерогенные свойства и представляют огромную экологическую опасность для окружающей среды и персонала, обслуживающего гальванические цеха. Альтернативой хромовым покрытиям являются покрытия никелем, легированные бором до 1,5 . По таким свойствам как тврдость, износостойкость, коррозионная устойчивость к термическому окислению покрытия 1 не уступают хромовым . Электролиз обеспечивает тонкую и однородную структуру покрытий, а так же возможность осаждения металлов, потенциалы восстановления которых сильно отличаются 8. По концентрации сточные воды гальванических цехов разделяются на концецгрированные электролиты и разбавленные промывные воды. Состав технологических растворов, наиболее часто применяемых в гальванических процессах приведен в табл. Некоторые технологические растворы заменяют на свежие через несколько дней, а некоторые заменяются раз в два месяца. Наиболее редко меняют технологические растворы ванн, служащие для электрохимического нанесения электрохимических покрытий, т. Таблица 1. Состав технологических растворов гальванических вами.