Разработка технологии сорбционной очистки стоков гальванического производства от ионов хрома

• Автор: Заикин, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 169 с. : ил.

1. Состояние вопроса очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов.

1.1. Актуальность проблемы очистки сточных вод гальванического

производства от ионов хрома.

1.2. Реагентные химические методы очистки сточных вод от ионов хрома

1.3. Электрохимические способы очистки сточных вод.

1.3.1. Электролиз

1.3.2. Электродиализ.

1.3.3. Электрохимическая коагуляция электрокоагуляция

1.3.4. Другие электрохимические методы.

1.4. Мембранные способы очистки сточных вод

1.5. Биохимические методы очистки стоков.

1.6. Сорбционные методы очистки стоков.
1.6.1. Ионообменные методы очистки стоков
1.6.2. Адсорбционные методы очистки стоков.
1.7. Цель и задачи работы
2. Изготовление активированного алюмосиликатного адсорбента в
лабораторных условиях.
2.1. Характеристика исходного сырья и активаторов .
2.1.1 Каолинитовая группа глинистых минералов
2.1.2. Монтмориллонитовая группа глинистых минералов
2.1.3. Ионообменные свойства глинистых минералов и их взаимодейсвие с дисперсионной средой при активировании и модифицировании
2.1.4. Используемое сырье и активаторы для получения алюмосиликатного адсорбента в лабораторных условиях
2.2. Обоснование режима термической обработки глинистого сырья для обеспечения необходимой механической прочности гранул фильтрующего материала.
2.3. Получение модифицированных фильтрующих материалов
2.4. выводы по второй главе
3. Исследование физикохимических, электрокинетических и адгезионных характеристик активированных алюмосиликатных адсорбентов, предназначенных для очистки промстоков
3.1. Исследование механической прочности гранул в зависимости от температуры и продолжительности обжига
3.2. Анализ насыпной массы, плотности, удельной поверхности и пористости гранул модификаций алюмосиликатного адсорбента
3.3. Исследование электрокинетических свойств гранулированных материалов, изготовленных из алюмосиликатного сырья с различными модифицирующими добавками
3.3.1. Особенности электрокинетических свойств фильтрующих материалов.
3.3.2. Результаты и анализ измерений потенциала активированных фильтрующих материалов.
3.4. Адгезионные свойства фильтрующих материалов, основные принципы адгезионного взаимодействия на границе раздела твердых поверхностей.
3.5. Выводы по третьей главе.
4. Экспериментальные исследования процесса сорбционной очистки стоков от ионов хрома.
4.1. Методика проведения фильтрационных испытаний на коротких слоях адсорбента.
4.2. Результаты исследования динамики очистки стоков от ионов хрома на коротких слоях адсорбента.
4.3. Регенерация адсорбента
4.4. Выводы по четвертой главе
5. Теоретическое обоснование и расчет параметров процесса сорбционного извлечения ионов хрома из сточных вод.
5.1. Физикохимическая сущность процесса
5.2. Соответствие общих закономерностей динамики сорбции из жидких сред и процесса сорбционной очистки хромсодержащих стоков.
5.3. Математическое моделирование процесса сорбционного извлечения ионов хрома из сточных вод
5.4. Методика экспериментального определения параметров Д Д Г и критерия НИЗ
5.4.1. Методика определения коэффициента внешней диффузии.
5.4.2 Методика определения коэффициента внутренней диффузии В и коэффициента распределения Г.
5.5. Методика расчета продолжительности фильтроцикла при сорбционном извлечении хрома из хромсодержащего стока
5.6. Выводы по пятой главе.
6. Анализ результатов реализации сорбционной технологии очистки хромсодержащего стока на промышленных предприятиях
6.1. Общие сведения о стоках гальванических производств
6.2. Доочистка сточных вод на оао измеритель г.смоленск
6.2.1. Существующее положение до реконструкции.
6.2.2. Технологические и конструктивные параметры промышленной установки по сорбционной доочистке промстоков
6.2.2.1. Технологический процесс очистки промышленных стоков на сорбционных фильтрах
. Регенерация фильтров.
6.2.2.З. Количество фильтров и контрольноизмерительная
аппаратура.
6.3. Техникоэкономическая и экологическая эффективность сорбционной технологии с использованием активированного
алюмосиликатного адсорбента для очистки хромсодержащего
6.4. Выводы по шестой главе
Заключение
Список литературы


Решение этой проблемы возможно путем совершенствования существующих и разработки новых методов очистки и доочистки сточных вод гальванических производств с целью создания замкнутого цикла водопользования на промышленных предприятиях без выпуска сточных вод в водоем. В настоящее время существует достаточно много различных методов очистки сточных вод, содержащих ноны хрома. Для очистки сточных вод гальванических производств основными физикохимическими методами считаются реагентные, мембранные, электрохимические, биохимические и сорбционные методы см. Рис. Существующие методы очистки гальванических сточных вод от ионов тяжелых металлов. Реагентные способы очистки основаны на использовании физикохимических процессов, в результате которых содержащиеся в сточных водах загрязнения переходят в труднорастворимые соединения, способные к коагуляции укрупнению и последующему выделению из общей массы воды посредством осаждения, флотирования и фильтрования. Сг3 в виде гидроксида. Наибольшее применение в качестве восстановителей находит известь, сульфат железа двухвалентного, бисульфит натрия, сернистый газ. Однако реагентные методы очистки имеют ряд существенных недостатков. В их числе дополнительная грязевая нагрузка в виде реагентов на очистные сооружения, недостаточная универсальность к извлечению из стока всех загрязняющих примесей, недостаточная полнота очистки стоков при колебаниях концентраций загрязнений в них особенно ионов тяжлых металлов, громоздкость технологической схемы. Использование реагентов для восстановления и осаждения хрома увеличивает общее солесодержание обезвреженных сточных вод. При реагентной очистке гальванических стоков потери сырья и материалов больше, чем без нее. На укмерском заводе Венибе Литва, в советские времена была введена в эксплуатацию станция нейтрализации стоков гальванического производства реагентным методом с применением гидроксида железа, получаемым электрохимическим растворением рис. II II чо
Рис. Схема очистки сточных вод на укмерском заводе Венибе. Промывные сточные воды гальванического цеха по коллектору самотеком поступают в резервуарусреднитель 1, затем насосом 2 перекачиваются в реактор 3 для очистки их от соединений шестивалентного хрома и ионов других металлов. В реактор подаются реагенты щелочь , кислота 9 для регулирования величины , коагулянт гидроксид железа для восстановления хрома и образования нерастворимых соединений тяжелых металлов. Из реактора сточные воды поступают в фильтр 8, а затем в резервуаротстойник 7, откуда перекачиваются для повторного использования. Осадок из реактора поступает в илоуплотнитель 4, далее насосом 5 подается в вакуумфильтр 6 для обезвоживания. Необходимые свойства коагулянта периодически восстанавливаются в генераторе путем электрохимического растворения железа по реакции Ре 2 Ре2. В качестве растворяемого металла используют железную стружку, пластины и др. Для поддержания необходимой электропроводности раствора в него дозированно подают ИаС1 . Готовый коагулянт в виде РеОНз перекачивают в накопитель. Приготовление и дозирование реагентов автоматизировано, процесс нейтрализации контролируется с пульта управления. Ионы хрома и других тяжелых металлов, переведенные в гидроксиды, удаляются достаточно полно. Обезвоженный осадок в качестве товарного продукта вывозят один раз в два месяца на завод по производству стройматериалов. Оборудование станции было спроектировано Вильнюсским НПО Литстанкопроект и поставлено Волковысским заводом литейного оборудования. Электрохимические методы очистки промышленных стоков, в том числе хромсодержащих, основаны на прохождении электрического тока через раствор электролита. В зависимости от вида физикохимических процессов, происходящих на электродах, существуют различные методы очистки . Способ электрохимической очистки заключается в электролизе хромсодержащих сточных вод в открытых бездиафрагменных электролизерах с использованием анодов из графитированного угля или других анодных материалов, не подвергающихся электролитическому растворению магнетит, диоксиды рутения или свинца, нанесенные на титановую основу и др.