Интенсификация очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ

• Автор: Терехова, Екатерина Львовна
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Понятие ПАВ, особенности поведения в водной среде. ПАВ

и проблемы экологии

1.2. Влияние ПАВ на качество очистки сточных вод.

1.3 Традиционно существующие и перспективные методы очистки сточных вод от ПАВ.

1.3.1. Флотация

1.3.2. Сорбция.

1.3.2.1. Сорбция неорганическими осадками

1.3.2.2. Сорбция природными и синтетическими сорбентами .

1.3.3. Ионный обмен
1.3.4. Экстракция .
1.3.5. Коагуляционнофлокуляционный кф метод
1.3.5.1. Механизм процесса.
1.3.5.2. Типы коагулянтов и флокулянтов и эффективность их применения при очистке стоков, содержащих ПАВ
1.3.5.3. Кинетика процесса флокуляции
1.3.6. Обратный осмос
1.3.7. Деструктивные методы очистки сточных вод от ПАВ
1.3.7.1 Озонирование
1.3.7.2. УФоблучение фотолиз
1.3.7.3. Реагентная деструкция.
1.3.7.4. Термические методы
1.3.8. Электрохимическая обработка воды
1.4. Выводы из обзора литературы и задачи экспериментальных исследований.
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Методики отбора проб сточных вод для анализа.
2.2. Методика определения АПАВ в сточных водах
2.3. Отработка методики определения нефтепродуктов в сточных
водах.
2.4. Определение , содержания анионов катионов, химического потребления кислорода ХПК, удельной электропроводности и общего солесодержания и прочих параметров сточных вод.
2.5. Методики определения критической концентрации мицеллообразования ККМ сульфонола в водных средах.
2.6. Методики определения продуктов окисления органических веществ
в сточных водах фотолиза
2.7. Статистическая обработка экспериментальных данных
2.8. Применение метода многофакторного планирования эксперимента
ПФЭ для оптимизации режима очистки сточных вод
2.9. Характеристика объекта исследования
2.9.1. Изучение состава сточных вод в динамике
2.9.2. Определение физикохимического состояния сульфонола в
сточных водах.
2.9.3. Выводы по разделу
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА УДАЛЕНИЯ АПАВ ИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД
3.1. Разработка технологии очистки сточных вод, содержащих АПАВ, коагуляционнофлокуляционным методом
3.1.1. Обоснование выбора компонентов коагуляционнофлокуляционной смеси
3.1.2. Применение многофакторного планирования эксперимента
при оптимизации режима очистки стоков.
ф 3.1.3. О механизме процесса очистки стоков.
3.1.4. Унификация разрабатываемой технологии очистки стоков
3.1.5. Оптимизация технологии очистки и выводы по разделу
3.1.6. Выводы по разделу
3.2. Деструкции АПАВ УФоблучением фотолиз
4. ОТРАБОТКА КОАГУЛЯЦИОННОФЛОКУЛЯНЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ РЕАЛЬНЫХ СТОКОВ НА МОДЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ.
5. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КОАГУЛЯЦИОННОФЛОКУЛЯЦИОННОГО МЕТОДА ОЧИСТКИ
5.1. Описание технологической схемы кф очистки
5.1.1. Расход и цена реагентов
5.1.2. Техникоэкономические показатели коагуляционнофлокуляционного процесса очистки
5.2. Техникоэкономические расчеты альтернативного сорбционного
метода очистки.
5.3. Штрафы при сбросе неочищенных стоков КОП в горколлектор
5.4. Ориентировочный экологический ущерб при сбросе неочищенных стоков КОП в открытый водоем .
5.5. Сравнительная техникоэкономическая характеристика
.д коагуляционнофлокуляционного и сорбционного методов очистки
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Низкомолекулярные ПАВ состоят из гидрофильной одна или несколько полярных групп ОН СООН зН 0зН СООМе ГСН3зГ ЭДЬ и гидрофобной частей алифатическая цепочка, иногда включающая и ароматическую группу. У высокомолекулярных ПАВ гидрофильные и гидрофобные группы чередуются, равномерно распределяясь по всей длине цепочки. По химическим свойствам ПАВ подразделяются на анионные органический ион заряжен отрицательно, катионные органический ион заряжен положительно, неионогенные в воде не образуют ионов и амфолитные. В табл. ПАВ. Поверхностноактивные вещества ПАВ относят к загрязнителям воды третьей группы дисперсности диаметр частиц от 1 до нм 3. При низкой концентрации они находятся в воде в виде молекул или ионов, образуя с ней однофазные системы. Большое влияние на мицеллообразование ПАВ оказывают температура и воды 4. Попадая в водоемы, ПАВ нарушают их санитарный режим, истощая запас растворенного кислорода и повышая концентрацию нефтепродуктов за счет эмульгирования последних в поверхностных пленках. Анионоактивные АПАВ 1. Катионоактивные КПАВ 1. Неионогенные НПАВ Полигликолиевые эфиры 1. Эфиры фосфорной кислоты и др. Амфотерные АмПАВ 1. Трудности, связанные с фильтрацией и обезвоживанием образующихся шламов, приводит к необходимости внесения дополнительных балластных химикатов увеличение доз сульфатов алюминия, железа и т. ПАВ, что значительно повышает стоимость очистки воды 8. При ионном обмене изза солюбилизирующего воздействия ПАВ уменьшается механическая прочность ионообменных смол, и они частично переходят в молекулярнодисперсное состояние, что вызывает безвозвратную потерю ионитов, особенно при регенерации. Снижается и эффективность обессоливания при ионном обмене 2. Таким образом, наличие в сточных водах поверхностноактивных веществ заставляет искать специальные способы очистки, обеспечивающие высокоэффективное удаление ПАВ из сточных вод. Методы очистки сточных вод от ПАВ, рассмотренные в патентной и научнотехнической литературе, а также используемые на производстве, подразделяются на регенеративные, связанные с извлечением загрязнений из сточной воды, и деструктивные, разрушающие загрязнения до нетоксичных или мало токсичных компонентов. К основным регенеративным методам очистки сточных вод от ПАВ могут быть отнесены сорбция, ионный обмен, коагуляция, экстракция, химическое осаждение, электрохимическая очистка и методы, использующие пенообразующую способность ПАВ флотация, пенная сепарация 5, 7. При флотации сточная вода насыщается пузырьками воздуха. Загрязнения прилипают к поверхности всплывающих пузырьков. Существенные и принципиальные отличия способов флотации, применяемых для очистки сточных вод, связаны с особенностями насыщения жидкости пузырьками воздуха или газа желаемого размера. Существуют следующие способы флотационной обработки вод флотация с подачей воздуха через пористые материалы, флотация с механическим диспергированием воздуха при помощи импеллера, флотация с выделением воздуха из пресыщенного раствора резким снижением парциального давления над жидкостью напорная флотация, электрофлотация электролиз воды в условиях, обеспечивающих образование мелких пузырьков, биологическая флотация 2, 5, 9. Выбор метода диспергирования воздуха определяется требованиями, предъявляемыми к качеству очищенной воды, объему пеноконденсата, а также учитывает удобство эксплуатации установки. При механическом диспергировании воздуха газовая струя перемещается в воде с такой скоростью, что вихревое движение жидкости заставляет распадаться струю на отдельные пузырьки. Это достигается применением специальных импеллерных турбин. Наибольшая степень извлечения ПАВ достигается при диспергировании воздуха в аппаратах с тонкопористыми пластинами, а также в аппаратах с механическим диспергированием воздуха 5. Сравнение методов диспергирования воздуха нагнетанием через тонкопористые пластины и механическим путем с помощью импеллеров показывает, что при одинаковой степени извлечения ПАВ объем образующегося пеноконденсата в импеллерном флотаторе в 6 раз превышает объем пеноконденсата при использовании пористых пластин.