Пиролиз осадков сточных вод ЦБП с получением органо-минеральных адсорбентов для очистки промышленных стоков

• Автор: Кузнецова, Лидия Николаевна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 190 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Пиролиз осадков сточных вод
1.1.1. Процессы и технология пиролиза осадков
1.1.2. Адсорбенты из осадков и методы их получения
1.2. Влияние солей железа на термическое разложение углеродных материалов и формирование пористой структуры адсорбентов
1.3. Выводы по литературному обзору
1.4. Цель и задачи исследования
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Подготовка образцов к пиролизу
2.2. Экспериментальные установки для пиролиза осадков сточных вод
2.3. Методики балансовых исследований
2.4. Определение адсорбционных свойств
2.5. Очистка сточных вод образцами ПОСВ
2.6. Биосорбционная очистка сточных вод
2.7. Определение магнитной восприимчивости
2.8. Оценка достоверности полученных экспериментальных данных
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Пиролиз осадков сточных вод, кондиционированных хлорным железом и известью
3.1.1. Влияние температуры и скорости нагрева на выход и адсорбционные свойства образцов ПОСВ
3.1.2. Влияние условий пиролиза на выход и свойства ПОСВ по данным планированного эксперимента
3.1.3. Влияние реагентов, вводимых в осадки на стадии кондиционирования, на выход и свойства ПОСВ
3.1.4. Влияние водяного пара и кислорода на выход и свойства ПОСВ
3.2. Изучение технических и сорбционных свойств промышленных образцов ПОСВ Архангельского ЦБК
3.2.1. Сравнительные исследования промышленных ПОСВ для очистки сточных вод
3.2.2. Влияние дозировок ПОСВ на очистку сточных вод
3.2.3. Анализ изотерм сорбции загрязнений сточных вод и индивидуальных веществ образцами ГЗУ и ССЦ из жидкой фазы

3.2.3.1. Основные закономерности адсорбции из водных растворов на поверхности пористых тел
3.2.3.2. Влияние пористой структуры и характера поверхности адсорбента на процессы сорбции
3.2.3.3. Влияние свойств растворенных веществ на адсорбцию
3.2.3.4. Изотермы адсорбции индивидуальных веществ и лигно-сульфонатов на поверхности ПОСВ
3.3. Экспериментальные исследования процесса биосорбционной очистки сточных вод
3.3.1. Результаты экспериментального исследования на общем стоке АЦБК
3.3.2. Результаты экспериментального исследования на модельном стоке
3.3.3. Результаты повторного исследования на модельном стоке
3.4. Пиролиз осадков сточных вод, кондиционированных хлорированным железным купоросом и известью
3.5. Адсорбенты из осадков, кондиционированных сульфатом железа (III)
4. РАЗРАБОТКА ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТОВ ИЗ
ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД
4.1. Описание принципиальной технологической схемы окислительного пиролиза осадков сточных вод
4.2. Расчет материальных и тепловых балансов предлагаемого производства
4.2.1. Материальные балансы
4.2.2 Тепловые балансы
4.3. Технико-экономические расчеты
4.3.1. Расчет производства и реализации продукции
4.3.2. Расчет по труду и кадрам
4.3.3. Капитальные вложения
4.3.4. Расчет по себестоимости
4.3.5. Расчет прибыли
4.3.6. Основные технико-экономические показатели
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Перечень условных обозначений и символов
АИ - активный ил
АУ - активированный уголь
а.с.в. - абсолютно-сухое вещество
БПК - биологическое потребление кислорода
БОПС - биологическая очистка промышленных стоков
БОСВ - биологически очищенные сточные воды
ВМС - высокомолекулярные соединения
ГЗУ - сорбент с гидрозолоудаления
ГЗУП - сорбент с гидрозолоудаления в виде пасты
ГЗУС - сорбент с гидрозолоудаления в виде суспензии
МГ - метиленовый голубой
ПАВ - поверхностно-активные вещества
ПДБ - последрожжевая бражка
ПОСВ - пиролизованный осадок сточных вод
ПОСВА - пиролизованный осадок сточных вод, активированный водяным паром
ПОСВВ - пиролизованный осадок сточных вод, активированный кисло-
родом воздуха СМС - сорбент с мокрого скруббера
ССЦ - сорбент с сухого циклона
УЧВ - условно чистые воды
УЧС - условно чистый сток
ХПК - химическое потребление кислорода
ЦБК - целлюлозно-бумажный комбинат
ЦБП - целлюлозно-бумажная промышленность
X; - варьируемый параметр в планированном эксперименте
У; - выходной параметр в планированном эксперименте
Т - температура, °С
т - продолжительность пиролиза, мин
С - концентрация, г/л, мг/л, ммоль/л
У - влажность, %
Ь - производительность обезвоживания, кг/(м2-ч)
а - удельная адсорбция, мг/л, ммоль/л

Имеются сведения о возможности использования для химической активации осадков сточных вод традиционных реагентов, широко применяемых в технологии синтеза активных углей из природного сырья низкой степени метаморфизма [145, 182-185]. В работе [145] наряду с парогазовой активацией при получении адсорбентов из осадков приводятся данные, свидетельствующие о возможности использования концентрированной серной кислоты для активации. Адсорбенты, получаемые таким образом, относятся к классу коллактивитов. Основное их отличие - хорошее развитие мезопористой структуры, что определяет их использование для целей осветления (обесцвечивания) жидких сред, в том числе и при очистке сточных вод. Наряду с формированием пористой структуры при подобном получении адсорбента - коллоктивита из осадка наблюдается его обеззоливание, что расширяет границы практического применения.
В работе [182], опубликованной еще в 1978 г., приведены экспериментальные данные синтеза адсорбентов из клеточной массы дрожжей ассйатотусев сегеттзае). Для этого дрожжи пропитывали химическими реагентами ( 2пС12, К2СОз, Н3РО4) и подвергали карбонизации при 400...500°С и 700°С в течение 30 или 60 мин. После отмывки реагентов получаемые угольные материалы обладали свойствами активных углей. Лучшим активатором, как следует из приведенных в статье данных, является гпС12. Подобное заключение нельзя считать неожиданным, так как химическая активация органических материалов с высоким содержанием химически связанного кислорода (например, древесины, торфа) хлоридом цинка получила наиболее широкое развитие в мире, особенно в Китае. Если принять во внимание, что клеточная масса дрожжей по своим мак-рохимическим показателям во многом соответствует биомассе микроорганизмов активного ила, можно предположить, что методы термохимической активации последнего данным реагентом приведут к аналогичным результатам. Действительно обработка идосодержащих осадков /лтСЬ в количестве 5 кмолей на 1 м3 осадка с последующим нагреванием смеси при 550°С в течение 1 часа приводит к получению высокоэффективного углеродного адсорбента, пригодного для адсорбции паров органических веществ (толуол, метилэтилкетон, 1-1-2-трихлорэтилен) [183]. Способ получения активного угля из осадков методом термохимической активации с ZnCl2 запатентован в России [184]. В соответствии с патентной формулой для получения высокоэффективного активного угля стабилизированный активный ил смешивают с 35...75% льняной костры по отношению к массе сухой смеси, после чего в смесь ВВОДЯТ ZIlCl2 в количестве