Грищенко Эльвира Семеновна. Исследование и разработка угольно-сорбционной технологии очистки сточных вод от тяжелых цветных металлов

Краткое описание

Грищенко Эльвира Семеновна. Исследование и разработка угольно-сорбционной технологии очистки сточных вод от тяжелых цветных металлов : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.04 : Иркутск, 2005 167 c. РГБ ОД, 61:05-5/2040

ГРИЩЕНКО ЭЛЬВИРА СЕМЕНОВНА
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА УГОЛЬНО-СОРБЦИОННОЙ
ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ТЯЖЕЛЫХ
ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Специальность 05.23.04-Водоснабжение, канализация, строительные системы
охраны водных ресурсов
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель: Доцент, к.т.н. Домрачева В.А.
Иркутск 2005 
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ МЕТОДОВ
ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ
МЕТАЛЛОВ 11
1.1. Сорбционная очистка сточных вод от тяжелых цветных
металлов 11
1.2. Сорбционные технологии очистки сточных вод 27
1.3. Сорбция, возможные механизмы и селективное извлечение
металлов из производственных растворов 33
1.4. Выводы 45
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 47
2.1. Постановка задачи 47
2.2. Характеристика объектов исследования 49
2.2.1. Характеристика углеродного сорбента 49
2.2.2. Характеристика исследуемых сточных вод 53
2.3. Методы исследования углеродного сорбента 55
2.3.1. Определение пористой структуры сорбента 55
2.3.2. Метод ИК-спектроскопии 57
2.3.3. Метод термического атомно-абсорбцинного анализа 57
2.4. Методы определения тяжелых цветных металлов 58
2.5. Методы выполнения лабораторных сорбционных
исследований 60
2.6. Оценка погрешностей экспериментов и статистическая
обработка данных 62
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ СОРБЦИИ-
ДЕСОРБЦИИ МЕТАЛЛОВ УГЛЕРОДНЫМ СОРБЕНТОМ 64
3.1. Исследование пористой структуры и природы
поверхности углеродного сорбента 64
3.1.1. Исследование пористой структуры методом
з
адсорбции бензола 64
3.1.2. Исследование пористой структуры методом
адсорбции азота 66
3.1.3. Исследование природы поверхности
углеродного сорбента 69
. 3.2. Влияние величины pH раствора на сорбцию ионов металлов
углеродным сорбентом 70
3.3. Исследование сорбции ионов металлов в статических условиях 72
3.4. Исследование сорбции металлов при совместном присутствии 80
3.4. Исследование кинетики сорбции ионов металлов.
Определение термодинамических характеристик 82
3.5. Математическое моделирование кинетики сорбции 88
3.6. Исследование сорбции ионов металлов в
динамических условиях 93
■ 3.7. Исследование закономерностей процесса десорбции
металлов с насыщенного углеродного сорбента 96
3.8. Выводы 101
4. РАЗРАБОТКА УГОЛЬНО-СОРБЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДООЧИСТКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ РАСТВОРОВ ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ 105
4.1. Общая характеристика производства цеха
переработки ртутьсодержащих отходов хлорного производства методом ртутного электролиза 106
і 4.2 Разработка сорбционной технологии локальной очистки сточных вод от ионов ртути и результаты промышленных испытаний 109
4.2. Эколого-экономические показатели предлагаемой сорбционной технологии очистки сточных вод от ионов ртути на участке цеха
ртутного электролиза ОАО Саянскхимпласт» 116
4.3 Выводы 123
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 125
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 129
ПРИЛОЖЕНИЕ А :
ПРИЛОЖЕНИЕ Б ‘
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Список литературы

1. Анализ литературных данных по изучению физико-химических и сорбционных свойств сорбентов, сорбционных методов очистки от тяжелых цветных металлов, сорбционной технологии, позволил выявить
• і С '
основные направления работ, целью которых явилось изучение закономерностей процесса сорбции-десорбции ионов металлов углеродными сорбентами из ископаемых углей, разработка угольно¬сорбционной технологии очистки сточных вод от ионов тяжелых цветных
I металлов.
2. Теоретически обоснована и практически подтверждена целесообразность использования нового углеродного сорбента АБЗ, полученного из бурых углей, для очистки сточных вод и извлечения ионов тяжелых цветных металлов. Методом порометрии установлена неоднородность пористой
• • г ’
структуры: в сорбенте преобладают мезопоры со средним радиусом 28,1 А. Методом ИК-спектроскопии подтвержден полифункциональный характер поверхности углеродных сорбентов: наличие на поверхности карбоксильных, гидроксильных, фенольных, лактонных групп кислотного
I и основного характера.
3. Установлено, что эффективность сорбции зависит от кислотности среды. Максимальная удельная сорбционная емкость достигается для ионов ртути при pH 3,5-4,5; кадмия при pH - 5,5-6,5; цинка при pH - 7,5-8,5 и свинца при pH - 6,9-7,1, Изменение pH в процессе сорбции позволяет предположить наличие ионного обмена между функциональными группами сорбента и ионами металлов. Изучены закономерности сорбции ионов ртути, кадмия, свинца и цинка из сточных вод сорбентом АБЗ. Вычислены значения максимальной емкости сорбентов.