Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ экологического состояния поверхностных водных объектов белгородской области 11
1.1. Загрязнение поверхностных водных объектов Белгородской области фосфатами и ионами Cu2+и Ni2 11
1.2. Влияние сточных вод предприятий на экологическое состояние поверхностных водных объектов 16
1.3. Воздействие фосфатов и тяжелых металлов на водные экосистемы и биологические объекты 18
1.4. Анализ существующих способов очистки сточных вод от фосфатов и тяжелых металлов 22
1.5. Особенности физико-химических процессов в очистке сточных вод 30
1.6. Методы удаления коллоидов из воды 35
1.7. Основы адсорбционной очистки вод 37
Выводы по главе 1 40
2. Объекты исследования и методики экспериментов 42
2.1. Объекты исследований 42
2.1.1. Характеристика фосфатсодержащих сточных вод 42
2.1.2. Сточные воды гальванических производств 43
2.1.3. Модельные растворы 44
2.1.4. Характеристика отходов металлургического производства пылью ЭДСП 44
2.2. Методы исследований 46
2.2.1. Определение гранулометрии веществ 46
2.2.2. Термогравиметрический анализ 46
2.2.3. Определение потерь при прокалывании 47
2.2.4. Определение удельной поверхности пылью ЭДСП 47
2.2.5. Микроструктурные исследования 48
2.2.6. Водопоглощение образцов керамических изделий 48
2.2.7. Адсорбционная способность пыли по метиленовому голубому 48
2.2.8. Приготовление модельных растворов 49
2.2.9. Методика водоочистки в лабораторных условиях 49
2.2.10. Исследование сорбционных процессов 49
2.2.11. Исследование физических свойств 50
2.2.12. Определение электрокинетического потенциала 50
2.2.13. Рентгенофазовый анализ 50
2.2.14. Методика изготовления образцов керамики с добавлением шлама 51
2.2.15. Методика биотестирования водных вытяжек 51
2.2.16. Методика экспериментального доказательства возможности использования пыли ЭДСП для очистки растворов от фосфатов и ионов тяжелых металлов 52
2.2.17. Методика определения массовой доли пыли ЭДСП, растворяющейся в водных растворах при разных рН 53
2.2.18. Методика определения суспензионного эффекта 53
2.2.19. Методика исследования влияния температуры на степень очистки 53
2.2.20. Исследование влияния рН растворов на степень очистки 54
2.2.21. Оценка экологической опасности керамических изделий с добавкой осадка водоочистки 54
2.2.22. Методика биотестирования водных вытяжек из измельченных образцов с использованием Аllium Сера 54
2.2.23. Методика определения растворимости пыли 55
2.2.24. Методика исследования влияния рН среды на растворимость пыли 56
Выводы по главе 2 56
3. Результаты исследования и их обсуждение 57
3.1. Исследование физико-химических свойств пыли ЭДСП 57
3.2. Гранулометрический анализ пыли ЭДСП 58
3.3. Рентгенофазовый и термогравиметрический анализ пыли ЭДСП 58
3.4. Электронномикроскопический анализ пыли ЭДСП 62
3.5. Обоснование теоретической возможности использования пыли ЭДСП для очистки растворов от фосфатов и тяжелых металлов 66
3.6. Экспериментальные доказательства возможности использования пыли ЭДСП для очистки растворов от фосфатов и ионов тяжелых металлов 67
3.7. Адсорбционные свойства пыли ЭДСП 69
3.8. Влияние рН водной среды на растворимость пыли ЭДСП 72
3.9. Коагуляционные свойства пыли ЭДСП 79
3.10. Электрокинетические свойства частиц пыли ЭДСП 82
3.11. Влияние технологических факторов на степень очистки 87
3.11.1. Зависимость степени очистки от расхода пыли ЭДСП 87
3.11.2. Влияние длительности перемешивания на степень очистки 88
3.11.3. Влияние температуры на степень очистки 89
3.11.4. Влияние дисперсности частиц пыли ЭДСП на степень очистки 90
3.11.5. Влияние рН растворов на степень очистки 90
3.12. Предполагаемый механизм очистки 91
Выводы по главе 3 94
4. Практические рекомендации по очистке сточных вод от ионов тяжелых металлов и фосфатов пылью ЭДСП 96
4.1. Разработка технологической схемы блока предочистки в процессе очистки сточных вод 96
4.2. Утилизация осадка водоочистки 98
4.3. Исследования предлагаемого способа в производственных условиях 103
4.3.1. Исследование процесса очистки сточных вод в производственных условиях МУП «Горводоканал» г. Алексеевка 103
4.3.2. Исследование процесса очистки сточных вод в производственных условиях ОАО «Белгородский завод РИТМ».. 104
4.3.3. Исследование процесса очистки фосфатсодержащих вод в условиях ООО «Шебекинская индустриальная химия» 106
4.3.4. Оценка снижения общей загрязненности воды 107
4.3.5. Оценка экологической опасности керамических изделий с добавкой осадка водоочистки 109
4.3.6. Биотестирование водных вытяжек из измельченных керамических образцов с иcпользованием Allium Cepa 110
4.3.7. Определение токсичности водных вытяжек методом биотестирования на рачках Daphniа Magna Straus 111
4.3.8. Экономические расчеты 111 Выводы по главе 4 112
Основные выводы 114
Список литературы 116
- Воздействие фосфатов и тяжелых металлов на водные экосистемы и биологические объекты
- Микроструктурные исследования
- Адсорбционные свойства пыли ЭДСП
- Исследование процесса очистки фосфатсодержащих вод в условиях ООО «Шебекинская индустриальная химия»
Воздействие фосфатов и тяжелых металлов на водные экосистемы и биологические объекты
Относительно высокие концентрации фосфатов в водных объектах позволяют развиваться в них громадному количеству водных растений, в частности водорослей. Вода в таких озерах становится мутной, вспененной, похожей на зеленый «суп». Быстро растущая популяция водорослей вызывает так называемое «цветение» воды [21]. Погибающие гниющие водоросли выделяют в воду токсические вещества: сероводород, меркаптаны, которые приводят к гибели гидробионтов (рисунок 1.11) [21]. Раньше такое наблюдалось лишь в единичных реках и озерах. Теперь цветные воды – явление привычное. В местах скопления особо опасного вещества на поверхности воды наблюдается «урожай» сине-зеленых водорослей, которые обладают способностью размножаться с чудовищной, почти взрывной силой: один грамм триполифосфата натрия стимулирует образование 5-10 кг водорослей.
Фосфаты приносят большой вред организму человека, со временем они приводят к различным заболеваниям и развитию раковых клеток [22]. Их использование человеком (в бытовой химии) запрещено во многих странах мира уже более 10 лет [23–26]. Большое количество фосфатов очень сложно промыть и выстирать из тканей (особенно х/б, шерсти и синтетики). Результаты исследований показали: для того чтобы удалить остатки фосфатов из тканей после стирки, нужно провести 10 и более полосканий в горячей воде. В наших стиральных машинах используется всего три цикла полоскания в холодной воде. Оставшиеся в волокнах фосфаты контактируют с кожей и слизистыми оболочками человека, проникают в кровеносную систему, накапливаются в организме и со временем вызывают различные патологические состояния [27].
Фосфаты (чаще всего в виде добавки), находящиеся во многих пищевых продуктах, могут вызвать нежелательную реакцию у детей и подростков. Последствием аллергии к фосфатам всегда является измененная психическая реакция (рисунок 1.12). При прекращении приема детьми продуктов, содержащих фосфаты, проявление вышеупомянутых симптомов смягчается, и с течением времени они могут полностью исчезнуть. Если здоровый человек с пищей получает слишком много фосфатов, в его организме нарушается обмен кальция, начинается остеопороз (кальций «вымывается» из костей, они становятся хрупкими, сравнительно легко ломаются). ПДК фосфатов в питьевой воде – 3,5 мг/дм3, в почве – 27,2 кг/кг абсолютно сухой почвы [28].
Влияние избытка фосфатов в пищевых продуктах на детей Наиболее распространены в природных водах соединения никеля, в которых он находится в степени окисления +2. Соединения Ni3+ образуются обычно в щелочной среде [29]. Еще В. И. Вернадский отмечал, что «в каждой капле, как в микроскопе, отражается состав космоса». Из 87 стабильных химических элементов, содержащихся в земной коре, около 80 уже обнаружены в природных водах, а с разработкой более чувствительных аналитических методов будут найдены и все остальные элементы [30].
Особо ощутимый вклад в загрязнение водных объектов вносят предприятия химической отрасли. Загрязнение водных объектов заключается в изменении их состава и свойств, поэтому они становятся непригодными для использования [31]. Тяжелые металлы, особенно медь и свинец, являющиеся высокотоксичными загрязняющими веществами, образуют стойкие органические соединения, а хорошая их растворимость способствует миграции тяжелых металлов в природе [32]. Все соединения меди токсичны. Так как медь не выделяется печенью в желчь, она накапливается в организме и может вызвать такое заболевание, как болезнь Вильсона, при которой повреждаются мозг и печень. Некоторые психиатры считают, что накопление меди в организме может вызвать шизофрению [33, 34]. Низкое качество воды в реках приводит к возникновению у жителей ряда заболеваний: желудочно-кишечных, желчевыводящих путей и мочеполовой системы, аллергических, кожных и др. [35–38]. О токсичности никеля и меди можно судить по тому, какова величина их ПДК, класс опасности и другие показатели [39] (таблицы 1.5–1.7).
Выбор способа очистки загрязненных сточных вод зависит от технико-экономических показателей процесса, концентрации загрязняющих веществ в сточных водах и требований, предъявляемых к очищенным сточным водам. В настоящее время в химической отрасли промышленности широко распространены электромеханические, реагентные, сорбционные и биологические способы очистки сточных вод (рисунок 1.13) [43–49].
Микроструктурные исследования
Для исследования влияния равновесного значения рН на степень очистки использовались модельные фосфат-, медь- и никельсодержащие растворы с добавлением электролитов – 0,1н NaOH и 0,1н HCl. Для этой цели процесс очистки проводили в лабораторном смесители с магнитной мешалкой. Нужное значение рН среды в ходе эксперимента поддерживалось в заданных пределах путем добавления в раствор концентрированного раствора НСl. После окончания процесса очистки суспензию модельного раствора пыли ЭДСП быстро фильтровали через бумажный фильтр, в фильтрате определяли остаточную концентрацию ионов Cu2+, Ni2+и PO43-. Начальная концентрация всех перечисленных ионов составляла 5 мг/л, длительность перемешивания раствора пыли ЭДСП – 5 мин, температура водной среды – 20±0,5 С.
Контроль экологической безопасности полученных керамических образцов осуществляется путем экстрагирования последних из измельченной пробы керамики в кислой среде (рН = 3). Водную среду с заданным значением рН создавали добавлением раствора концентрированной HCl к дистиллированной воде. Измельченные образцы керамических изделий помещали в подготовленные водные среды и выдерживали в течение 24 ч при температуре 20 С, после чего фильтрат анализировали на присутствие меди и никеля атомно-адсорбционным методом.
В качестве тест-объекта использовали культуру лук-севок (Allium Сера). Для приготовления водных вытяжек образцы керамических изделий измельчали до размера частиц не более 0,1 мм, готовили водные вытяжки путем добав ления полученных порошков к дистиллированной воде с рН = 7 в соотношении 1:1, 1:5, 1:10, 1:15, 1:20, 1:30, 1:35, 1:40, 1:45, 1:50 и настаивали в течение 24 ч при температуре 20 С с периодическим перемешиванием. После завершения периода настаивания полученные суспензии фильтровали через бумажный фильтр «синяя лента» и использовали для процедуры биотестирования.
Культуру Allium Сера выбирали по причине, что из-за особенностей строения у нее нет повторяющих друг друга механизмов, обеспечивающих устойчивость к тем или иным токсикантам. Длительность эксперимента - 14 сут. По данным наблюдений построены графики роста корневой системы культуры Allium Сера в водных вытяжках исходных и при различных разбавлениях с течением времени.
При биотестировании с помощью тест-объекта Allium Сера полученный фильтрат помещали в стандартные стеклянные пробирки, в верхнюю часть укладывали луковицы для прорастания в условиях естественной освещенности. Для сравнения в одной из пробирок находилась чистая вода, без добавления вытяжек (контроль). В ходе наблюдения фиксировалась средняя длина корневой системы в каждой из пробирок.
Растворимость в воде определяли путем добавления пыли ЭДСП к дистиллированной воде в соотношении Т:Ж = 1:10. Перед растворением пыль высушивали в сушильном шкафу типа СНОЛ до постоянной массы. Навеску пыли ЭДСП взвешивали на аналитических весах с точностью до 0,002 г. Дистиллированную воду с помещенной в нее пылью ЭДСП перемешивали в течение 60 мин., затем фильтровали через бумажный фильтр, осадок высушивали до постоянного веса и рассчитывали долю растворившегося пыли ЭДСП по формуле
G = (Gисх - Gкон)/Gисх 100, где G - доля растворившейся пыли ЭДСП, % масс; Gисх - исходная навеска пыли ЭДСП, г; Gкон - конечная масса пыли ЭДСП после растворения, г. 2.2.24. Методика исследования влияния рН среды на растворимость пыли
Исходные пыль ЭДСП обрабатывали модельными водными средами с установленными значениями рН в соотношении Т:Ж = 1:10 в течение одного часа при непрерывном встряхивании. Затем суспензию фильтровали через бумажный фильтр, осадок отмывали до нейтральной реакции, высушивали и подвергали рентгенофазовому анализу.
1. В главе описаны объекты исследований – сточные воды химических предприятий ООО «Шебекинская индустриальная химия», МУП «Горводока нал» г. Алексеевка, модельные растворы пыли ЭДСП; приведены физико химические методы исследований.
2. Достоверность полученных результатов обеспечивается применением апробированных экспериментальных методик и метрологическими характеристиками, а также корректной оценкой погрешности экспериментальных данных и их удовлетворительным совпадением с производственными результатами.
3. Используемое в работе оборудование и приборы имели высокие ключи точности и не вносили погрешности в измерения. В постановке эксперимента применяли химические реактивы марок «хч» и «чда».
4. Для обоснования механизма протекания реакций в диссертационной работе были использованы взаимодополняющие независимые физико-химические методы исследования: термогравиметрия, РФА, электронная микроскопия, фотоколориметрия, ЭДТА, седиментационный анализ, оптическая микроскопия и др. Перед началом исследования коагуляционно-химических особенностей процесса очистки водных сред были изучены физико-химические свойства пыли ЭДСП.
Насыпной вес пыли ЭДСП, влажность, рН водной вытяжки, истинную плотность, растворимость пыли определяли по методикам, описанным в главе 2.
Аналогично описанному определяли массовую долю пыли ЭДСП, растворимого в 1,0н НCl. Соляная кислота была выбрана в связи с тем, что она не образует нерастворимых соединений с металлами, содержащимися в пыли ЭДСП, в отличие от H2SO4, которая образует малорастворимый осадок СаSO4 с содержащимся в пыли ЭДСП оксидом кальция. Образующийся осадок СаSO4 забивает поры частиц, покрывает их поверхность коркой СаSO4, что препятствует дальнейшему процессу растворения.
Адсорбционные свойства пыли ЭДСП
Полученные результаты позволили разработать принципиальную технологическую схему блока предочистки сточных вод, содержащих фосфаты, ионы Ni2+, Cu2+, c использованием пыли ЭДСП. Блок предочистки должен устанавливаться перед подачей сточных вод на биологическую очистку.
Образующиеся Ni2+, Cu2+ и РО43- – содержащие стоки из усреднителя 1 подаются насосом 6 в смеситель 5, куда одновременно поступает пыль ЭДСП в заданных количествах из бункера 2 через дозирующее устройство 3 и ленточный конвейер 4.
В смесителе, снабженном пропеллерной мешалкой, в ходе перемешивания происходит взаимодействие пыли ЭДСП с ионами Ni2+, Cu2+ и РО43- . Процесс взаимодействия длится 25 мин. при температуре 20 С и интенсивности перемешивания 800 об/мин. Из смесителя вода подается в отстойник 7, далее – в уплотнитель шлама, после чего шлам направляется на утилиза цию. Очищенная вода из отстойника и уплотнителя шлама направляется по назначению (рисунок 4.1).
Разработанную схему предлагается использовать в качестве блока предо-чистки сточных вод перед поступлением их на биологическую очистку на МУП "Горводоканал" г. Алексеевка. На рисунке 4.2 представлена типовая схема биологической очистки сточных вод с указанием места расположения рекомендуемого блока предварительной очистки с использованием пыли ЭДСП.
Типовая упрощенная технологическая схема биологической очистки сточных вод с указанием блока предварительной очистки Примечание. Сооружения блока предочистки.
Данная схема блока предочистки может быть использована также самостоятельно в качестве локальной очистки на предприятиях, где образуются фосфат-, медь- и никельсодержащие сточные воды. 4.2. Утилизация осадка водоочистки
В результате очистки PO43-, Cu2+, Ni2+-содержащих сточных вод образуется шлам с влажностью около 94 %. Кроме неорганических веществ, содержащихся в ОМП, в составе шлама имеются также адсорбированные на его поверхности ионы PO43-, Cu2+, Ni2+, массовая доля которых зависит от их концентрации в очищаемой воде. С целью утилизации образовавшегося осадка и предотвращения попадания фосфат-, медь- и никельсодержащих отходов в окружающую среду, а также для исключения изъятия земель из сельскохозяйственного оборота, занятых под складирование осадков водоочистки, нами предложено использовать осадок водоочистки в качестве поризующей добавки в глиняную массу при изготовлении керамических изделий [155, 156].
Для определения оптимальных технологических условий утилизации осадок водоочистки во влажном состоянии с влажностью 94 % добавляли к глине перед смешиванием с водой и формовкой методом пластического прессования.
Рисунок 4.3 – Рентгенограмма глины Бессоновского месторождения: o – кварц; – кальцит; – монтмориллонит; v – каолинит
В исследованиях использовали глину Бессоновского месторождения (Белгородская область), результаты рентгенофазового и дериватографического анализов которой представлены на рисунках 4.3 и 4.4. Рисунок 4.4 – Дериватограмма бессоновской глины
Из результатов рентгенофазового анализа глины следует, что глинистая составляющая образца Бессоновского месторождения представлена монтмориллонитом (d = 15,504, 10,915, 5.011, 4,529), каолинитом (d = 1,94, 2,058, 2,508, 2,578, 4,013, 4.281) с преобладанием последнего. Основные примеси представлены кварцем (d = 1,675, 1,8222, 1,983, 2,284, 3,357), полевыми шпатами (d = 2,132, 2,898, 3,116, 3,203, 3,786), карбонатами, слюдами и гидроксидами железа (d = 2,206, 2,414, 3,038, 2,166, 2,058, 3,249).
На дериватограмме глины (рисунок 4.4) отмечены следующие тепловые эффекты: 130 С – удаление гигроскопической влаги; 560 С – процесс удаления межпакетной и конституционной воды. Гранулометрический состав глины, используемой в эксперименте представлен на рисунке 4.5. Обжиг отформованных образцов – цилиндров диаметром 2 см и высотой 2 см – после высушивания в сушильном шкафу при температуре 105 C проводили в муфельной печи при температуре 900 С в течение 90 минут. используемого осадка водоочистки входят Рисунок 4.5 – Гранулометрический состав бессоновской глины Поскольку в состав гидроксиды Cu(OH)2 и Ni(OH)2, то в процессе спекания глиняной массы возможно протекание реакций: Cu(OH)2-CuO + Н2O Ni(OH)2-NiO + Н2O Выделяющиеся паро- и газообразные продукты способствуют порообразованию в теле керамической массы, что приводит к снижению плотности керамических изделий и улучшению их тепло- и звукоизоляционных свойств (рисунок 4.6). Из результатов, пред ставленных на рисунке 4.6, видно, что добавка осадка к сырьевой глиняной смеси приводит к некоторому снижению плотности гото Рисунок 4.6 – Снижение плотности вых изделий. Так, при добавке шлама в количестве 12,5–25 % плотность снижается на 22 %, а при добавке 25 % осадка плотность снижается до величины 1100 кг/м, т.е. на 38,8 % по сравнению с первоначальным значением. Поскольку при добавлении шлама к сырьевой глиняной смеси возможно снижение прочности готовых изделий, нами была исследована зависимость прочности образцов от массовой доли добавки шлама. Испытания проводили на лабораторном гидравлическом прессе «ПГМ-100МГ4».
На рисунке 4.8 представлена зависимость марки кирпича с добавками водоочистки с учетом пересчета прочности с коэффициентом к = 2 при переходе от малогабаритных образцов (2 к 2) к кирпичам стандартных размеров.
Как видно из рисунка 4.8, даже изделия с добавкой шлама водоочистки 50 % могут быть использованы для сооружения не несущих конструкций (внутренних перегородок), прочность которых на сжатие не должна быть ниже 25 кг/см, или марки М-25, М-50 и выше.
Исследование процесса очистки фосфатсодержащих вод в условиях ООО «Шебекинская индустриальная химия»
С целью проверки экологической безопасности керамических изделий с добавкой осадка водоочистки нами проводилось исследование токсичности водных вытяжек из материала керамических изделий методом биотестирования по методике, изложенной в п. 2.2.22.
Таким образом, при оценке токсикологического влияния строительных материалов на объекты окружающей среды методом биологического тестирования с использованием культуры Allium Сера выявлено, что полученные керамические материалы оптимальных составов не содержат токсикологических веществ, которые могли бы оказать вредное воздействие на окружающую среду и живые организмы.
Определение токсичности водных вытяжек методом биотестирования на рачках Daphnia Magna Straus С целью изучения влияния керамических изделий на объекты окружающей среды был применен метод биотестирования водной вытяжки с использованием в качестве тест-объекта Daphnia Magna Straus (ПНД Ф 14.1:2.3:4.7-02). Установлено, что водная вытяжка из керамических изделий острой токсичностью не обладает, т.к. гибель рачков составила 7+3 % от общего количества. При этом разбавления воды не требуется, что свидетельствует об отсутствии ее токсического действия.
Разработана технологическая схема блока предварительной очистки сточных вод с помощью пыли ЭДСП от фосфатов и ионов Ni2+ и Cu2+ перед подачей вод на биологическую очистку.
Разработаны предложения по утилизации осадка водоочистки (шлама) в качестве порообразующей добавки в производстве керамического кирпича. Установлено, что кирпич, включающий 12,5 % осадка в качестве затворяющей жидкости, пригоден для сооружений внутренних перегородок в зданиях и различных постройках.
Проведены исследования предполагаемого способа очистки в производственных условиях на МУП «Горводоканал» г. Алексеевка, ООО «Шебекин-ская индустриальная химия» и в гальваническом цехе ОАО «Белгородский завод РИТМ». Показано, что предлагаемый способ обеспечивает высокую степень очистки и является перспективным вследствие широкой доступности пыли ЭДСП и е низкой стоимости.
На примере сточных вод МУП «Горводоканал» г. Алексеевка проведена оценка снижения общей загрязненности воды путем расчета индекса загрязненности сточных вод (ИЗСВ) до и после очистки. Установлено, что при добавке к сточной воде пыли ЭДСП в количестве 1 г/л показатель ИЗСВ снижается в 46,9 раза, а при массе добавки 2 г/л показатель ИЗСВ снижается в 146,2 раза.
Выполнена оценка экологической опасности керамических изделий с добавкой осадка водоочистки. С помощью тест-объекта установлено, что в керамических изделиях оптимального состава ионы тяжелых металлов прочно свя 112
заны в малорастворимые соединения, что исключает их попадание в окружающую среду.
Проведено биотестирование водных вытяжек измельченных керамических изделий на рачках Dapnia Magna Straus. Установлено, что водная вытяжка из керамических изделий токсичностью не обладает.
Рассчитан предотвращенный эколого-экономический ущерб от внедрения разработанных рекомендаций на примере МУП «Горводоканал» г. Алексеевка при расходе сточных вод 1 000 000 м3/год, составивший 27 460 391,0 руб./год.
Основные результаты и выводы по работе
1. Впервые на базе теоретического анализа и экспериментальных исследований установлена возможность использования пыли ЭДСП в качестве нового сорбента-реагента для очистки медь-, никель- и фосфатсодержащих водных сред, в результате чего выявлены высокие сорбционно-коагуляционные и реа-гентные свойства пыли ЭДСП.
2. Исследованы и установлены взаимосвязь и взаимозависимость между условиями процесса очистки (рН водной среды, дисперсность пыли ЭДСП, длительность перемешивания, температура в зоне реакции) и реагентно-сорбционными свойствами пыли ЭДСП, оказывающими решающее влияние на эффективность очистки. Максимальная степень очистки составляет для ионов Ni2+,Cu2+ и РО43– – 99,8%; 99,6% и 98,5% соответственно. Причем, процессы адсорбции протекают даже при рН 7, что свидетельствует о возможности сорб-ционной очистки даже в сильнокислых водных средах.
3. Впервые предложен механизм процесса очистки при использовании пыли ЭДСП, заключающийся в протекании реагентных, поликонденсационных, коагуляционных и сорбционных процессов, сопровождающийся: образованием высокоразвитой поверхности поликремниевых кислот; образованием многозарядных катионов AlOH2+ и FeOH2+, обладающих высокими коагуляционными свойствами; выпадением малорастворимых осадков Ni(OH)2, Cu(OH)2, Ca3(PO4)2 и сорбционными взаимодействиями.
4. Впервые исследованы электрокинетические свойства поверхности частиц пыли ЭДСП, которые проявляются в образовании вокруг дисперсных частиц двойного электрического слоя, о чем свидетельствует наличие суспензионного эффекта в никель- и медьсодержащих растворах при добавлении к ним пыли ЭДСП, а также в изменении -потенциала поверхности частиц в средах с разными значениями рН и концентрациями ионов Cu2+ и Ni2+. Это создает благоприятные условия для коагуляционных процессов, способствующих образованию частиц осадка.
5. Разработана принципиальная технологическая схема процесса предо-чистки сточных вод от ионов РО43–, Ni2+и Cu2+ пылью ЭДСП. Установлены рациональные условия процесса: масса добавки пыли ЭДСП – 15 г; длительность перемешивания взаимодействующих веществ – 20–30 мин; температура в зоне реакции – 20–30 С. Испытания предложенного способа в производственных условиях показали его высокую эффективность и сопоставимость с существующими реагентными и сорбционными способами очистки. Предлагаемая схема позволит существенно увеличить эффективность очистки сточных вод.
6. Предложен способ утилизации вторичного отхода – осадка водоочистки в качестве порообразующей добавки к глиняным смесям в производстве красного керамического кирпича. Показано, что изделия с добавкой осадка водоочистки могут использоваться при сооружении внутренних перегородок и соответствуют требованиям ГОСТ.
