Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Литературный обзор 10
1.1 Характеристика сточных вод и организация водооборотных процессов в гальваническом производстве машиностроительных предприятий 10
1.2 Методы очистки воды от соединений тяжелых металлов 13
1.2.1 Химические методы 14
1.2.2 Физико-химические методы 17
1.2.3 Электрохимические методы 27
1.2.4 Термические методы 31
1.2.5 Биохимические методы 32
1.3 Современные представления механизмов мембранного концентрирования и сорбции 34
1.3.1 Сущность процессов мембранного разделения 34
1.3.2 Механизмы процессов адсорбции и ионного обмена 38
1.4 Аппараты для проведения процессов мембранного разделения, сорбции и ионного обмена 42
1.4.1 Обратноосмотические аппараты 42
1.4.2 Сорбционно-ионообменные фильтры 48
1.5 Цель и задачи работы 52
Глава 2 Методики анализа и эксперимента 53
2.1 Методика анализа ионов тяжелых металлов в водных растворах 53
2.1.1 Определение ионов хрома 53
2.1.2 Определение ионов меди 54
2.1.3 Определение ионов цинка 55
2.1.4 Определение ионов никеля 56
2.2 Методика эксперимента 58
2.2.1 Методика эксперимента на обратноосмотической установке 58
2.2.2 Методика изучения статической и динамической емкости 59
2.2.3 Методика получения нового сорбционно-ионообменного материала 61
Глава 3 Экспериментальная часть 63
3.1 Исследования по извлечению ионов металлов методом обратного осмоса 63
3.1.1 Исследования на ацетатцеллюлозной мембране 63
3.1.2 Исследования на композитной мембране 67
3.1.3 Исследования по регенерации мембран 71
3.2 Исследования по извлечению ионов металлов из воды сорбционно- ионообменным методом 74
3.2.1 Очистка на природных материалах 74
3.2.2 Изучение механических и гидродинамических свойств сорбента 78
3.2.3 Очистка с применением нового сорбционно-ионообменного материала 81
3.2.4 Регенерация сорбционно-ионообменного материала 86
3.3. Математическая обработка данных экспериментов 91
Глава 4 Разработка принципиальных технологических схем очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов 97
4.1 Схема очистки промывных вод мембранным методом 97
4.2 Схема очистки промывных вод сорбционно-ионообменным методом 98
4.3 Сравнительная оценка применения мембранной и сорбционноионообменной схемы очистки 100
Основные результаты и выводы 102
Список источников литературы 104
Приложения 117
- Методы очистки воды от соединений тяжелых металлов
- Методика изучения статической и динамической емкости
- Исследования по извлечению ионов металлов из воды сорбционно- ионообменным методом
- Схема очистки промывных вод сорбционно-ионообменным методом
Введение к работе
Актуальность темы
Сточные воды гальванических производств машиностроительных предприятий, в частности, ОАО ХК «Барнаултрансмаш», вносят существенный вклад в загрязнение водных объектов, так как содержат в себе высокотоксичные соли тяжелых металлов, способные концентрироваться в объектах окружающей среды, оказывая негативное влияние на состояние экосистем. Кроме того, металлы обладают ярко выраженным эффектом суммации, из-за чего совместное присутствие нескольких элементов усиливает их токсическое действие в несколько раз.
Из-за многообразия гальванических процессов в настоящее время стоки чаще всего подвергают очистке объединенным потоком. Однако такой подход не решает проблему повторного использования воды и не позволяет выделять из стоков ценные компоненты. Поэтому кардинальное решение проблемы загрязнения водных ресурсов состоит в разработке и внедрении замкнутых водооборотных циклов и ресурсосберегающих технологических процессов, позволяющих возвращать ценные компоненты в производство, исключая сброс загрязненных вод в водные объекты, что является экономически оправданным и экологически перспективным.
Реализация мероприятий по созданию малоотходных технологических процессов гальванического производства предполагает наличие современного оборудования, позволяющего обеспечить требования как технологического, так и экологического характера. При этом огромная роль отводится и материалам, с помощью которых производится очистка. Они должны удовлетворять всем требованиям, предъявляемым для целей водоочистки: быть доступными, иметь высокую механическую прочность, способность к многократной регенерации, устойчивость к агрессивным средам. Поиск таких материалов и технологий является наиболее перспективным направлением совершенствования систем очистки стоков, содержащих тяжелые металлы.
Работа выполнена в рамках «Основных направлений по улучшению экологической обстановки, использованию, воспроизводству и охране природных ресурсов Алтайского края на 2003-2010 г.г.».
Цель работы: разработка технологий очистки воды от ионов тяжелых металлов с применением обратноосмотических мембран и сорбента на основе древесных опилок и бентонитовых глин, позволяющих организовать замкнутый водооборотный цикл на предприятии.
Основные задачи:
определение оптимальных параметров мембранного разделения промывных вод процессов нанесения гальванических покрытий;
создание сорбционно-ионообменного материала на основе бентонитовых глин и древесных опилок и изучение его свойств;
исследования по извлечению ионов тяжелых металлов сорбционно-ионообменными методами;
изучение возможности и подбор способа регенерации сорбционно-ионообменного материала на основе бентонитовых глин и древесных опилок;
математическая обработка экспериментальных данных процессов очистки мембранным и ионообменным методами;
разработка технологических схем очистки промывных вод гальванических производств с использованием ионообменного и мембранного методов и их технико-экономический анализ.
Объект исследования: сточные воды гальванических производств предприятий двигателестроения на примере ОАО «ХК Барнаултрансмаш».
Предмет исследования: способы очистки промывных вод гальванических производств с использованием технологий обратного осмоса и сорбции.
Научная новизна:
получены экспериментальные зависимости эффективности очистки от давления и производительности при извлечении ионов цинка, меди, хрома и никеля из водных растворов обратным осмосом на новых типах композитных и ацетатцеллюлозных мембран;
предложена технология изготовления нового сорбционно-ионообменного материала на основе древесных опилок и бентонитовых глин, новизна которой защищена патентом РФ;
получены данные о статической и динамической сорбционной емкости нового материала, исследована эффективность очистки воды с его применением от ионов тяжелых металлов, предложены способы регенерации и утилизации сорбента;
разработаны ресурсосберегающие технологии мембранной и сорбционно-ионообменной очистки промывных вод от ионов тяжелых металлов с применением полимерных мембран и нового сорбционно-ионообменного материала.
Практическая значимость:
получение сорбционно-ионообменных материалов позволит создавать принципиально новые технологии очистки воды от ионов тяжелых металлов с эффективностью не менее 85%, позволяющих разрабатывать новые и совершенствовать существующие методы предотвращения загрязнения водных объектов и истощения природных ресурсов;
внедрение полученных сорбентов в практику водоочистки способствует созданию на предприятиях водооборотных циклов с сокращением расходов на очистку воды на 15-30%;
экспериментальные данные и результаты их математического описания могут быть использованы для расчета основных параметров мембранных модулей и сорбционных аппаратов;
в результате внедрения предлагаемых технологий на предприятии ОАО ХК «Барнаул-трансмаш» предотвращенный экологический ущерб составит 856012 и 744380 руб. при реализации соответственно обратноосмотического и сорбционного метода, кроме того, до 95%) ценных компонентов будут возвращены в технологический процесс.
Достоверность полученных результатов подтверждается использованием современного аттестованного измерительного оборудования, стандартных и гостирован-ных методик, а также методов учета погрешностей измерений.
На защиту выносятся:
экспериментальные зависимости эффективности и производительности очистки воды от давления обратным осмосом от ионов цинка, меди, хрома и никеля на композитной и ацетатцеллюлозной мембране;
способ получения сорбционно-ионообменного материала на основе модифицированных бентонитовыми глинами древесных опилок;
эффективности очистки воды от ионов цинка, меди, хрома и никеля с применением бентонитовых глин, древесных опилок и нового сорбционно-ионообменного материала;
способ регенерации и утилизации полученного сорбционно-ионообменного материала;
технологии очистки стоков гальванических производств от ионов тяжелых металлов с использованием обратного осмоса и сорбции.
Реализация результатов работы
- материалы диссертационной работы приняты к внедрению на предприятиях: ОАО ХК
«Барнаултрансмаш», ОАО «Алттранс»; ООО «НПО Акватех»;
- результаты диссертационной работы используется в учебном процессе на кафедре «Химическая техника и инженерная экология» ГОУ ВПО АлтГТУ им. И. И. Ползу-нова.
Апробация работы. Материалы диссертации ежегодно докладывались на Всероссийской НТК студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь» (Барнаул, 2004-2009 г.г.), Всероссийской студенч. НІЖ «Химия и химическая технология в XXI веке» (Томск, 2006, 2007, 2008 гг.), Межд. экологической студ. конф. «Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ» (Новосибирск, 2007, 2008 гг.), Всероссийской научной конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь и наука - третье тысячелетие» (Красноярск, 2007 г.), Межд. НПК «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (Томск, 2006, 2007 гг.), XI Межд. научном симпозиуме им. академика М.А. Усова студентов и молодых ученых (г. Томск, 2007), ХП Всероссийской НПК с межд. участием «Проблемы безопасности современного мира и управление рисками» (г. Иркутск, 2007 г.), Межд. симпозиуме «Межрегиональные проблемы экологической безопасности» (г. Одесса, Украина, 2007 г.), Всероссийской НПК студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь XXI века - будущее российской науки» (Ростов-на-Дону, 2007, 2008 гг.), Межд. Конф. «Water resources and water use problems in Central Asia and Caucasus» (Барнаул, 2007 г.), 10-й Межд. НПК «Экономика, экология и общество России в 21 столетии» (С.-Петербург, 2008 г.), П Всероссийской НПК с межд. участием «Энергетические, экологические и технологические проблемы экономики» (Барнаул, 2008), XI Межд. НПК «Водоснабжение и водоотведение: качество и эффективность» (Кемерово, 2008 г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 36 работ, в том числе 11 статей, 3 из них - в журналах, рекомендованных ВАК для зашиты кандидатских диссертаций, 1 патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, приложений. Работа изложена на 149 страницах машинописного текста, включает 32 рисунка, 48 таблиц, список литературы из 97 наименований, приложения в количестве 33 страниц машинописного текста.
Методы очистки воды от соединений тяжелых металлов
Выбор методов очистки промышленных стоков осуществляется на основании технологических и экономических требований.
Необходимость сокращения потребления свежей воды, высокие требования к сточным водам, сбрасываемым в поверхностные водоемы, являются предпосылками создания замкнутых систем водопользования. В настоящее время возможно создание таких систем для большинства промышленных предприятий на базе существующих станций очистки без их перестройки и серьезной реконструкции. При этом такие технологии подразумевают, помимо возврата очищенной воды, выделение и утилизацию ценных примесей, содержащихся в сточных водах. Решение такой задачи на централизованных очистных станциях осложняется многокомпонентностью загрязняющих веществ, утилизация которых затруднительна, а иногда невозможна технически.
Более перспективным в этом плане является создание локальных установок, предназначенных для выделения ценных компонентов непосредственно у источника образования сточных вод.
Выбор способа очистки стоков диктуется и экономическими параметрами. Современные методы часто требуют применения дорогостоящего оборудования и реагентов, что значительно удорожает процесс очистки. Однако их использование, как отмечалось выше, может привести к существенной экономии ценных компонентов, используемых вторично, а также снизить плату за сброс загрязненных стоков в водные объекты.
Для очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов применяют химические, физико-химические, электрохимические, термические, биохимические методы.
В современной производственной практике наиболее распространенными являются химические методы очистки. Сущность реагентной очистки заключается в переводе ионов тяжелых металлов в нерастворимые менее токсичные формы при добавлении различных реагентов с последующим их выделением в виде осадков. Наиболее часто обработку сточных вод проводят щелочными реагентами (известь, едкий натр, сода).
В зависимости от рН среды в процессе обработки образуются различные нерастворимые соединения тяжелых металлов. Так, при осаждении цинка из сульфатных растворов при рН=7,0 осаждается ZnS04-3Zn(OH)2, при рН=8,8 ZnS04-5Zn(OH)2 при рН=10 Zn(OH)2, а при рН=11 происходит растворение осадка с образованием цинкатов [Zn(OH)2]2\ Оптимальным для осаждения цинка является рН от 8 до 9, для никеля - 10,5, меди-9,0 [2].
Гидравлическая крупность частиц, образующихся в процессе нейтрализации, составляет 0,1 - 0,4 мм/с. Основными методами химической очистки от ионов металлов являются нейтрализация и восстановление.
Нейтрализация — это химическая реакция между веществами, имеющими свойства кислоты и основания, которая приводит к потере характерных свойств обоих соединений.
Нейтрализацию проводят следующими способами: путем смешения кислых и щелочных сточных вод; добавления реагентов(растворы кислот, негашеная известь, кальцинированная сода, каустическая сода); и фильтрованием через нейтрализующие материалы (известь, известняк, доломит, мел) [5].
Взаимная нейтрализация кислых и щелочных сточных вод широко применяется в гальванических производствах. Поскольку режимы сброса данных стоков различны, сооружения для их нейтрализации должны иметь резервуар-накопитель для равномерного выпуска в реакционную камеру.
Нейтрализация реагентами широко используется для очистки кислых сточных вод. Выбор реагента зависит от вида кислот и их концентрации, а также растворимости солей, образующихся в результате химических реакций. Наиболее широко для осаждения металлов используется гидроксид кальция, который осаждает ионы металла в виде гидроксидов: Наиболее эффективным для извлечения тяжелых металлов является сульфид натрия, т.к. растворимость тяжелых металлов значительно ниже растворимости других соединений - гидроксидов и карбонатов. Процесс извлечения металлов сульфидом натрия можно представить:
Сульфиды тяжелых металлов образуют устойчивые коллоидные системы, и поэтому для ускорения процесса их осаждения вводят коагулянты и флокулянты.
В настоящее время разрабатываются новые реагентные способы очистки промышленных стоков, позволяющие эффективно производить очистку от ионов тяжелых металлов.
Известен способ очистки производственных сточных вод от ионов тяжелых металлов, заключающийся в том, что в сточную воду вводится 1-метил-2-меркаптоимидазол в концентрации 100-120 мг/л при рН от 8 до 13,5. Способ позволяет проводить глубокую очистку сточных вод от ионов Си, Zn, Ni, Со, Sn, Cd и Hg. Применяемый при этом осадитель нетоксичен, его регенерация возможна при кислотной обработке ортофосфорной кислотой с последующим доведением рН от 6 до 7 [б]. Применение данного способа ограничивается дороговизной применяемого осадителя.
Предложен способ очистки стоков, содержащих тяжелые металлы, заключающийся в осаждении металлов фосфорной кислотой или ее солью. Преимущество способа в том, что фосфаты значительно менее растворимы, чем гидроксиды и сульфаты тех же металлов, однако метод также основан на использовании дорогостоящих реагентов [7].
Методика изучения статической и динамической емкости
Для изучения сорбционных свойств нами были выбраны бентонитовые глины Таганского месторождения двух литографических горизонтов: 12 (кальциевый) и 14 (натриевый), а также древесные (сосновые) опилки. Изучалась статическая обменная емкость по ионам Сг6+, Zn2+, Cu2+, Ni"+ для указанных материалов, после чего выявлялся наиболее перспективный из них для дальнейшего исследования.
С целью увеличения сорбционно-ионообменной емкости кальциевого бентонита он был подвергнут двум видам активации: содовой и солевой. Активация глин осуществлялась путем их 24-часового выдерживания в 5%-ом растворе карбоната натрия (содовая) и хлорида натрия (солевая). Избыток соды из бентонита удалялся при промывке его водой. Затем активированный бентонит отделялся от воды и высушивался. Поскольку натриевый бентонит содержит катионы натрия, которые обладают большой активностью, он не подвергался активации.
Определение сорбционной емкости осуществлялось следующим образом: в колбы емкостью по 250 мл добавлялось по 100 мл водного раствора соли соответствующего металла определенной концентрации, и высыпалась заранее подготовленная навеска бентонитового порошка массой 1 г. Содержимое колб непрерывно перемешивалось в течение нескольких часов. Процесс перемешивания, необходимый для выравнивания концентраций раствора в объеме и вблизи поверхности сорбента, осуществлялся на шейкере THYS2, Затем раствор отфильтровывался через бумажный фильтр «Белая лента», после чего отбирали пробу для анализа на содержание соответствующего иона методами, указанными в п. 2.1.
Для изучения динамической емкости материала, изготовленного на основе древесных опилок, модифицированных бентонитовой глиной, были проведены исследования на созданной фильтровально-сорбционной установке, общий вид которой представлен на рисунке А.2. Она позволяет изучать процесс очистки на различных загрузках, варьируя их параметрами: плотностью, высотой и способом укладки. Предусмотрено два режима движения жидкости - снизу вверх и сверху вниз.
В установке в качестве источника движущей силы использовался ротационно-пластинчатый вакуум-насос 11, позволяющий развивать, напор до 10 м. Сорбционный материал загружался в фильтровальный элемент 4, который состоит из вертикального стеклянного цилиндра диаметром 40 мм, верх и низ которого закрыт плоскими крышками. Герметичность обеспечивалась за счет резиновых прокладок и усилия затяжки шпилек. В нижней части цилиндра размещалась поддерживающая сетка, на которой располагался сорбционный материал. Количество загружаемого сорбента во всех экспериментах составляло 20 г. Для удаления воздуха из рабочего объема фильтра в верхней крышке имеется воздушник.
Для проведения исследований были наведены растворы солей хрома, цинка, меди и никеля с концентрациями 50 и 10 мг/л, которые предварительно подкислялись серной кислотой до рН=4. Модельный раствор заливался в исходную емкость У, из которой поступал через фильтровальный элемент 4 в приемную емкость 6. Исходные и приемная емкости представляли собой стеклянные сосуды объемом 20 л, снабженные штуцерами для присоединения к системе.
Для отбора анализируемой жидкости (фильтрата) предназначен пробоотборник 9. Перепад давления на фильтре фиксировался при помощи ртутного дифманометра 3, а скорость поступления фильтрата - ротаметром 5. Накопленный в емкости б фильтрат периодически откачивался центробежным насосом 10. Предохранительные емкости 7 и 8 предназначены для предотвращения попадания фильтрата и его паров в вакуумный насос в целях предотвращения выхода его из строя.
Скорость процесса фильтрования поддерживалась постоянной, равной 3-5 м/ч, с помощью вентиля 2, установленного перед входом в фильтр. Анализ фильтрата на ионы соответствующего металла осуществлялся по указанным выше методикам. На протяжении эксперимента производились следующие действия: — отбирались пробы фильтрата для анализа на ионы металлов (мг/л); — контролировался расход фильтрата (мл/мин); — измерялось время фильтрования (мин); — измерялся перепад давления на фильтре (мм.рт.ст.). Отработанный сорбент подвергался регенерации раствором карбоната натрия концентрацией 500 мг/л. На основании экспериментальных данных строились графические зависимости: - эффективности очистки от пропущенного удельного объема раствора; - периода фильтроцикла от числа регенераций сорбента.
Исследования по извлечению ионов металлов из воды сорбционно- ионообменным методом
Альтернативой мембранной технологии является сорбционный метод. Однако традиционные сорбенты зачастую достаточно дороги. Поиск новых эффективных и недорогих материалов для этих целей, как указывалось в п. 2.2.3, является актуальной задачей. Подбор оптимальных условий получения сорбентов и изучение процесса извлечения металлов на них являются целью настоящего исследования. Для решения поставленной задачи нами были выбраны два природных материала, которые подвергались модификации: бентонитовые глины и древесные опилки. Изучение статической сорбционной обменной емкости данных компонентов проводилось на модельных растворах солей хрома, никеля, меди и цинка с диапазоном начальных концентраций Сн от 10 до 1500 мг/л. Динамика сорбции изучалась на лабораторной сорбционно ионообменной установке с начальными концентрациями ионов металлов 10 и 50 мг/л. Результаты данного блока исследований изложены в работах [80-__96]. Для изучения сорбционных свойств были выбраны бентонитовые глины с преобладающим катионом кальция (кальциевый) и натрия (натриевый), а также древесные (сосновые) опилки от деревообрабатывающих станков. Для всех указанным материалов изучалась сорбция в статических условиях при постоянной температуре 20 С. Данные о сорбционной обменной емкости (СОЕ) по ионам хрома, никеля, меди и цинка приведены в таблицах Б.31-Б.34 и на рисунках 3.11-3.14. Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о том, что изотермы сорбции натриевого и кальциевого бентонита имеют схожий характер. При этом сорбционная емкость по каждому иону металла примерно одинакова. Максимальная емкость опилок оказалась достаточно низкой и составляет около 2,5 мг/г для меди и хрома, 3 мг/г - для цинка и 8 мг/г - для никеля. С целью повышения обменной емкости кальциевого бентонита он был подвергнут двум видам активации - содовой и солевой. Натриевый бентонит активированию не подвергался. Для активации кальциевого бентонита лучше использовать раствор соды, чем поваренной соли, т.к. в первом случае сорбционная емкость увеличивается более значительно (табл. Б.31-Б.34, рис. 3.11-3.14). и Изотермы сорбции для ионов меди (рисунок 3.11) имеют одинаковый характер, что обусловлено схожим строением кристаллической решетки бентонитов и, следовательно, подобным процессом сорбции. Все изотермы имеют вид кривых сорбции Ленгмюра с резко возрастающим участком на начальных концентрациях, что говори о том, что в данной области происходит полное поглощение ионов меди сорбентом. Это явление соответствует заполнению внешних пор минералов, после чего происходит постепенное насыщение бентонитов. Максимальное значение СОЕ зафиксировано для бентонита содовой активации и составляет 65 мг/г. Для изотерм, характеризующих сорбцию ионов хрома, можно отметить более плавный ход при небольших концентрациях, что говорит о несколько другом характере процессов, протекающих на поверхности монтмориллонита (рисунок 3.12). В интервале равновесных концентраций от 500 мг/л неактивированные бентониты достигают насыщения в пределах 11-12 мг/г. Активированные - обладают большей СОЕ, при этом максимальной емкостью обладает бентонит содовой активации (37 мг/г).
Схема очистки промывных вод сорбционно-ионообменным методом
Схема очистки промывных вод сорбционным методом с использованием «Бенома» разработана для процесса нанесения медных покрытий (рисунок 4.2).
Промывные медьсодержащие воды из усреднителя 1 при помощи центробежного насоса 3 направляются на механический фильтр 4 для удаления взвесей и соединений железа, после чего поступают в напорный резервуар 8, из которого самотеком подаются в ионообменную колонну 6, в котором осуществляется очистка до достижения полной динамической емкости сорбента, проскоковые концентрации после которой улавливаются на второй колонне. Очищенная вода из ионообменных фильтров направляется в сборник фильтрата 18, пройдя дополнительную очистку в механическом фильтре 4. Очищенная вода используется для промывки механических фильтров и колонн.
Приготовление сорбента происходит в емкости 14, куда подаются увлажненные опилки и суспензия бентонитовой глины, приготовленная из бентонитовой глины и промывной воды фильтров. Готовый сорбент после измельчения в дробилке 10 загружается в ионообменную колонну.
Регенерация колонн осуществляется раствором соды, подаваемой снизу вверх из расходного бака 19, в котором собирается вода от промывки колонн. Таким же образом поступает вода для промывки отрегенерированного сорбента.
Удаление использованной загрузки после цикла регенераций осуществляется гидротранспортом из верхней части ионообменного фильтра. Отработанный сорбент обезвоживается в отстойнике 9, вода из которого возвращается в усреднитель 1, обезвоженный материал - на приготовление новых партий сорбента. После трехкратного использования потерявший необходимые свойства материал отправляется на утилизацию.
Для выявления более эффективной технологии был проведен укрупненный расчет основных технико-экономических показателей от реализации схемы очистки промывных вод от ионов меди с расходом 50 м3/сут. сорбционно-ионообменным и мембранным методом. В таблице 4.1 представлены основные показатели при реализации данных схем.
Как видно из таблицы 4.1, более эффективным является внедрение сорбционно-ионообменной технологии очистки промывных вод с использованием сорбента на основе модифицированных бентонитовыми глинами опилок, что обусловлено достаточно низкой стоимостью сорбционно-ионообменного материала при внедрении альтернативной технологии, а также с высокими эксплуатационными расходами на замену мембран при реализации мембранной технологии.
Предотвращенный экологический ущерб оценивался по «Методике исчисления размера вреда, причиненного водным объектам вследствие нарушения водного законодательства», утв. приказом МПР РФ от 30 марта 2007 г. №71. 1. Установлены технологические характеристики двух типов мембран: ацетатцеллюлозной и композитной для очистки воды от ионов меди, хрома, никеля и цинка. Более эффективная очистка (до 99%) при концентрациях от 10 до 100 мг/л ионов металлов достигается на композитной мембране при рабочем давлении от 0,7 до 1,0 МПа. 2. Выявлено, что проницаемость мембран не зависит от вида изучаемого металла и практически не изменяется после многократных регенераций, при этом у композитной она в два раза больше, чем у ацетатцеллюлозной. 3. Предложен способ обезвреживания хромсодержащих вод от промывки мембранных модулей с использованием железных стружек. 4. Исследована статическая сорбционная емкость кальциевых и натриевых бентонитовых глин, а также древесных опилок, и методы активации бентонитов, на основании чего определены наиболее перспективные материалы для очистки воды от ионов металлов. 5. Синтезирован новый сорбционно-ионообменный материал на основе бентонитовых глин и древесных опилок. Изучены его механические и гидродинамические свойства, на основании которых рекомендовано применять соотношение бентонита и опилок (1:2). 6. Определены динамические и кинетические характеристики процесса сорбции ионов металлов на предложенном сорбенте: максимальная эффективность очистки составила 85-90% для указанных металлов; определено время защитного действия фильтра и время достижения полной динамической емкости как до проведения регенерации, так и после нее. 7. Проведено математическое описание экспериментальных данных по очистке воды обратноосмотическим и сорбционно-ионообменным методом.
