Введение к работе
Актуальность темы. Проблема охрана окружающей среда о каждым годом становится вое более актуальной; несмотря на определенные усилия, нарушение экологического равновесия между производственной деятельностью и окружающей средой постоянно усугубляется. Одним из серьезных источников загрязнения водного бассейна при этом являются промышленные стоки, содержащие соединения тяжелых металлов, имеющие ярко выраженную биологическую активнооть и вызывающие неблагоприятные последствия.
Очевидно, наиболее прогрессивным методом очистки мог бы служить сорбционный. Однако, его применение сдерживается отсутствием доступных, достаточно дешевых и вместе о.тем эффективных поглотителей. При анализе составов шламов, получаемых в результате реагентаой очистки сточных вод гальванических производств, обращает на оебя внимание то, что зачастую основным их компонентом (до 90$) оказывается гидроксид железа. Наличие у таких внсокожелезистих шламов значительной поверхности и пористости дает первое основание для исследования их сорбционных свойств; вторым служат ограниченные и противоречивые, но в первом приближении положительные данные имеющихся в литературе работ по сорбции гидроксидами железа. Таким образом возникла идея, шложеннаг в основу диссертаций. При планировании работы мы заранее предполагали, что можно, по-видимому, достичь ощутимого увеличения сорбционной емкости железосодержащего шлама по отношению к типичным двузарядным катионам тяжелых металлов, осуществив предварительно сульфадирование его поверхности. Стадию сульфидирования на самом деле можно рассматривать и как самостоятельную задачу, поскольку очиотка промстоков от сульфид-ионов, так же как вентиляционных газов многих производств от сероводорода, не обеспечена сегодня надёжными и доступными поглотителями.
Несмотря на практический характер введения и обоснования теш, мн не ставили в данной работе задач инженерно-технологического плана, но попытались выяснять саму возшжнооть сорбции и физико-химическую специфику поведения выбранного нами объекта в качестве потенциального сорбента.
Цель работы ооотояла в определении сорбционной способности гидроксидной и сульфидной форм железосодержащего шлама гальванических производств, выяснении физико-химических особенностей и механизма сорбции газообразного сероводорода, а также двузарядных катионов тяжелых металлов и сульфид-иона из водных растворов, сопоставлении статических и динамических параметров сорбции.
Для реализации поставленной цели было решено выбрать и охарактеризовать типичный шлам с высоким содержанием гидрокои-да железа и исследовать сорбцию им катионов <$-**и С^из кислых растворов в широком интервале концентраций; определить сорбционную способность шлама по отношению к сульфвд-иону в водных растворах, а также газообразному сероводороду, выяснить глубину сульфидирования и состояние связанной серы в фазе сорбента; установить особенности сорбции катионов <2< , &t и &** сульфидированным шламом в сопоставимых условиях; провести сравнительное исследование поглощения &* сульфидированным шламом в отатических и динамических режимах.
Научная новизна. В работе впервые обнаружена и количественно охарактеризована значительная сорбционная способность железосодержащих ияамов в гидроксидной и сульфидной форме ' по отношении к двузарядным катионам тяжелых металлов (рг** Л* , СаС "); сорбция протекает о образованием малорастворимых поверхностных соединений - ферритов и оулъфидов соответствующих металлов. Динамическая сорбционная емкость (ДСЕ) оульфидного сорбента при низких концентрациях фильтруемых раотворов существенно превышает статическую; предельная величина ДСЕ не зависит от концентрации раствора я длины слоя сорбента. Поглощение газообразного сероводорода гидроксидом железа имеет внут-рвдиффузионный характер; повышение температуры до 200 приводит к сульфидировашш поверхностного слоя с эффективной глубиной в несколько монослоев. Устойчивость сульфидированной поверхности к окислению и растворению возрастает с увеличением содержания связанной серы.
Практическая значимость. Показана возможность применения гальванических шламов с высоким содержанием гидрокоида железа дія очистки производственных газовых выбросов от сероводорода
и сточных вод от сульфид-нона и катионов тяжелых металлов. Сульфкдированные шламы в свою очередь представляют собой эффективные сорбенты для извлечения тяжелых металлов из кислых растворов. Таким образом, твердые отходы гальванических производств могут быть-успешно использованы как минимум дгазды для целей очистки; принципиально возможна и их регенерация.
Апробация работы и публикации. Основное содержание исследования излоеєно в 2 публикациях; результаты ее докладывались на Герценовских чтениях (С.-Петербург, І992-І993 гг.).
Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит 135 страниц машинописного текста, 22 таблицы, 22 рисунка, библиографический список из 190 наименований и состоит из трех глав.
