Введение к работе
..-3-.
Актуальность темы. Очистка сточных вод в последнее время является важной и требующей немедленного решения экологической проблемой. ,
В частности, практически отсутствуют эффективные способы очистки стоков предприятий, перерабатывающих мясомолочную продукцию, растительное сырье и т.п. Известные методы очистки либо слишком энергоемки и малопроизводительны, либо не позволяют ДОС- тичь необходимой глубины очистки.
Промышленные сточные воды пищевых производств содержат органические загрязнения животного и растительного происхождения, такие как белки, жиры, аминокислоты. В этих сточных водах также содержатся сульфаты, фосфаты и нитриты. Такого-рода загрязнения не отстаиваются, не поддаются фильтрации (либо быстро выводят фильтры из строя). Биологические методы очистки, проводимые с использованием активного ила, требуют больших территорий для создания аэротенков, малоуправляемы и не могут работать с перегрузкой, поэтому их лучше сочетать с различными физико-химическими методами очистки. В настоящее время во многих странах мира проблема утилизации стоков промышленных производств решается путем разработки так называемых гибридных методов, то есть целого комплекса, последовательных приемов очистки. При этом можно выделить три основных направления; очистка от суспендированных и эмульгированных примесей, удаление растворенных примесей, удаление и уничтожение силь-яно загрязненных сточных вод.
На основании вышесказанного поставленная в диссертации проблема является актуальной. Наиболее перспективными методами
- 4 -очистки сточных вод пищевых производств представляются жидкофазные ' методы с участием окислительно-восстановительных электродных процессов гальванокоагуляции. Эти процессы в применении к органо-минеральной системе практически не изучены,-поэтому целью настоящего исследования является:
Изучить механизм гальванокоагуляции в системе "железо - углерод", взаимодействие белковых структур'с ионами железа (II) в момент их генерации и на основании полученных результатов предложить схему очистки сточных вод пищевых производств.
Цель работы предопределила постановку следующих задач:
исследование накопления осадков гидроксидов железа, образующихся в процессе гальванокоагуляции, и изучение их структуры -и свойств различными методами физико-химического анализа;
исследование комплексообразования ионов двухвалентного железа с органическими веществами, которые содержатся в стоках пищевых производств, в качестве лигандов, определение условий существования и разрушения образующихся комплексных соединений;
исследование возможности сочетания метода гальванокоагуляции с методом электродиализа для очистки стоков пищевых производств.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с научным направлением кафедры и координационным планом по проблеме "Высокие технологии, оборудование и системы для ускорения решения продовольственной проблемы". Раздел "Экология".
Научная новизна:
1.Впервые изучена кинетика накопления образующихся при галь-Еанокоагуляции сгсадков гидроксидов железа в зависимости от рН обрабатываемого раствора.-
, - 5 -
2.Впервые исследована зависимость степени очистки модельных растворов альбумина методом гальванокоагуляции от содержания белковых компонентов и исходного значения рН. -
3. Впервые проведено исследование структуры осадков ґидрокси-дов железа, полученных при гальванокоагуляции, .определена удельная поверхность полученных осадков.
4.Впервые изучено комплексоообразование Fe2+ в системах "Fez* - карбамид - H2S04", "Fe2+ - желатин - H2S04". "Fe2* - альбумин - H2S04".
5.На основании экспериментальных данных можно предложить комплексный способ очистки сточных вод, основанный на комбинировании метода гальванокоагуляции с методом электродиализа для получения чистой воды, пригодной к использованию'в замкнутом оборотном цикле.
Практическая значимость:
1.Разработан способ очистки сточных вод пищевых производств, прошедший испытания на промышленных сточных водах Адыгейского консервного комбината. Краснодарского мясокомбината, Новотатаровского молочного цеха.
2.На основании результатов проведенных'Исследований предложен комбинированный способ очистки сточной воды пищевых производств, состоящий из последовательной обработки стоков методами гальванокоагуляции и электродиализа.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, региональных и отраслевых конференциях и съездах, в том числе: на XV Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Минск, 1993 г.); Международной научной конференции "Прогрессивные технологии и техника в пищевой
. - 6 -промышленности" (Краснодар, 1994г.); краевой научной конференции молодых ученых "Современные проблемы экологии" (Краснодар, 1994г.); V Всероссийской студенческой научной конференции "Проблемы теоретической и 'экспериментальной химии" (Екатеринбург, 1995Г); II Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" (Москва, 1994 г.).
Публикации. На тему диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том.числе 2 статьи в центральных журналах и 3 тезисов докладов на международных научных и научно-технических конференциях.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 153 страницах, включая 10 таблиц и 26 рисунков, состоит из введения, литературного обзора, методической и экспериментальной части, выводов, библиографии.