Введение к работе
Актуальность проблемы.
В число веществ, загрязняющих гидросферу, входят так называемые "токсичные металлы", способные оказывать вредное воздействие на живые организмы и накапливаться в пищевых цепях: никель, медь, хром, свинец, кобальт, кадмий, ртуть и т. д. Они содержатся в сточных водах химической, металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности.
Одним из перспективных методов очистки сточных вод от ионов токсичных металлов является ионный обмен. Извлечение ионов металлов из сточных вод при помощи катионитов, анионитов или амфоли-тов может представлять собой самостоятельную ступень очистки или использоваться для доочистки воды после других методов ее обработки. Однако в настоящее время закономерности и механизмы сорбции ионов токсичных металлов на карбоксильных катионитов не являются достаточно изученными, а отсутствие достаточных представлений о механизме сорбционного процесса сдерживает выявление возможностей наиболее эффективного практического использования карбоксильных катионитов для извлечения ионов токсичных металлов из водных растворов.
Цель и задачи исследования.
Целью данной работы являлось исследование основных закономерностей сорбции ионов токсичных металлов и разработка концепции механизма их сорбции на катионитах различных классов-, карбоксильных, сульфокатионитах и полифункциональных.
Для достижения поставленной цели было необходимо: 1.Исследовать зависимости величины и селективности сорбции ионов токсичных металлов на карбоксильных и сульфокатионитах от концентрации конкурирующих ионов натрия в статических условиях.
-
Определить характер зависимости между степенью перевода катионитов в натриевую форму и величиной сорбции ионов токсичных металлов на них.
-
Исследовать сорбцию токсичных металлов в динамических условиях в отсутствие и в присутствии других токсичных металлов и натрия.
4.Определить возможность накопления малорастворимых гидроксидов металлов в матрице катионитов.
5. Исследовать возможность и эффективность регенерации ионов изучаемых металлов из катионитов различными реагентами.
Научная новизна.
В работе впервые предложена и экспериментально проверена развиваемая автором концепция, связывающая высокую селективность сорбции ионов токсичных металлов карбоксильными катионитами с образованием малорастворимых гидроксвдов металлов в матрице кати-ояита вследствие гидролиза
Практическая ценность.
Предложены:
-
Способ накопления токсичньк металлов в процессе извлечения их ионов из сточных вод и технологических растворов при использовании катионитов как промышленного изготовления, так и полученных при переработке отходов производства.
-
Способ разделения поглощенных металлов при регенерации катионитов с целью возврата злтатов в производство.
Апробация работы и публикации.
Основные научные и практические результаты докладывались и обсуждались: на 54-ой научной конференции в СПбГАСУ (СПб,1997); на научно-практической конференции "Инженерное обеспечение ресурсосберегающих технологий водопользования для промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных производств" в СБбГТУРП (СПб, 1999); на международной конференции б-th IAWQ Symposium of forest industry wastewaters (Tampere, Finland, 1999) и на семинаре "Хроматография, ионный обмен, альтернативные методы" в РХО им. Д. И. Менделеева (СПб,1999).
По теме диссертации опубликованы четыре печатные работы.
Работа была поддержана грантом Конкурсного центра фундаментального естествознания Шнобразования и стипендией президента РФ.
Структура и объем диссертации.