Введение к работе
Актуальность темы.
Сточные воды от процессов нанесения гальванических покрытий относятся к категории наиболее опасных отходов промышленных производств. Они характеризуются сложным физико-химическим составом минерального и органического характера и являются высокотоксичными для окружающей природной среды. Сброс промышленных сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, в открытые водоемы является существенным фактором, приводящим к ухудшению их состояния. Тяжелые металлы, поступая в водные объекты, концентрируются в поверхностной пленке, донных отложениях и биоте. Ряд тяжелых металлов, обладающих достаточно высокой реакционной способностью, в водной среде принимает участие в образовании устойчивых высокотоксичных растворимых комплексных соединений.
Традиционно используемый в настоящее время на станциях нейтрализации реагентный метод осаждения катионов тяжелых металлов в виде гидроксидов тяжелых металлов не обеспечивает необходимой степени извлечения из сточных вод высокотоксичных компонентов.
Многочисленными исследованиями отечественных и зарубежных авторов была доказана целесообразность использования для повышения эффективности работы станции нейтрализации реагентов-осадителей, способных образовывать с ионами тяжелых металлов нерастворимые соединения. В качестве реагентов-осадителей могут быть использованы химические соединения, содержащие сульфиды, и магнетитовые суспензии.
Однако, несмотря на имеющиеся литературные данные, приводимые сведения не полностью раскрывают проблему, в связи с чем вопросы, связанные с применением реагентов-осадителей с целью интенсификации процессов очистки сточных вод гальванопроизводств, имеющих сложный многокомпонентный состав, требуют дальнейшего изучения.
В первую очередь, это относится к задаче выбора наиболее эффективного реагента-осадителя, определению оптимальных параметров процессов его получения и использования в технологиях интенсификации реагентной очистки сточных вод гальванопроизводств.
Таким образом, разработка новой технологии интенсификации работы локальных очистных сооружений гальваностоков с использованием реагентов-осадителей является актуальной задачей.
Диссертационная работа выполнялась в рамках Федеральной целевой программы «Экология и природные ресурсы России» (2002-2010 г.г.) и программы социально-экономического развития Пензенской области на 2002-2010 г.г., в которых важное место отведено совершенствованию функционирования и повышению экологичности систем водоотведения.
Цель работы заключается в разработке и исследовании новой технологии интенсификации работы локальных очистных сооружений гальваностоков с использованием реагентов-осадителей.
Задачи исследования:
– теоретический анализ существующих способов интенсификации реагентной очистки сточных вод гальванопроизводств;
– разработка и исследование способа реагентной доочистки сточных вод гальванопроизводств с использованием магнетитовой суспензии;
– разработка и исследование способа интенсификации реагентной очистки сточных вод гальванопроизводств с использованием сульфида натрия;
– экспериментальное определение влияния параметров процессов обработки сточных вод гальванопроизводств реагентами-осадителями на эффективность процессов их очистки и доочистки;
– разработка рекомендаций по проектированию и расчету аппаратурного оформления технологии интенсификации реагентной очистки сточных вод гальванопроизводств с использованием реагента-осадителя.
Научная новизна работы состоит :
– в теоретическом и экспериментальном обосновании новой технологии интенсификации реагентной очистки сточных вод гальванопроизводств с использованием сульфида натрия;
– в теоретическом и экспериментальном обосновании новой технологии глубокой доочистки сточных вод гальванопроизводств с использованием химически генерированной суспензии магнетита;
– в получении аналитических зависимостей, адекватно описывающих процессы повышения эффективности реагентной очистки и доочистки сточных вод гальванопроизводств с использованием реагентов-осадителей;
– в определении оптимальных параметров режимов обработки сточных вод гальванопроизводств реагентами-осадителями.
Практическая значимость диссертации:
– предложена и апробирована в промышленных условиях новая технология интенсификации работы локальных очистных сооружений гальваностоков с использованием реагента-осадителя;
– разработаны рекомендации к проектированию и расчету аппаратурного оформления предложенной технологической схемы.
Практическая реализация. Технология интенсификации реагентной очистки сточных вод гальванопроизводств внедрена:
– на локальных очистных сооружениях ОАО «Радиозавод» г. Пензы производительностью 300 м3/сут. Подтвержденный среднегодовой экономический эффект от внедрения составил более 337 тыс. руб/год в ценах 2010 г.;
– на локальных очистных сооружениях ОАО НПП «Рубин» г. Пензы производительностью 25 м3/сут. Подтвержденный среднегодовой экономический эффект от внедрения составил более 28 тыс. руб/год в ценах 2010 г.
Апробация работы и публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ (в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК). Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийских и международных конференциях в гг. Пензе, Самаре, Казани в 2007-2010 гг.
Методы исследований. В диссертации проводились теоретические и экспериментальные исследования, включающие работу с моделями и натурными установками, использовались стандартные методы математического моделирования и проведения химических анализов.
Достоверность полученных результатов оценена с помощью современных математических методов обработки экспериментов. При постановке экспериментов использованы общепринятые методики, оборудование и приборы. Экспериментальные данные, полученные на моделях, соответствуют результатам, полученным на промышленных установках.
На защиту выносятся:
– результаты экспериментальных исследований процесса реагентной доочистки сточных вод гальванопроизводств с использованием магнетитовой суспензии;
– результаты экспериментальных исследований процесса интенсификации реагентной очистки сточных вод гальванопроизводств с использованием сульфида натрия;
– математические зависимости, адекватно описывающие процессы интенсификации реагентной очистки и доочистки сточных вод гальванопроизводств с использованием реагентов-осадителей;
– рекомендации к проектированию и расчету аппаратурного оформления предложенной технологии интенсификации реагентной очистки сточных вод гальванопроизводств с использованием реагента-осадителя.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 141 странице машинописного текста, включает 5 таблиц, 39 рисунков и состоит из введения, 5 глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы из 110 наименований и 2 приложений.
