Модифицирование и утилизация отработанного углеродного сорбента для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов
Диссертация
В последние годы существенно обострились проблемы, связанные с загрязнением воды. Сброс неочищенных или плохо очищенных сточных вод в различные водоемы может привести к снижению биоразнообразия и даже исчезновению жизни в экосистемах. Кардинальное решение проблемы охраны окружающей среды состоит в разработке и внедрении экологически безопасных, безотходных технологических процессов и производств… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
- 1. 1. Загрязнение экосистем ионами тяжелых металлов
- 1. 2. Методы очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов
- 1. 3. Теория адсорбции
- 1. 4. Адсорбенты, используемые в технологии очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов
- 1. 5. Активный уголь
- 1. 5. 1. Получение активных углей
- 1. 5. 2. Классификация активных углей
- 1. 5. 3. Свойства активных углей
- 1. 5. 4. Сорбция неорганических примесей активными углями
- 1. 5. 5. Модифицирование активных углей
- 1. 5. 5. 1. Физические методы активации
- 1. 5. 5. 2. Химические методы активации
- 1. 6. Основные физико-химические свойства и применение капролактама
- 2. 1. Структура эксперимента
- 2. 2. Объекты исследований
- 2. 3. Методики проведения анализа
- 2. 3. 1. Методика модифицирования
- 2. 3. 2. Исследование свойств адсорбентов
- 2. 3. 2. 1. Метод исследования пористой структуры адсорбентов
- 2. 3. 2. 2. Индикаторный метод определения кислотности и основности поверхности твердых тел
- 2. 3. 2. 3. Метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии
- 2. 3. 2. 4. Исследование сорбентов методами дериватографии и ИК-спектроскопии
- 2. 3. 3. Исследование адсорбционных свойств
- 2. 3. 3. 1. Метод исследования сорбционной активности образцов по отношению к иоду и бензолу
- 2. 3. 3. 2. Методика изучения равновесия адсорбции капролактама и ионов меди, кадмия и свинца углеродными сорбентами
- 2. 3. 3. 3. Методика определения капролактама в водном растворе
- 2. 3. 3. 4. Определение концентрации ионов тяжелых металлов в водном растворе
- 2. 3. 4. Методика изучения кинетики адсорбции ионов тяжелых металлов
- 2. 3. 5. Методика изучения адсорбции ионов тяжелых металлов в динамических условиях
- 3. 1. Модифицирование активных углей
- 3. 2. Влияние модифицирования на свойства активных углей
- 3. 2. 1. Результаты исследования параметров пористой структуры
- 3. 2. 2. Результаты комплексного исследования химии поверхности
- 3. 3. Исследование адсорбционной активности модифицированных образцов
- 3. 3. 1. Определение адсорбционной активности по отношению к иоду и бензолу
- 3. 3. 2. Исследование адсорбции капролактама модифицированными образцами в равновесных условиях
- 3. 3. 3. Адсорбция ионов тяжелых металлов углеродными сорбентами в равновесных условиях
- 4. 1. Кинетика адсорбции ионов тяжелых металлов модифицированными активными углями
- 4. 2. Исследование динамики адсорбции ионов тяжелых металлов модифицированными активными углями
- 4. 3. Технологическая схема очистки сточных вод гальванического цеха Кемеровского электромеханического завода
Список литературы
- Соботович Э.В., Ольштынский С. П., Долин В. В. и др. Геохимия техногенеза. К.: Наукова думка, 1991. 228 с.
- Сает Ю.Е., Ревич Б. А., Янин Е. П. и др. Геохимия окружающей среды. М.:Недра, 1990.-333 с.
- Ревич Б.А., Сает Ю. Е. Эколого-геохимическая оценка окружающей среды промышленных городов. В кн.: Урбоэкология / Научн. Совет по пробл. биосферы. М.:Наука, 1990. 240 с.
- Никаноров A.M., Жулидов А. В. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. Л.:Гидрометеоиздат, 1991. 189 с.
- Мур Дж., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах: Контроль и оценка влияния. М.:Мир, 1987. 228 с.
- Матвеев Н.М., Павловский В. А., Прохорова Н. В. Экологические основы аккумуляции тяжелых металлов сельскохозяйственными растениями в лесостепном и степном Поволжье. Самара: Самарский университет, 1997. 215 с.
- Лимин Б.В., Маймулов В. Г., Мясников И. О., Пацюк Н. А., Скальный А. В., Чернякина Т. С. Гигиеническая диагностика загрязнения среды обитания солями тяжелых металлов. СП.-.СПБГМА им. И. И. Мечникова, 2003. 123 с.
- Ковда В.А. Геохимия почвенного покрова. М.:Наука, 1985.- 235 с.
- Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва растение. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1991. — 151 с.
- Дробин Д.Т. Гигиена населенных мест. М.: Мир, 2001. 258 с.
- Авцын А.П., Жаворонков А. А., Риш М.А., Строчкова Л. С. Микроэлементозы человека. М.: Медицина, 1991. 496 с.
- Трастенберг И.М. Книга о ядах и отравлениях: Очерки токсикологии. К.: Наукова думка, 2000. 366 с.
- Гигиенические требования к качеству воды: СанПин 2.3.2.1078−01: утв. гл. сан. врачом РФ 14.11.01: ввод в действие с 01.07.02. М.: ФГУГТ «ИнтерСЭН», 2002. — 168 с.
- Экология города. // Под ред. Стольберга Ф. В. К.: Либра, 2000. 464 с.
- Кульский Л.А., Родионов А. И., Кузнецов Ю. П., Зенков В. В., Соловьев Г. С. Оборудования, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов. Учебное пособие для ВУЗов. М.: Химия, 1985. — 352 с.
- Яковлев С.В. Перспективы развития и совершенствования водного хозяйства машиностроительных предприятий. // Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков машиностроительной промышленности. Матер, семин. Москва. 1988. С. 3 — 8.
- Шалкаускас М.Н. Проблема отходов гальванотехники. // Малоотходные ресурсосберегающие процессы в гальванотехнике. Матер, семин. — Москва. 1988. — С. 3 — 6.
- Технология и оборудование для очистки и обезвреживания сточных вод и газовых выбросов гальванических производств: Каталог ВИМИ. 1992. -112 с.
- Дмитриенко Г. И., Овчаров А. Ф., Курдюк К. М., Гвоздяк П. И. Использование биотехнологической очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. // Химия и технология воды. 1997. № 5. — С. 512 — 514.
- Бучило Э.Т. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений. М.: Металлургия, 1974. 200 с.
- Запольский А.К., Баран А. А. Коагулянты и флокуллиты в процессах очистки воды: Свойства. Получение. Применение. Л.: Химия, 1987. — 208 с.
- Велинская B.C. Состояние и перспективы развития очистки сточных вод электрохимическими методами. // Отчет о научно-исследовательской работе. ВНИИГПЭ, Москва. 1 В.251, № гос. регистрации 81 050 158 129, 1985. -102 с.
- Селицкий Г. А. Электрокоагуляционный метод очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. //Охрана окружающей среды: Обзор, информ. / ЦНИИцветмет экономики и информации, Вып.2. М.: Химия, 1978. 124 с.
- Бунин Н.И. Электрофлотокоагуляционные установки для очистки сточных вод предприятий АПК. // Междунар. агропром. журнал. 1989. № 6 -С. 125 — 130.
- Мамаков А. А. Разделение жидких неоднородных систем электролитической флотацией. // Электронная обработка материалов. 1977. -№ 5-С. 41 -49.
- Морозов А.Ф., Глебов Ю. М., Морозова В. П. Электрофлотационный аппарат для очистки сточных вод от взвесей. // Электронная обработка материалов. 1986. № 1. — С. 57 — 59.
- Матов Б.М. Электрофлотационная очистка сточных вод. Кишинев: Карта Молдовы, 1982. — 170 с.
- Колесников В.А., Аринола П. К. Очистка сточных вод оксидов никеля в цехах гальванического производства методом электрокоагуляциофлотации. М.: Химия, 1992.-219 с.
- Запольский А.К., Образцов В. В. Комплексная переработка сточных вод гальванического производства. М.: Химия, 1988. 307 с.
- Когановский A.M. Адсорбция и ионный обмен в процессах водоподготовки и очистки сточных вод. К.: Наукова думка, 1983. 311 с.
- Когановский A.M., Клименко Н. А. и др. Адсорбция органических веществ из воды. JL: Химия, 1990. 285 с.
- Кульский JI.A. Основы химии и технологии воды. К.: Наукова думка, 1991.-276 с.
- Кульский JLA. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки воды. К.: Наукова думка, 1980. Т. 1. — 311 с.
- Кульский JI.A. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки воды. К.: Наукова думка, 1980. Т. 2 — 297 с.
- Кульский JI.A. Методы улучшения запаха и вкуса питьевой воды. М.: Мир, 1961.-211 с.
- Цейдлер А.К. Основные реагенты, применяемые для обработки воды. М.: Мир, 1962.- 111 с.
- Тарасевич А.О. Природные сорбенты в процессе очистки воды. М.: Химия, 1981.-342 с.
- Липович В.Г., Калабин Г. А., Калечиц И. В. и др. Химия и переработка угля. М.: Химия, 1988.-336 с.
- Махорин К.Е., Пищай И. Л. Физико-химические характеристики углеродных сорбентов. // Химия и технология воды. 1996. Т. 18. — № 1. — С. 74.
- Сергеев В.В., Якимова Н. И., Папурин Н. М. Применение углеродных сорбентов нового поколения для очистки питьевой и сточной воды промышленной и ливневой. // Вода и экология. 2001. № 1. — С. 34 — 37
- Когановский A.M. Адсорбционная технология очистки сточных вод. К.: Наукова думка, 1983. 301 с.
- Маркова Н.П. Перспективы развития адсорбционного метода очистки сточных вод. К.: Наукова думка, 1984. 237 с.
- Тарковская И.А. Окисленный уголь К.: Наукова думка, 1981. 237 с.
- Русьянова Н.Д., Максимова Н. Е., Полякова И. А., Жданов B.C., Бубновская JI.M. Фаткулин И. Я. Изучение состава и свойств продуктов экстракции и восстановительного алкилирования Улугхемского угля. // ХТТ. 1989.- № 2. -С. 32−38.
- Хренкова Т.М., Кирда А. В. Механохимическая активация углей. // ХТТ. 1994.-№ 6.-С. 36−42.
- Полубенцов А.В., Пройдаков А. Г., Каницкая JI.B., Кузнецова Л. А., Пономарева Т. А. Изучение влияния механоактивации угля в гидродинамическом роторно-пульсационном аппарате на состав экстрактов. // ХТТ. 1989. № 2. — С. 39−47.
- Полубенцев А.В., Каницкая А. В., Пономарева В. А., Пройдаков А. Г. Влияние механоактивации на растворение углей в дейтерированном изопропиловом спирте в суперкритических условиях. // ХТТ. 1990. № 4. — С. 60−65.
- Хренкова Т.М., Кирда А. В. Механохимическая активация углей. // ХТТ. 1994,-№ 6.-С. 36−42.
- Самойленко Г. В., Мизина Л.А, Баранов С. Н. Влияние ультразвука на растворение каменных углей в органических растворителях. // Строение и свойства угля. Сб. науч. тр. К.: Наукова думка, 1981. С. 65−71.
- Ларина Н.К., Игнатова О.К, Горшко В. Д. Влияние облучения на растворимость назаровского бурого угля. // ХТТ. 1975. № 2. — С. 55 — 59.
- Баранов С.Н., Неронин Н. К., Самойленко Г. В. Изменение физико-химических свойств ископаемых углей в условиях обработки методом гидроэкструзии. // Строение и свойства угля. Сб. науч. тр. К.: Наукова думка, 1981. С. 36−43.
- Баранов С.Н., Самойленко Г.В Неронин Н. К., Черный Ю. Ф. Изменение физико-химических свойств каменных углей при воздействии высоких давлений. // Деструкция и окисление ископаемых углей. Сб. науч. тр. К.: Наукова думка, 1979. С. 45 55.
- Плопский Е.Я., Успенский А. С., Алиулин В. В. и др. Исследование возможности интенсификации суперкритического растворения бурых углей с помощью механо-химической активации. // ХТТ. 1986. № 4. — С. 92 — 100.
- Алкилирование. Исследование и промышленное оформление процесса. / Под ред. Л. Ф. Олбрайта и А. Р. Голдсби. М.: Химия, 1982. С. 308 324.
- Сапунов В.А., Зубова Т. И., Курченко В. А. Влияние импергирования щелочами и термообработки на парамагнитные свойства бурых углей. // ХТТ. 1989.-№ 3.-С. 32 36.
- D. Lozano-Castello, М.А. Lillo-Rodenas, D. Cazorla-Amoros and А. Linares-Solano. // Carbon. 2001. V.39. — №.5. — P. 741 — 751.
- Тамко A.B., Саранчук В. И., Шевкопляс В. Н., Карпухин В. А., Квасов А. В., Лукьяненко Л. В. Активирующее влияние водных растворов неорганических щелочей и кислот на процесс пиролиза газовых углей. // ХТТ. 1992. № 2.-С. 48 — 58.
- Тамко В.А., Шевкопляс В. Н. Влияние неорганических щелочей и кислот на выход и состав жидких продуктов пиролиза низкометоморфизованных углей. // ХТТ. 1995. № 5. — С. 67 — 78.
- Activated carbon filters from pecan shells. // Environ Sci and technol. 1997.-31. -№ 3. -P. 120.
- Coal sorbents system for the extraction and disposal of heavy metal and organic compounds pap. Int. Clean Water conf. La Jolla, Callif, 28−30 Nov., 1995 / Madallone R.F. // Water Air and Soil Pullut. 1996. 90. — № 1−2 — P. 163−171.
- Белякова JI.A., Полонская И. И., Тертых B.A. // Синтез и физико-химические свойства неорганических и углеродных сорбентов: сб. научн. Тр. / Ред. Кол.: В. А. Тертых и др. -К.: Наук. Думка, 1986. 128с.
- Пат. 19 812 543, Германия, МПК6 B01J20/30, 23.09.1999. Способ обработки сорбента для подготовки питьевой воды.
- А.С. 2 023 662, Россия, МПК5 СО 1ВЗ1/086, 30.11.1994. Способ получения модифицированного активного угля.
- А.С. 2 168 358, Россия, МПК7 B01J20/32, 10.06.2001. Способ получения сорбента для очистки сточных вод от ароматических аминов.
- А.С. 2 071 826, Россия, МПК6 B01J20/20,19.10.1997. Способ получения модифицированного сорбента.
- Пат. 691 592, Швейцария, МПК7, C02F001/50, 31.08.2001. Способ модификации активированного угля для процессов водоподготовки.
- Саранчук В.И., Бутузова Л. Ф., Дридж М.А, Зайковский А. В., Зимина Е. С., Яшина Т. Н. Влияние химической модификации углей на их поведение в процессе переработки. // ХТТ. 1995. № 3. — С. 32 — 38.
- Тамаркина Ю.В., Шендрик Т. Г., Кучеренко В. А. Взаимодействие углей различной степени метаморфизма ацетилнитратом. // ХТТ. 2001. № 4. -С. 38−44.
- Суринова С.И., Казначеева Н. М., Толстых Т. Ю. Новый метод формирования физико-химических и сорбционных свойств углеродных адсорбентов на основе ископаемых углей. // ХТТ. 1994. № 6. — С. 86 — 94.
- J. Hayashi, A. Kazehaya, К. Muroyama, А.Р. Watkinson // Carbon. 2000. -V.38. № 13. — P. 1873 — 1878.
- Рудаков Е.С., Сапунов В. А., Кучеренко В. А. Механизм окисления высокометаморфизованных углей газофазной азотной кислотой. // ХТТ. 1991. -№ 2. С. 41 — 48.
- Роберте Дж., Касерио М. Основы органической химии. М.: Мир, 1978. -888 с.
- Вольф JI. А., Хайтин Б. Л. Полимеризация капролактама. Л.: ЛГУ, 1982.-208 с.
- Жиряков В.Г. Органическая химия. М.: Химия, 1968. 487 с.
- Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, пер. и доп. в трех томах. Том II. Л.: Химия, 1976. 623 с.
- Кротов Ю.А., Карелин А. О., Лойт А. О. Предельнодопустимые концентрации химических веществ. Санкт-Петербург.: Изд. Мир и семья, 2000. -358 с.
- Ляликов Ю.С. Физико-химические методы анализа. М.: Химия, 1973. -536 с.
- Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир, 1984.-306 с.
- Нечипоренко А.П., Буренина Т. А., Кольцов С. И. Индикаторный метод исследования поверхностной кислотности твердых веществ. // Журнал общей химии. 1985. № 9. — С. 1907 — 1912.
- Вовна В.И. Фотоэлектронная спектроскопия молекул. // СОЖ. 1999. -№ 1.-С. 91 -93.
- Паулик А.С. Дериватография. М.: Мир, 1989. 119 с.
- Киселев А.В., Древинг В. П. Экспериментальные методы в адсорбции и молекулярной хроматографии. М.: Изд-во МГУ, 1973. 443 с.
- Новый справочник химика и технолога. Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. С.-Пб.: Мир и семья. Профессионал, 2002. Т.1. 988 с.
- Новый справочник химика и технолога. Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. С.-Пб.: Мир и семья, Профессионал, 2002. Т.2 1012 с.
- Глузман Л.Д., Эдельман И. И. Лабораторный контроль коксохимического производства. Харьков: Гос. ун-т изд-во литер, по черной и цветной металлургии, 1957. 636 с.
- ГОСТ 6217–74 Уголь активный древесный дробленный.
- Когановский A.M., Клименко Н. А., Левченко Т. М., Рода И. Г. Адсорбция органических веществ из воды. Л.: Химия, 1990. 256 с.
- Аранович Г. Л. Принципиальное уточнение изотермы полимолекулярной адсорбции. // Журнал физической химии. 1988. Т. 62. — № 11.-С. 3000 -3008.
- Дубинин М.М. Адсорбция и микропористость. М.:Наука, 1976.-105 с.
- Когановский A.M., Левченко Т. М. О применимости уравнения ТОЗМ к адсорбции из растворов активными углями. // Журнал физической химии. -1972. Т. 46. — № 7. — С. 1789 — 1793.
- Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия, 1984. 369 с.
- Дегтярев М.В., Дубинин М. М., Николаев К. М., Поляков Н. С. Исследование адсорбции паров на непористом углеродном адсорбенте. // Изв. АН сер. химия, 1989. № 7. — С. 1463 — 1466.
- Kalab V., Hlavacova A. Fotomatricke stanoveni kaprolaktamu. // Chemicky ptomysl. 1963. № 11. — P. 611−613.
- Ротиян А.Л., Тихонов К. И., Шошина И. А. Теоретическая электрохимия. Л.: Химия, 1981. -430 с.
- Тимофеев Д.П. Кинетика адсорбции. М.: Издательство АНСССР, 1962.-252 с.
- Марутовский P.M. Массопередача многокомпонентных смесей в системе жидкость твердое тело. // Химия и технология воды. 1986. — Т. 8. — № З.-С. 3- 14.
- Золотарев П.П. Точные и приближенные уравнения кинетики адсорбции для линейной изотермы в случае конечной скорости внешнего массообмена. // Изв. АН сер. Химия. 1968. № 10. — С. 2408 — 2410.
- Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М: Химия, 1984.592 с.
- Очистка производственных сточных вод. / Под ред. Турского Ю. И. Л.: Химия, 1967.-331 с.
- Когановский A.M., Клименко Н. А., Левченко Т. М., Марутовский P.M., Рода И. Г. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении. М.: Химия, 1983. 288 с.
- Тарковская И.А., Гоба В. Е., Томашевская А. Н. Углеродные адсорбенты и их применение в промышленности. М.: Наука, 1983. 250 с.
- Когановский A.M., Клименко Н. А., Левченко Т. М., Рода И. Г. Адсорбция органических веществ из воды. Л.: Химия, 1990. 256 с.
- Астракова Т. В., Юстратов В. П., Краснова Т. А. // Вестник СОВШ. Томск. 1999.-№ 1(5). С. 3.
- Юстратов В. П., Краснова Т. А., Астракова Т. В., Юстратова В. Ф. // Хим. и техн. Воды. 1998. № 4. — С. 23.
- Boehm Н. P. //Adv. Catalysis. 1966. 199 p.
- Рачинский В.В. Введение в общую теорию динамики адсорбции и хроматографии. М.: Наука, 1964. 135 с.
- Когановский A.M., Продан Л. Н. Влияние осаждения оксида железа в порах активного угля на адсорбцию фенола и красителя прямого алого. // Химия и технология воды. 1988. Т. 10. — № 3. — С. 229 — 231.
- Джангиров Д.Г., Рода И. Г., Муратова М. А. Методика определения коэффициентов массопередачи по данным адсорбции растворенных веществ. // Химия и технология воды. 1991. Т. 13. — № 12. — С. 1083 — 1085.
- Дубинин М.М. Кинетика и динамика физической адсорбции. М.: Наука, 1973.-117 с.
- Ларин А.В., Губкина М. Л., Поляков Н. С. Динамика адсорбции паров веществ на активных углях. // Российский химический журнал. 1995. Т. XXXIX.-№ 6. — С. 143 — 148.
- Тимофеев Д.П. Кинетика адсорбции. М.: Изд-во АН СССР, 1962.252 с.
- Павлов К.Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Наука, 1964. 135 с.
- Катюшина Н.С. Очистка природных и сточных вод. М.: Мир, 1987.203 с.
- Смирнов А.Д., Соколин Н. Е. Новые технологические проектные решения водоотвения. М.: Химия, 1984. 287 с.
- Кульский Л.А. Теоретические обоснования и технологические решения проблемы чистой воды. К.: Наукова думка, 1970. 125 с.
- Кульский Л.А., Родионов А. И., Кузнецов Ю. П., Зенков В. В., Соловьев Г. С. Оборудования, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов. Учебное пособие для ВУЗов. М.: Химия, 1985. 352 с.
- Соколин, Э.О., Афанасьев И. К. и др. Новые технологии и проектные решения водопроводных и канализационных сооружений г. Москвы. М.: Химия, 1974.-271 с.
- Dynamic date on lead uptanc from water by chabarite / PansiniM., Colella C. // Desalination. 1990. V.78. — № 2. — P. 287 — 295.
- Holl W., Horst J. Elimination of heavy metals by the CAP1X ionexchange process. // Int. Conf. Ion exchange processe. Wrexham, Apr. 13−16 IONEX, 87 -London.- 1987.-P. 165−172.
- Zhu Jie, Guiochon Georgies Selective and sorption of cadmium end mercury onits column. // J. Chromatogr. 1993. V. 636. — P. 189 — 195.
- Rhee H.K., Amundson N. R // Chem. Eng. 1974. V. 29. — P. 2049.
- Traitement des boues daleliers de galvanoplastie / cleizes R. //Galvano-organo-trait. Surfase. 1996. V.65. — P. 671
- Carter Margaret C. Weber Walter J. Modelling adsorption of TCE by activated carbon preloaded by background organic matter. // Environ. Sci and Technol. 1994. V.28. — № 4. — P. 614 — 623.