, 9 класс
КОГОАУ «Лицей естественных наук»
,
кандидат технических наук,
зам. директора по
научно – экспериментальной
работе КОГОАУ ЛЕН
Разработка технологии очистки сточных вод от тяжёлых металлов с использованием сорбента белого угля
Машиностроительные заводы и заводы чёрной металлургии сбрасывают достаточно большие объёмы сточных вод, содержащих в высоких концентрациях, выше предельно допустимых, тяжёлые металлы, которые практически не очищаются на городских очистных сооружениях, загрязняют осадки очистных сооружений и со сточной водой (после очистных сооружений) поступают в водные объекты.[1-8] . В связи с этим разработка технологии очистки сточных вод, содержащих тяжёлые металлы, является актуальной.
Целью работы являлось проведение исследований по сорбционной очистке сточных вод от тяжёлых металлов с использованием белого угля и разработка локальной установки очистки сточных вод.
Объект исследования: белый уголь.
Предмет исследования: определение сорбционной емкости белого угля по тяжелым металлам и разработка локальной установки
Гипотеза: белый уголь должен обладать высокой сорбционной емкостью по тяжелым металлам, и в связи с этим значительно повысит эффективность работы локальной установки очистки сточных вод от тяжелых металлов.
Для проведения исследования были поставлены следующие задачи:
Изучить физико-химические свойства сорбента белого угля. Определить статическую сорбционную емкость белого угля по тяжелым металлам. Провести очистку сточных вод, содержащих тяжелые металлы, с использованием белого угля. Разработать локальную установку доочистки сточных вод от тяжелых металлов с использованием белого угля. Рассчитать экологический ущерб от сброса очищенных сточных вод, содержащих тяжелые металлы.Экологический риск: недостаточно очищенные сточные воды, содержащие тяжелые металлы могут оказать пагубное влияние на флору и фауну реки Вятки. Для снижения экологического риска необходимо внедрение локальных установок очистки и предотвращение сброса на городские очистные сооружения сточных вод, содержащих тяжелые металлы.
Исследования проводились с использованием методик химического анализа, методики определения сорбционной ёмкости активного угля в статических условиях и методики эксперимента по регенерации активированного угля и по очистке промывных вод на активированном угле.
В процессе исследования были определены физико-химические свойства белого угля, и было установлено, что белый уголь подходит для использования в качестве фильтрующего материала.
Статическая сорбционная емкость белого угля по тяжелым металлам по Fe+3 равна 146мг/г, по Cu+2 – 137мг/г, по Zn+2 – 153мг/г, по Cr +6– 121,6мг/г. Сравнение сорбционной емкости белого угля с активированным углем из торфа и древесным активированным углем показало, что удельная адсорбция белого угля по Fe,+3 , Cu+6, Zn+2 выше.
Очистка сточных вод, содержащих тяжелые металлы, с использованием белого угля проходит практически на 100 %. Это показывает, что после прохождения сточных вод через фильтры, содержащие белый уголь, они полностью избавляются от тяжелых металлов.
Была разработана локальная установка доочистки сточных вод от тяжелых металлов с использованием белого угля, включающая резервуары, насосы, баки, контактные резервуары, дозаторы реагентов, тэны, тельферы, которая позволит полностью очистить сточные воды от тяжелых металлов и вернуть их в производство.(См. рис.)
Расчет экологического ущерба от сброса неочищенных сточных вод, содержащих тяжелые металлы, показал, что экологический ущерб, наносимый окружающей среде, равен 1,3 млрд руб, что позволяет сделать вывод о необходимости применения локальных установок для очистки сточных вод от тяжелых металлов.
Рис. Схема локальной установки очистки промывных вод гальванических
производств от тяжёлых металлов
1 – приёмный резервуар;2, 5, 7 – насосы;3 – реактор с белым углем;4 – ёмкость с очищенной водой;6 – ёмкость с регенерирующим раствором 5% H2SO4
Библиографический список
О состоянии окружающей среды Кировской области в 2014 году: Региональный доклад / Под общей редакцией . - Киров:2105, -215 с. , , Масленикова методы очистки и рекуперации сточных вод гальванических производств.// Сборник: "Региональные и муниципальные проблемы природопользования" (Материалы четвертой межрегиональной научно-практической конференции, город Кирово-Чепецк, 24-26 июня 1996г.) Кирово-Чепецк, 1998.-176с. Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров, врачей. Том 3. Неорганические вещества/ Под ред. – Л.: Химия, 1976. , , Махно и перспективы развития методов очистки сточных вод гальванических производств[Текст].//Химия и технология воды, 1989, N 5, т. 11, ч. 20. и другие «Локальные методы очистки и рекуперации сточных вод гальванических производств» Сборник: «Региональные муниципальные проблемы природопользования». . [Текст]/(Материалы пятой межрегиональной научно-практической конференции, г. Кирово-Чепецк, 25-27 августа 1998г.)-Кирово-Чепецк, 1998-С.141-142. , «Исследования сорбционной ёмкости активированного угля, полученного из торфа, по тяжёлым металлам»-Киров, 2010 «Результаты исследований по очистке сточных вод от тяжёлых металлов»-Киров,2003