Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Исследование процессов и разработка методов очистки сточных вод с использованием магнитных частиц высокой дисперсности

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Исследование процессов и разработка методов очистки сточных вод с использованием магнитных частиц высокой дисперсности"

»

1ШВСЫШЙ П0Л1ТВХН1ЧНИИ 1ШТИТУТ

На правах рукслшеу УДК 628.16

РАДОЕЕНЧИК ВЯЧЕСЛАВ МИХАЙЛОВИЧ

ДОСЛТДЖРННЯ ПГО1ГО01В ТА РОЗРОБКА МЕТОД1В ОЧИСТКИ СТГИШХ ВОД 3 ВИКОРИСТАШШМ МАГН1ТНИХ ЧАОТВДОК високот ЛИСПЕРСНОСТ1.

CiitíuJaíibHicTb П.СЮ.11 - окорона навколидаього сервдсынць,

рацЮнвльне використання ири]юд-них pecypclB.

АВТОРЕФЕРАТ дисертацИ на здойуття паукового ступеня кандидата техШчних наук.

lüllB - 1994

Дисертац1я е рукошс.

Работа виконана на кафедр! технологи целюлозно-паперових ви робництв та промисдово1 екологП Ки1вського поя1техн1чного 1нсти-туту.

Науков1 кер1вники: I. доктор техн1чних наук, професор ШУТЬКО Олександр Петрович 2. кандидат х1м1чнях наук, доцент ГОМЕЛЯ Микола Дмитрович 0ф1ц1йн1 опоненти: I. доктор х1м1чних наук, старший ноу-ковий сп1вро01тщк АЛЕКСЕЕВ Олег . Леон1довнч

2. кандидат техн1чних наук, професор ТЕРНОВЦЕВ В1тал1й Омелянович

Пров1дна орган!зац1я: Укра1нський 1нститут 1нженер1в водного господарства, м.Ивне.

Захиот в1дбудеться ¡^лЛ-^л^Я " 1994 р. о 14*° на зас1-

дшш1 сиец1ал1зовано1 вчево! ради Д.01.02.01 Ки1вського пол1тех-н1чного 1)1ституту за адресов;

252057, м.Ки1в-Б7, проспект Перемоги 37, корп. 4, к1мн. 118.

3 дисертац1ею можна оэяэйомитися у сИбл1отец1 Ки1вського пол! ■гехШчного 1нституту.

Автореферат роз1сланий " "(О. ""^ии^о" 1994 р.

В1дгукк на автореферат у двох прим1рниках зв пЩшсом, за-твердженим печаткою, прохання надсилати за адресою: 252057, м.Ки!в-57, проспект Перемоги, 37, КП1, Вчена рада.

ВчетеЛ секретер спец1ал1зовано1 вчено! ради

Ср1бнлй Л.е.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА .РОБОТИ.

Актуальц]с'гь роботи. Забруднення наиколишнього середовивд остан н!м часом наст1льки зросло, що загрожуе людетну еколог1чнои кнтн-otjxkJjokj. До 1шйб1льш шк1длииих та шзбсиаочних шкид1и техаогсшю! д1ялыюст1 людаш можна в1днеети хромати та рад1о1зотопи. Г^юблема вилучення octshuíx 1з води стала особливо актуальною п1сля ьварН на ЧАЕС, коли в водоймща потратит дужо шк1длив1 рад1онуки!ди es1"' та Si-4" з великим пер1одом нап1врозпаду. Хромати в1др!зняються в1д Jnnmx високою токсичн1стю, що знаходиться на р1вн1 ц1ан1д1в. Нез-важамчи на гЦдвищену увагу до еко,лог!чних проблем, ефективн1 технологи для 1х вир]шепни розробляються поки що дуже пов1льно, а традшЦйн! не завжди ефективн1 через низьку ступ!нь знешкодження та високi витрати на обладнання та його експлуатац1ю.

Одним з иерспективних метод1в тонко! очистки стХчних вод е метод з використянням MarHiTfffljc частинок високо! дисперсност1, однак иедоотатня вивчен1сть заважае широкому floro впровадженнв.

Мета роботи. I. Розробка ефективного обладнашя для вилученнп 1з ст'чних вод (|«]К1мага1тш1х частинок.

2.Вивчення npoueciu очистки с-Ичних вод 1з застосуванням магн1тних частинок високоI диенерсност1.

3. Розробка технолог!» очистки ст1чшх вод в!д хромат1в та рад!о-нукл1д1в Cs'37, Sr*°.

Наукова новизна. Запропонована нова методика розрахунку швидкос-т1 р1дшга в порах, розроблений 0риг1лмлы!ий метод формуваиия пористого середовища електромагн1тного ф1льтру. Розроблена програма для розрахунку на ПЕОМ котушок для створення пост!йного магн1тного ноли.

Вивчено залежнЮть магн1тних та сорбц1йних властивостей. частинок в1д умов 1х.синтезу. Всталовлен1 оптимальн1 йараметри 1х за-стосування в тохнолог1чних процесах.

Досл1джено процеси очистки ст!чних вод в1д хромат1в та рад!о-нукл1д1в о застосуввнням магн1тних частинок висок о! дисперсност1.

За1гропонован1 гехнолог1чн1 схеми цих процес1в.

Практична ц!нн!сть. Запропонований ефективний електромагн1тний ф1льтр для вилучения з р1дан магн!тних частинок високо! дисперсность Складена нрограма для розрахунку на ПЕОМ котушок для створення пост1йного мага1тного поля. Розроблен! методики одержання магн!тних частинок високо! дисперсност1 з в!дпрацьованих травильних розчин1в. Залропонован! технолог1чн! схеми очистки води в1д хромат1в та рад!-онукл1д1в, котр! не зб1льшують вм1ст солей в.очищених водах 1 потребуют м!н1мум ревгент1в.

Лнробац1я робота. OchobhI результата робота допов1дались на кон-{■еренцХях Ки1веького пол!техн!чного !нстатуту, робота по технологи нилучення рад!онукл1д!в на конкурс! Укра1нського х!м!чного товарист-1>п п1дм1чена третьою прем1ею.

Публ1кац!1. Зм1ст дисертац!йно1 робота викладений в 7 друкованях нряцях. По тем1 дисертац11 отримано I авторське св1доцтво, подано 4 заявки на патент Укра1ни.

Структура та обем роботи. ДисертацМна робота викладена на 161 стор1нц1 ! складаеться з вступу, чотирьох глав, висновк1в та додат-ку, включае 45 рисунк1в та 6 таблиць. Список л1тератури складаеться 1з 150 найменувань.

ОСНОВНИИ 3MICT РОБОТИ.

nejiufi глава присвпчена анал1зу л1тературних джерел про процеси водоочистки з використанням магн1тного поля. В залешост! в!д наяв-нос-т! мпгн!тних частинок в вод!, а також в!д способу 1х одержання.

запропоновано вс1 в1дом1 метода магн1тно1 водоочистки розд1лити на чотири основн! груш:

- магн1то-ф1льтрац1йн1 метода - очищения води, що м1стить маг-н1тн! частинки;

- феритн1 метода - одержання кристал1чного осаду з магн!тними властивостями х!м1чними методами безпосередньо в. очшцуван!й во. Д1:

- магн1то-сорбц1йн1 метода - додавання в очивдвану воду суспец-з!1 магн!тних частинок, попередиьо одержаних в р1знйх умовах;

- метода феромагн!тних 1ов1т1в - надання магн!тних властивостей г]>анулам пол!мерних сорбент!в.

Розглянут1 моаимвост1 коадого 1з метод1в при використанн! його для очистки ст!чних вод, цриведен1 умови найб1льш характерних процесс, 1х особливост1. В1дм!чено перспективнЮть магн1то-сорбц1йних метод1в для тонко1 очистки 'ст1чних вод.

Для видученна магн!тшлх частшок !э р1дан в б!льшоот1 випадк!в застосовують р!зн1 типа магн1тних ф!лътр1в та сепаратор1в. Найчаст1-шв для тонко! очистки використовують ф!льтри з феромагн1тною насадкою. Для формування пористого середовища насадки використовують фе~ ромагн1тн! кульки, обрубки зал!за, др1б, стружку та т.п. Особлив!с-ти методу магн1тного осадхення феромагн!тних частинок е той факт, що частники локал1зуються в точках контакту кульок. Якщо пом1г/гити чотири кулыаг рад!усом я в магн!тне доле, то м!сце локал1зац11 частинок сп1впадае з показаним на рисЛа. Це пояснюеться там, що маг-н1тн1 сшга, котр1 д1ють на магн1тцу частшщу в р1зних м1сцях поперечного перер1зу пори р!зн1, 1 визначаються магн!тною проникн1стш (р.) простору м1ж даома кульками. Як видно з рис. 16, вона максимаяь на в точках контакту кульок 1 м1н1мальна в центр! поперечного пере-р!зу пори. В1домо, що прбцес осадження феромагн1тних частинок в маг-н1тних полях визначаеться в основному двома конкуруючими силами -иагн1тноп та стоксового. Розрахунки величини магн1тно1 сили достатньо в1дпрацьован1-1 не потребують пояснень. Стоксова сила, або сила опо ру рухомо! р1дани, пропорцШа швидкост1 р1дини. Звичайпо ишидкЮть р!дани (V) визначають на основ! р!шення класично1 задач1 про швид-к!сть р1дйни, що обт1кае С8м1тню кульку без врахування вшшву сус!д-я1х кульок. Нами розряховано на основ1 зокон1в г1дромехан1ки цроф1л]> ввидкост1 р!дани в порах м1ж чотирма кульками. Ця залежн1сть показана на рис. 1в. Як бачимо, швидк!сть максимальна в центр! попереч-

*

v/v

-1,0 О 1,0

Тис.Т. До розгляду сил, щсг д1ють нп магШтиу частнику в порах електромагн1'пюго фХльтру.

ного перер1зу пори 1 зменшуеться в напрямку поверхн1 кульок. Таким же чином розпод1ляеться 1 величина ctokcoboI сшш. Сц1вставляючи значения мапИтнЫ та ctokcoboI сил в р1знях точках поперечного пе рер1зу пори, можна в1дм1тити 1снуюче тут протир1ччя : в м1сцях максимального значения магн1тно! сшш значения ctokcoboI сшш м1н1маль не, 1 навпаки. Це приводить до зниження ефективност1 вилучення мвг-HlTmix частинок та великих, затрат електроеяергИ. Розм1щення в про-м1жках м!» основними кульками кульок меншого д1вметру було мало ефективне, так як це приводить до значного зб1льшення к1лькост1 кульок в насадц1 та затрат часу на 1х складаяня. До того ж така структура розмИцення кульок обор1гаеться лише до перщого циклу регенера -ц11 феромагн1тно! насадки. П1сля регенерацН структура не в1дновло-. еться, а ефективШсть очистки знижуеться. Нами розроблена феромаг-н1тна насадка, позбавлена вказших иедол!к1в. В пром1жки м1ж кульками встановлкдать феромагн1та1 стержн1, як показано на рис.2. При цьому обмежуеться частина поперечного перер1зу пори, де мага1тна сила м1н!мальна, а стоксова - максимальна, та на 2/5 зб1лыпуеться к1льк1сть точок контакту, що п!двищуе ефективн1сть вилучення магн1т-них частинок. Така конструкц1я дозволяв значно знизитй затрата на первинне формування пористого середовивд те в!дновлення його п1сля регенерацН. По наших розрахунках, ефективнХсть кожного шару кульок тяко! насадки зб1лыиу еться на 5%.

Самим енергоемким елемонтом електромагн1тпого ф1льтру е котушка. Точн1сть 11 ]юзрвхунку впливай як на ефективн1сть вилучення магаХт-них частинок, так 1 на економ1чну ефективнЮть всього процесу очист ки. Розрахунки котушок методом п!дбору - досить тривалий та трудоемкий процес. Для спрощення та автоматизацП таких розрахунк1в нами розроблена прогрвма для ПЕОМ. Бона складаеться з трьох п1дпрог-рам. Перша п1дпрограма призначена для розрахунку розпод1лу напру-женост! магн1тного поля в робочому об'т! totoboI котушки. Друга п1д програма служить для розрахунку котушок по задаШй-напружешюст1 магн1тного поля. Ця п1дпрограма дозволяв також розраховувати котушки на задану напругу живлення. Третя п1дпрограма служить для розрахунку скомпенсованих котушок. Основним недол1ком котушок е роз1мк-нут1сть магн1тного ландтаге. Це приводить до того, що напружйн1сть магн1тного поля на к1нцях котушки, в залежност! в1д сп1вв1дношення довжини до внутр1шнього д1аметру, може бути майже в два рази метла напруженост! поля в II середин!. Тому при розрахунках маш1таих

А - А

Рис. 2. Формування пористого

середовшца з допомогою фе}х>магн1тяих стержн!в

1 - кориус;

2 - намагн1чуюча система;

3 - феромагн!тна насадка;

4 - кульки насадки;

5,6 - форомагн1тн1 стерни!.

{)1льтр1в доводиться ебо зб1льшувати довжину котушки, або п1двищува ги еноргетячн!. витрати. Б!лыа ефективким е використашт конструкц1Я з компенсуючими котушками, оптимальн! параметра яких розраховуються ю запропонован1й програм!.

Нев!демним елементом магн1то-сор(5ц1йного методу очистки ст1чяих зод е магн1тн1 частинки. Нвйб1льш простим методом 1х одержання е метод окисления 1он1в Ре(Н) киснем в лужному середовищ1. Проведен! (осл1дження показали, що оптимяльким дпя дяного процесу е рн-Ю. При ^■ому частники адаыть ннйкраии Мит1'ш1 шасшиоот! при м!н!малышх штрвтах кисшо. Встановлсио також, що при концентрац!ях 1он!в Ре(11) ) розчинах вшцих 50 г/л проходить !нтенсивне п1ноутворения, обем ;ум1ш1 зй1льшуеться в 3-4 рази, процес утворення магнетиту спов!ль-воеться.

При отримаш! магн!тних частинок !з двокомпонентних розчин1в «ачно скорочуеться тривал!сть технолоПчного циклу. При осадаен1 йгнетиту 1з сум1ш! розчин1в 1он1в Ре(Ц) та Рв(Ш) осади, що одер-:ан! при сп1вв1дношенн1 1х концентрац1й К= [ЯеСII) 1/[рв(1П) ] = 0.01

3.0 маыть магн1тн! шюстивост1. Максимальну магн!тну сприйвятли-|1сть мвють осади, одержан! при К=0,5. При використанн1 сум!ш1 роз-ин1в !он!в Рв(Ц) та-сй(И) д!апазон сп!вв!дношень 1х концентрац!й Ре(11)]/[си(II)], при яких осади мають магн1тн1 властивост1 лежить | межах в1д I до 10, а при використанн1 сум1ш1 ррзчин1в 1он1в Ре(П) а сг(у1)- в1д 5 до 25. Максимальна мага!тна сприйнятлив1сть в пер-ому вйпадку отримана при сп1вв1дношенн! [Ре(1Ш/[сиШ) ] = 4,0, в ругому - СГв(11)]/1сг{У1)}=13,2. При цьому виявлено, що 1снуе пря-а залежн1сть м1ж магн1тними властивостями частинок та густиною оса у, одероканого при пост!йн!Й загальн1й концентрац!! !он1в метвл1в.

Незважаючи на те, що на сьогодн! досл1даено досить багато мето-!в очистки ст1чш1Х вод з використавдям магн!тних частинок, не виз-ачен! ч!тко граничн! параметри, при яких застосування цих частинок е приводить до пог!ршення процес!в очистки. Нами показано, що на 1апазон застосування магнетиту вшмвае рН середовшца. При рН<4 про одить розчинешш,магнетиту ! перех1д !он1в зал!за в очищувану воду, ри цьому ступ1нь розчинення залежить в!д сп!вв1дношення К при осад-зн! магнетиту. Для магнетит!в, одержаних при К=Т,й ступ1нь розчи-8ння на порядок вшца, н1ж для магнетит1в, одержаних при К=0,5. На гуи!нь розчинення вшшвае також 1 час стар1ння мяптвтиту. Розчии-1сть мягнетит1в, тврм1н витрамки яких п!сля освдуння не перо^гчу-

г*

mm одно! години вища, н1ж тих, котр1 мали б1лыпий тсрм1н витримки. ¡¡ричому, при зб1льшенн1 цього пром1жку з I до 24 годин, концентра-ц1п 1он1в зал1за, що переходили в розчин, залишалась постШюю.-Встаиовлоно також, що з п1двище1шям температуря концентрац1я 1он1в зал1за в розчии1 зб1льшуеться Т1льки при рИ<4.

Сор0ц1йн1 характеристики магнетиту в значн1й Mipi залежать в1д сн1вв1дношеиня кондвнтрац1й 1он1в зал1за К при його отриман1. При досл1дженн1 процесу вид1лення 1з води метиленового синього з засто-оувшшям магнетиту, отриманого при К=0,5, ступ!нь видалення tft= (Сп- С3)/Сп , де Сп та С3 - початкова та заляшкова кондентрацИ речовини, що вщЦляеться ] однакова В д1аназон! рН=3-1Г1 досягае нише 37±2Ж ( крива I рис.З). При Ю-1,0 та при рН>7 сорбц!йн1 влас-тивост1 магнетиту по в1дношенню до метиленового синього зростають в 2 рази. Ие можна пояснити тим, що при К=1,8 на поверхп1 частинок зб1льиуеться концентрац1я fb(II) по в1дношеннв до IohIb Fe(III), що приводить до Шдевдення електронегативного заряду Ix поверхн1 та чдят1юст1 захвату кат!онактивних McwjeKyjj метиленового синього.

100-----------

80---------—

,--_

.60--------" /.............

40 - '' — -

20 --------

[\L |

0,4 1,2 2,0 2,8 K=[Fe(II)]/[Fe(III)1

Рис.З. Зялешйсгъ ступени видале]шя метиленового синього в1д сп1в1)1дноикпгнн концентрац1й К : I- ггри рН=Г>,0; 2- при рН=8,0.

Кр1м сн1вв1дпошеш1Я К на сорбц1йп1 властшюст! магн1тних части-и.-чс тиивае також час Ix витримки п1сдя синтезу. При витримц1 мпгпе-T.iry п[<)Тнгом J-?88 год з моменту його отримання при К=0,4 (Сишзь-K-J до при]-одного м'-чпетиту) його сорбЩйн! характеристики практична им t-MlHMii'i'bcn як в кислому (крива I, рис'.4),'так 1 в лужному ( кри-

»

— — / .........

>

\

\L

а 2, рис.4) середоищ1. При викорястанн! магнетиту, отримаиого при п!вв1дношенн1 К=2,0 ступ!иь видалення метиленового синього зб.!ль-уеться !з зб!лыпенням часу витр.вдки магнетиту перед його застосу-штн в кислому серодони:1;! (кртеа 3, рис.4), 1 зменшуеться в луж-ому середовжц! (крива 4, рис.4). При цьому ступХнь очистки в!д ме-иленового синього як в кислому так 1 в лужному середовищ1 наближа-ться в к1нцевому результат! до значень, близьких отриманим при п1вв!диош0нн1 К=0,4. Таку зм!ну сорбцШшх властивостей можна цо-снити тим, що з часом проходить окисления зал!за (II) та завершу-ться '¡ю]мупнипя кристал!чно! реи!тки магнетиту 1 його структура аближаеться до структури природного. Зниження ступени очистки в1д этиленового синього в кислому середовищ!, можливо, обумовлене про-есом десорбц11 барвника в присутност! надлишку протон1в.

Сл!д також в1дм!тити, що на сорбц!йн! властивост! магаетиту в !ачн1й Mipl вшшвае сп1вв1даошення К, 1 практично не впливае вели-ша сумярно1 концентрац!! 1он1в зал!за. При зм!н! концентрац!! loin зал1за в 1фоцес! одержання магнетиту в 10 раз1в. його сорбц1йн! эрактеристики залишаються пост!йними.

А.-/.

Рис.4.3алежн1сть ступешо видалешгн метиленового синього. ' в ¡.д пер1оду иизрЬзаннн магнетиту при:

1 - К=0,4, рн=5;

2 - К--0.4, рн=8;

3 - К=2,0, Рн--5: .

4 - К-2,0, рН=8.

В зня?ку тим, що в сильнокислому середовшд! проходить р:«чи-

нення магнетиту 1 перех1д íohíb зал1за в розчин, було вивчено мож-лив!сть викорисгання його для ввдалення пах Iohíb. Встановлено, що 1они зал1за (III) можуть бути повнЮтю видален1 до ГДК при сп1вв1д-ношенн1 концентрацШ магнетиту та Iohíb Fe(III) як 10:1 i б1льше. При цьому рН середовшца не повинно бути нижче 4. При видаленн1 Iohíb Fe(II) це сп1вв1дношення збер1гаеться, але границя рН п!двищу-еться до 7. В вшхадку вилучення íohíb зал1за задов1льн1 результата отримано лише при вилученн1 г!дрол1зованих форм. При обробц1 магнетитом розчин1в, що м1стять як 1они зал!за (II), так 1 1они зал1за (III) наявн1сть останн1х значно пол1пшуе видалення íohíb зал1за (II), а оптимальн! умови залежать в1д сп1вв1даошення концентрац1Й обох форм. Мабуть, в цьому виаадку, в присутиост1 íohíb зал!за (II) та (III) можлива добудова кристал1чно1 реш1тки магнетиту з участю цих 1он1в при рН, нижче оптимальних для утворення магнетиту, (крива 3, рис. 5).

АУ.

Гис.5.3алеш1с.тъ ступени вилучення íohíb зал1за магнетитом 1з розчин1в : I- Fe(III); 2 - Fe(II); 3 - сум!ш Fe(II) та Fe(III).

При зпстосуванш мпгн1тник частинок для вилучення хромат1в вста-иошюно, щи при використаин! магнетиту, синтезованого при К=0,5, до-снгнути задов!льних результата не вдаеться нав1ть ири використанн1 його в конц>м1Т1«ц1нх, що в 40 1 больше раз1в перевшцують концентра-ц!ю хроммту (рис.6, крива I). При використанн1 магнетиту, синтезо-ияного при K.-J,fl iijw cu!(ihí;(iioffl'!fi?i1 кош(шгграг(1й магнетиту та хро-

лат1в 20:1 залишкова концентрац!я хромат1в нижче ГДК (рис.6, кри-ЗД 2). Причому, час, необх1даий для проведения цього процесу не пе-•звищуе 1-2 хв. Найб!лыи нридятними умовнми е рН>6-7. Очевидно, >(У1) спочатку в1дношпоетъся надлишком !он!в РеШ) до Сг(Ш), а ют!м включаеться в кристал!чну реш1тку магнетиту. Необх!дно також ¡!дм!тити( що регенерацИ такий магнетит не п1ддаеться.

А,'/.

10080604020123456789 10 рн

Рис. 6. Залежн1сть ступени вилучення хромат!в магнетитом в1д рн розчину при:

1 - К=0,5;

2 - К=1,8.

При очистц! води в1д ряд!онукл!д!в ода! ею з необх!дких умов е жцентрувяпня Тх з утворепням комиактних осад!в, зручних для захо-ження. Тех нолю г 1(1, що бязуеться на використанн1 маЪитних части-ж, як сорбент!в, з подол ьпмм !х вилученним на мяпйтних :$1льтрях, знячн13 м!р! задоволыше цим вимогим. Обем осаду магнетиту окпа-<е Л,ОТ~ в!д об'ему очищувано! роди. Пи технолог 1я може бути ч^к-юноы при висок!й сорбцШнШ здятност! мягн!тних чаотшюк. При ви-»ристннн! магнетиту, одержаниго при К=0,5, його сорбц1йна здатн1сть ) в1д!ютеннп до 1зотоп!в Сз1ЭТ та 2 г""' досить низька (рис.7, крш11 2.У, Дещо кращ! результата отриман.1 при використанн! магаетиту з а,8 (рис.7,крив! 3,4). Одняк, 1 в цьому випядку о^октишИсть ни-•чеяяя [вотоп[в нсдостптня. Хором! результата отримян! при вико]ч»с~ ит! як добавки 'Н-оЩздИлУ зол!зо. При введен! п розеин Ф^кч,!^-ду КАП} за В К.0НЦ<!|1Тр/|ЦГТ до 20 мг/л 1 мяс иугиту ДО 450 МГ/Л 'ЛИ-

I

лшякова актиш1сть води по 1зотопах Са1а/ та Бг®° не перевшцуе р!в-н1в, допустимих для гштно! води. При цьому ступ1нь очистки не заложить в1д ел1вв1дношеная к щм отриманн1 магнетиту, а аочаткова ак-тивп1сть 1зотоп1в сь" та Бг"0 в вод1 може бути в д!апазон! в1д 10 до 2ООО Бк/л. Час сорбцП 1зотоп1в не неревищуе 10 хв. Залишков1 концентрацП 1он1в Ре(сы)*" значно иижч! ГДК.

А, 56 100

80

60

40

20

6—Зг

--1 >

5-СБ1" V

4- Эг \

ч

\ I—Сэ1" 7 1 " ■ 1

3-С5'Я

4 5 в 7 8 9 10

Рис.7. Зшюжн1сть ступени вилучення рад1о1зотоп1в п1сля обробки магнетитом в1д рн:. 1,2 - при К=0,5; 3,4 - при К=1,8; 5,6 - при використанн! фериц!ан1ду залХза.

Твхнол<~>г1чна схема очистки ст1чних вод в!д хромат 1в (рис.8) рос роблана для п!дприемств рад!оелектрон1ки, на яких утворюються сг1ч-н! вода з високоы концентрацию 1ои1в м1д! (100-200 г/л), а також ьисококонцр.нтроваи1 стоки хромит1н. В основу технолог!! покладено никористмшш «исококонцонт^вуних розчш!.1в зял1зя(Н), якЗ утворго-этьон при вид.1л«ш11 м1д! методом цемвнтацП. Магнетит 1.3 концентро-впних розчинЛв зал1за(П) отримуеться в реактор1 2 шляхом аерацП при рН=10. При наявпосг! шоокошщсптровапих розчцп1в хромгМв моя лине отрнмшшя мапЦтпих час-тинок шляхом зм1шування обох розчин1в. Отримчний магнетит Идбираетьея з нижньо! частини реактора .1 пода-

Рис.О. Сх<>мя очистки ст1ч!шх вод в!д хромат1в.

еться в реактор-ам1шувач 4 для очистки низькоконцентрованих розчи-н!в хромат1в, ь осв1тлвна вода з верхньо! частшш реактора 2 в1дби-раеться на нейтрал1зац!ю та випарювання. Тривал!сть контакту магнетиту з ст1чною водою - 5 хв.' В1дд1лення магнетиту в!д ст!чно1 роди в!дбуваеться на магн1тних ф1льтрах грубо! та тонко! очистки. Очищена вода, концентрац1я хромат1в в як1й не перевищуе гранично допус-тимих, сквдаеться в канал!зац1ю,'а магнетит подаеться на ф!льтр-прес, п!сля чого в!н використовуеться для виготовлення п1гмецту чорного кольору. Оч!куваний економ1чний eiJ«KT в!д використання описано! технологи при переробц1 I м3 розчин1в, що м1стять 150 кг/м" 1он!в м1д1, що дае змогу очистити в1д хрому<У») 5000 мэ промивних вод, складае б1лыае 1,1 мрд.'крб. (в ц!нах на 01.01.94 р.).

Технолог!чна схема видалення рад1онукл1д!в представлена на рис.? Очичувану воду подають в в1дст!йник-усередшов8ч I для коригування рН. П1сля доведения рН до 5-6, воду подають в.зм!шувач 5, куди од-ночасно подають розчини K^[Fe(CN]] та FeCi3. Ix концентрацХя заложить в1д аочитково! активыост1 води. Щсля перем!шування протягом 10 хв туди ж подають магнетит ! шзрем!шують ще 10 хв. Пропускаичи воду через електромагн1тн! ф!льтри грубо! та тонко! очистки, магнетит в1дд!ляють в1д води, а очшцеиу воду сквдають в канал1зад1ю або в1дкрит1 водоймища. В1дпрацьований магнотит ущ!льнюеться на ф!льтр~ npecl ! в!дпривляеться на захоронения.

основнт вионовки.'

1. Розроблено новий, ефективний тиц пористого середовища елект-ромагн1тного фильтру, методику розрахунку швидкост! руху води в норах форомаш1тно! насадки та програму розрахунку намагн1чуючих систем на ПЕОМ.

2. Винчен! щюиеси одержання мягн1тних частинок вис-око! дисперс нос.т1'з в1дп]%цьо1!а1ШХ траиидьних розчия1е, установлен! умови для отриманнн чаотшюк з максишльними магн!тними характеристиками, виз начен1 опч'имальн! сп1вн!дношення компонент 1н при 1х одержана!.

3. Лосл1дч;ено розчйаення магиетиту в залежност1 в1д рН розчин1в та тешюритури, онтимХзоиш! умови застооувааня магнетиту в техноло г1чних нроцесах.

4. Винчено индии умой синтезу магнетиту, а також терм!ну визр!-

5руднен1 води

I .в1дс,т1йник-усереднювач

¿¡.емкмть роз-чину фероц18н1ду зал!зз

рН=5-6

5.

зм1шувач

чиста вода

гзт

емк1сть

хлориду зал!за

т; блок приготування магнетиту

1

Ь.електромагнгтниЯ ф1льтр грубо1 очистки

а.електромагн1тния ф1льтр тсмк01 очистки

7.

ф1льтр-прес

магнетит

Рис.9. Технолог1чна схема очистки ст!чпих вод в!д рад!онукл1д1в.

имшш на його сорбц!йну здатн!сть.

5. Показано ефективн1сть використаннн магнРгних чнстинок високо] диснерсност! при очистц! ст!чних Вод вТд 1он1в зялТзн, хромит!в та рад1о1зотоп1в са137, Бг"0.

К. Яянрононошно' тпхт.лог!чи1 схеми очистки <;т1чних вод в!д хр..>-Мат!в ТЯ рял1011укп1л1п Са'37 1 5г"" 3 ВИКОрИСТЯЧЧНМ МНГН!ТНИХ чгк'-ТИНиК ВИС'КоТ ДИОИе^НОС-Ч'!.

Гм:И"ВНИЙ ам1'-'Р ДИСврТйЩЙНО! рОбОТИ ВИК.НЯДЙНИЙ в сл1думчих 11убл1ка1Цях:

1. А. с. #Т7й749П ОСОР, МКИ4 в 01 С 35/06. Э.иект]юмагнитний фильму Радовенчик В.М. - Онубл.15.09.92, Бюл. ЖЗ.

2. Радовенчик В.М. Расчет гидравлических параметров окна ячейки шариковой среда / Химическое машиностроение.-ТЭЭ2.- Внп.55.- С.2К-2!

3. Радовенчик В.М.Пиепшение 1л|»1«кт4Шноо"1'и очистки жидкостей от <{«[>-¡омагнитных частиц грннулирончнпнми средами / Химическое машиностроение,- ТР92.- Вин. Г>5.- С.29-32.

-(. Гад .'Венчик В.М., 1|!уп,ко А.П. Расчет силовнх. соленоидов для хими

4.:ских технологий ни ПЭВМ. - Леи. в УкрИНТЭИ IG.09.92i'. *1С>95-Ук-02.

5. Порция цевич-137 синтетическим магнетитом ин смывных вод АЭС/ В.М. Р'мдчиеФ'ик, А.П.Шутько, Н.Д.Гомеля, Н.Н.Омельченко - Деп. в УкрШТЗИ 1Г,.1)2.93с. Я78-УК-9Э.

П.Шутько А.П..Радовенчик В.М., Гомеля Н.Д. Получение магнитных чао-т,щ коллоилтле размеров/ Окотохиолопта и ресурсосбережение.•• Т993.-№2.- С.ТО-17.

7 .Шутько А.П., Радовенчик В.М. .Гомеля Н.Д. Исследование оорбциошюй ен.лионос.тя синтетического магнетита/ Экотехнологии и ресурсосбе-¡»шмые.-ТГОТ.- >15.- С.72-76.

О. Шутько А.П.,Радовенчик В.М.,Гомеля П.Д. Оптимальнее условия применения магнетита в процессах водоочистки / Химия и технология вода.- 1994.-15,Шу друку).