Очистка загрязненных вод с помощью новых фильтровально-сорбционных материалов

Фогель, Алена Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Очистка загрязненных вод с помощью новых фильтровально-сорбционных материалов
ВАК РФ 25.00.27, Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

Автореферат диссертации по теме "Очистка загрязненных вод с помощью новых фильтровально-сорбционных материалов"

На правах рукописи

Фогель Алена Александровна

ОЧИСТКА ЗАГРЯЗНЕННЫХ ВОД С ПОМОЩЬЮ НОВЫХ ФИЛЬТРОВАЛЬНО-СОРБЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

25.00.27 - Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Барнаул-2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» на кафедре Химической техники и инженерной экологии, в проблемной научно-исследовательской лаборатории «Технология рекуперации вторичных материалов промышленности» и в университете Саленто (Лечче, Италия)

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор,

Комарова Лариса Федоровна Официальные оппоненты: Папина Татьяна Савельевна,

доктор химических наук, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук, начальник Химико-аналитического центра

Краснова Тамара Андреевна, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», зав. кафедрой аналитической химии и экологии

Ведущая организация ФГБОУ ВПО"«Алтайский государственный

аграрный университет»

Защита состоится «22» июня 2012 года в 11®5 часов на заседании диссертационного совета Д. 003.008.01 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук по адресу: 656038, г. Барнаул, ул. Молодежная, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института водных и экологических проблем СО РАН

Автореферат разослан « 1$ » мая 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат географических наук, доцент И.Н. Ротанова

российская

государственная

библиотека _2012_

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Обеспечение экономически эффективного и экологически безопасного водопользования, защита водных ресурсов от истощения, загрязнения и деградации - одна из наиболее важных задач современности. Возможности рационального использования водных ресурсов и требования сохранения водной среды для большинства регионов являются лимитирующим фактором социально-экономического развития.

Существенные ограничения для водопользования возникают в связи с природными и антропогенными изменениями химического состава вод. Значительная часть территории Западной Сибири расположена в бассейне реки Обь, основной вклад в загрязнение которой вносят сточные воды промышленных предприятий, содержащие различные высокотоксичные соединения, в том числе нефтепродукты и тяжелые металлы.

В Алтайском крае и г. Барнауле основными источниками поступления данных соединений в водные объекты являются предприятия машиностроения, в т.ч. гальванические производства. В частности, сточные воды, содержащие ионы никеля и меди, образуются на ОАО «Барнаултрансмаш» при нанесении гальванических покрытий. Попадая в водные объекты, загрязненные воды ухудшают их качество, уменьшая или исключая возможности предоставления населению и различным отраслям хозяйства водных, энергетических, биологических, сырьевых и других ресурсов. Обеспечение экономически эффективного и экологически безопасного водопользования возможно путем разработки и внедрения на предприятиях замкнутых водооборотных циклов и ресурсосберегающих процессов, основанных на современных технологиях очистки воды.

Одними из наиболее перспективных методов очистки загрязненных вод от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов являются сорбционные. При этом большая роль отводится сорбционным материалам, которые должны быть доступными, иметь высокую механическую прочность, способность к многократной регенерации, устойчивость к агрессивным средам. Эффективные и доступные сорбента можно изготавливать и из вторичного сырья, например, га отходов деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности, что позволит решить две задачи: очистку воды и одновременно утилизацию отходов. Создание таких материалов является наиболее перспективным направлением совершенствования систем очистки стоков, содержащих тяжелые металлы и нефтепродукты, в целях рационального природопользования и сохранения потребительских свойств водных ресурсов.

Работа выполнена в рамках ведомственной целевой программы «Охрана окружающей среды на территории Алтайского края» на 2010-2012 годы; открытого конкурса Президента РФ на получение стипендий для обучения за рубежом студентов и аспирантов в 2010/2011 учебном году (университет Саленто, Италия); а также по тематике проблемной научно-исследовательской лаборатории АлтГТУ им. И.И. Ползунова «Технология рекуперации вторичных материалов промышленности».

Цель работы: разработка технологии очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов с применением нового сорбционно-ионнобменного материала на основе древесных отходов и бентонитовых глин (Беном-М) в целях защиты водных объектов от загрязнения.

Основные задачи:

- анализ состояния поверхностных водных объектов Алтайского края, а также оценка характера и степени загрязнений сточных вод, образующихся на территории города Барнаула;

- разработка технологии получения сорбционного материала на основе бентонитовых глин и древесных отходов для очистки воды от соединений тяжелых металлов и нефтепродуктов;

- изучение физико-механических свойств и структуры материалов;

- исследование сорбционной способности исходных и полученных материалов по отношению к ионам тяжелых металлов и нефтепродуктам;

- изучение возможности и подбор способа регенерации сорбционно-ионообмешюго материала на основе бентонитовых глин и древесных отходов;

- математическая обработка экспериментальных данных процесса очистки сорбционным методом;

- разработка технологических схем очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов в целях сохранения качества водных объектов с использованием новых сорбционных материалов и их технико-экономический анализ.

Объект исследования: сточные воды промышленных предприятий, загрязненные соединениями тяжелых металлов и нефтепродуктами.

Предмет исследования: способ очистки загрязненных вод от нефтепродуктов и соединений тяжелых металлов с применением нового сорбента на основе бентонитовых глин и древесных отходов.

Научная новизна:

- впервые предложена технология получения нового сорбционного материала на основе модифицированных древесных отходов и бентонитовых глин;

- исследована сорбционная емкость дня полученного материала по нефтепродуктам, ионам меди и никеля в статических и динамических условиях;

- впервые изучены физико-механические свойства и структура Бенома-М;

- предложен способ регенерации полученного сорбента раствором гидрокарбоната натрия;

- разработана технология очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов с использованием сорбентов на основе бетонита и древесных отходов, модифицированных растворами соляной и ортофосфорной кислот.

Практическая значимость:

- полученные сорбционно-ионообменпые материалы позволят извлекать из воды ионы тяжелых металлов и нефтепродукты с эффективностью не менее 85 %, что обеспечит снижение антропогенного воздействия на водные объекты и сохранение качества окружающей среды;

- экспериментальные данные могут быть использованы для расчета основных параметров оборудования технологических схем водоочистки;

- внедрение полученных сорбентов в практику водоочистки способствует созданию на предприятиях водооборотных циклов, позволяющих обеспечить экономически эффективное и экологически безопасное водопользование.

Достоверность полученных результатов подтверждается достаточным объемом и воспроизводимостью экспериментальных данных, исполь-

зованием стандартных и юстированных методик, а также современного измерительного оборудования и методов учета погрешностей измерений. На защиту выносятся:

- анализ характера загрязнений поверхностных водных объектов Алтайского края и сточных вод, образующихся на территории города Барнаула;

- способ получения сорбционно-ионообменного материала на основе модифицированных древесных отходов и бентонитовых глин;

- результаты исследований физико-химических свойств сорбента;

- экспериментальные зависимости эффективности очистки воды от ионов меди, никеля и нефтепродуктов с применением бентонитовых глин, древесных опилок и нового сорбционно-ионообменного материала;

- способ регенерации полученного материала;

- технологии очистки воды от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов с использованием новых сорбентов.

Реализация результатов работы:

- материалы д иссертационной работы приняты к внедрению на предприятиях: ОАО «Барнаултрансмаш», ООО «НПО Акватех», ООО «Барнаул РШ»;

- результаты диссертационной работы используется в учебном процессе на кафедре «Химическая техника и инженерная экология» ФГБОУ ВПО АлтГТУ им. И.И. Ползунова.

Апробация работы. Материалы диссертации ежегодно докладывались на Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь» (г. Барнаул, 2009-2012 гг.), научно-практической конференции молодых ученых «Молодежь-Барнаулу» (г.Барнаул, 2010г.), Всероссийской студенческой научно-практической конференции «Химия и химическая технология в XXI веке» (г.Томск, 2010, 2011 г.), Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий» (г.Новосибирск, 2010, 2011 гг.), XV Всероссийской НПК с международным участием «Безопасность-2010» (г.Иркутск, 2010г.), XLVIII Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс»: Глобальные проблемы и принципы устойчивого развития (г.Новосибирск, 2010г.), XII Международной НПК «Водоснабжение и водоотведение: качество и эффективность» (г. Кемерово, 2010 г.), Международной НПК «Региональные экологические проблемы» (г. Барнаул, 2011 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 6 статей, 5 из них - в журналах, входящих в перечень публикаций ВАК, получено 1 положительное решение о выдаче патента на изобретение.

Струюура и объем работы. Диссертация состоит m введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 184 наименований, приложений. Работа изложена на 161 странице машинописного текста, включает 57 рисунков, 51 таблицу.

Автор выражает глубокую признательность за помощь и ценные советы при выполнении настоящей работы к.т.н., доценту кафедры ХТИЭ Сомину В.А. (ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова», г. Барнаул).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и показана необходимость внедрения современных технологий очистки сточных вод, загрязненных ионами тяжелых металлов и нефтепродуктами, с целью защиты водных объектов от истощения, загрязнения и деградации. Рассмотрена перспективность использования сорбционного метода очистки с применением новых материалов.

В первой главе представлен анализ качества поверхностных водных объектов Алтайского края и дана характеристика сточных вод, образующихся на территории города Барнаула. Описываются методы очистки воды от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов. Проведен анализ отечественных и зарубежных литературных источников и патентов в этой области. Рассмотрены традиционно применяемые и современные технологии очистки воды. Обобщены и проанализированы имеющиеся в литературе данные о применении материалов минерального и органического происхождения в практике очистки воды сорбционным методом, изложены современные представления о механизме данного процесса. Сформулированы цель и задачи работы.

Во второй главе представлены методики анализа ионов меди и никеля в воде методами фотоколориметрического анализа и спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, а также нефтепродуктов - инфракрасной спектрометрией. Представлен способ получения сорбционного материала из бентонитовых глин и модифицированных древесных опилок. Описываются методики определения физико-механических свойств бентонитовых глин, древесных опилок и материалов на их основе (рентгенофазовый анализ, ИК-спектрометрия, сканирующая электронная микроскопия, поромет-рия). Излагается методика изучения емкости Бенома-М и входящих в его состав компонентов в статических и динамических условиях.

В третьей главе изложены результаты исследований по очистке воды от ионов меди, никеля и нефтепродуктов сорбционным методом с использованием разработанных материалов.

Полученный ранее сорбционный материал на основе древесных опилок и бентонитовых глин отличает невысокая механическая прочность и постепенное вымывание сорбционного слоя. Была предложена модификация сорбентов с целью улучшения их физико-механических характеристик.

В работе использовались бентонитовые глины Таганского (натриевая и кальциевая) и Хакасского (марок 5.1, 6.1, 6.9) месторождений. Бентониты образуют трудноосаждаемые в воде суспензии и легко вымываются при фильтровании, поэтому предварительно их необходимо нанести в виде тонкого слоя на подготовленный каркас, в качестве которого было предложено использовать отходы деревообработки - древесные опилки трех видов (сосновые, осиновые, березовые). Для увеличения пористости и лучшего закрепления частиц бентонита опилки предварительно подвергались модификации. В качестве модификаторов использовались растворы: 5 %-ый ортофос-форной кислоты, 0,5 н и 1 и соляной кислоты и гидроксида натрия.

Изучены сорбционные свойства бентонитовых глин обоих месторождений, модифицированных и немодифицированых древесных опилок в статических условиях при постоянной температуре 20°С.

Для увеличения и регулирования пористой структуры, изменения химической природы поверхности и увеличения сорбционной емкости бентонитовые глины подвергали различным видам активации. Проведенные на кальциевом Таганском бентоните исследования показали, что для активации лучше использовать раствор карбоната натрия, так как в этом случае сорбционная обменная емкость (СОЕ) увеличивается более значительно (до 65 мг/г и 35 мг/г для ионов меди и никеля соответственно). Для бентонитовых глин Хакасского месторождения различных марок максимальное значение СОЕ наблюдается у бентонита марки 6.9 и составляет 48 мг/г для ионов меди, при его активировании раствором карбоната натрия СОЕ возрастает до 72 мг/г и 63 мг/г для ионов меди и никеля соответственно.

Сравнительный анализ влияния различных способов обработки опилок на их сорбционные свойства показал, что СОЕ по отношению к ионам меди

увеличивается по сравнению с немоди-фицированными в среднем в 1,5 раза. На рисунке 1 приведены изотермы сорбции ионов меди на модифицированных сосновых опилках. Максимальная степень извлечения ионов меди отмечена для опилок, обработанных раствором щелочи (24 мг/г). Опилки, модифицированные 5 % раствором ортофосфорной и 0,5 н раствором соляной кислот, имеют сопоставимую сорбционную емкость в широком интервале концентраций. Аналогичные результаты были получены при модификации березовых и осиновых опилок.

Получение сорбционного материала, названного Беном-М, осуществлялось смешением в водной среде бентонита с опилками (по видам), после чего смесь подвергалась высушиванию, измельчению и последующей термической обработке.

Для выбора оптимального материала были определены механические свойства полученных сорбентов, которые представлены в таблице 1. Увеличение доли опилок в составе сорбентов приводит к уменьшению их механической прочности и зольности, при этом у материала с кальциевым бентонитом механическая прочность несколько выше, чем у аналогичного с натриевым. При большем содержании опилок увеличивается влажность сорбента и суммарный объем пор. Также были определены механические характеристики материалов при использовании различных модификаторов. Наибольшей механической прочностью обладают материалы на основе березовых опилок и сосновых опилок, модифицированных растворами соляной и ортофосфорной

1" Л "

* и 1

№ ,—1 Л 3

г"

I «м <оо

■на «маифмсатара:

1 - □ -ЫвОН 2-А-1вНС1 Э-»-0,5*1(0 4.».Н|РО,

1000 1100 Сравн, мг/л

Рисунок I - Зависимость сорбционной емкости (а) модифицированных сосновых опилок от равновесной концентрации (Ср1>н) ионов меди в растворе

кислот. При этом суммарный объем пор практически не зависит от вида древесины, а изменяется в зависимости от типа используемого модификатора.

Таблица 1 - Механические свойства материалов на основе Таганского бентонита с модифицированными ортофосфорной кислотой сосновыми опилками

Параметр Материал на основе

натриевого бентонита кальциевого бентонита содовой активации

соотношение бентонит:опилки

1:1 1:2 1:3 1:5 1:1 1:2 1:3 1:5

Насыпная плотность, кг/м3 135 132 107 - 138 117 113 -

Прочность материала, % 30,4 21,7 26,5 15,0 41,4 40,9 21,7 16,7

Влажность, % 3,1 4,3 4,9 5,4 2,6 4,3 5,5 5,9

Зольность сорбента, % 56,6 35,3 35,3 30,5 54,9 33,1 29,4 28,9

Суммарный объем пор, г воды/г сорбента 1,9 2,2 3,4 3,5 1,9 2,0 3,3 2,4

В университете Саленто были получены и обработаны ИК-спектры сорбентов, древесных опилок и бентонитовых глин, осуществлен рентге-носпектральный анализ материалов, изучен их состав, морфологические свойства и параметры пористой структуры.

Рентгеноспектральный анализ показал, что для сорбционного материала характерны пики, типичные для древесины и глины, но меньшим количеством и интенсивностью, что связано с изменением структурных физических

свойств компонентов материала. Уменьшение интенсивности пиков по сравнению с исходным бентонитом является следствием частичного разрушения кристаллической структуры бентонитовой глины.

Существенный вклад в изменение спектра Бенома-М оказывает тип опилок, а закрепление бентонитовой глины на поверхности материала происходит механически. На рисунке 2 показан ИК-спектр сорбента на основе активированной бентонитовой глины Хакасского месторождения и модифицированных соляной кислотой сосновых опилок, а также спектры бентонита и древесины. В спектре Бенома-М можно отметить пики в области 900600 см"', характеризующие 8ьО и А1-0 деформации, которые подтверждают наличие в составе материала бентонитовых глин. Аналогичные спектры наблюдаются и для других сорбентов.

40<Х) 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

\\ 4 \ I' П У Ш (П' Г . 1/СШ — 1 . БентоНИТ

— 2 молифинироынныс сосновые опилки

— 3 - Бешм-М

Рисунок 2 - ИК-спеетр активированного бентонита марки 6.9 Хакасского месторождения, сосновых опилок, модифицированных соляной кислотой, и материала на их основе

Поверхность бентонитовых глин, модифицированных древесных опилок и Бенома-М была исследована при помощи сканирующего электронного микроскопа (рисунок 3). Видно, что адсорбенты обладают нерегулярной поверхностью, характеризующейся наличием асимметричных пор и открытой пористой структуры, которые могут обуславливать эффективную адсорбцию ионов металла за счет развитой внутренней поверхности. Можно отметить, что распределение бентонитовых глин по всей поверхности материалов в виде тонкой пленки не является однородным. Проведенный химический анализ материалов, показал, что состав изменяется по поверхности сорбентов. Места с повышенным содержанием бентонита характеризуется высоким содержанием кремния и алюминия. На рисунке 4 показан состав Бенома-М на основе активированного бентонита Хакасского месторождения

а б

Рисунок 3 - Поверхность материалов на основе активированного бентонита (увеличение в 500 раз): а) Таганского месторождения и сосны, модифицированной оргофосфорной кислотой; б) Хакасского месторождения и сосны, модифицированной соляной кислотой

Хакасского месторождения и сосновых опилок, модифицированных соляной кислотой

Первая серия экспериментов по изучению сорбционной емкости нового материала направлена на определение оптимального соотношения компонентов сорбента. Беном-М приготовлялся на основе опилок, модифицированных раствором ортофосфорной кислоты, с нанесением на них бентонитовой глины Таганского месторождения кальциевой содовой активации и натриевой с соотношением бентонита и опилок от 1:1 до 1:5. СОЕ определялась для модельных растворов сульфатов меди и никеля с концентрацией от 10 до 1000 мг/г.

При равновесной концентрации очищаемого раствора до 250 мг/л с увеличением количества бентонита в составе материала СОЕ увеличивается (рисунок 5). Однако свыше данной концентрации максимальная эффективность извлечения меди характерна для Бенома-М с соотношением бен-

тонит: опилки 1:2 (до 45 мг/г). Кроме того, этот материал имеет достаточно высокие прочностные характеристики и значительный суммарный объем пор. СОЕ материалов, изготовленных на основе березовых и осиновых опилок, практически одинакова.

Вторая серия экспериментов по изучению СОЕ материалов направлена на поиск наилучшего типа модификатора древесных опилок. Для исследования сорб-ционной емкости в статических условиях были взяты материалы на основе активированной бентонитовой глины марки 6.9 Хакасского месторождения с использованием сосновых опилок, модифицированных 1,0 н, 0,5 н и 5 % растворами соляной и ортофосфорной ки-

--2-

ф.

ч —

Гмггтшенж бетонит: опилки 1-4-11 2 - ■- 1:2 3-0-1:3 4

С ршн, м7л

Рисунок 5 - Изотермы сорбции ионов меди на материале из кальциевого бентонита содовой активации и модифицированных сосновых опилок

слот соответственно и раствором гидроксида натрия, концентрацией 5 г/л. Результаты исследований представлены на рисунке 6.

Наибольшей сорбционной емкостью (до 40 мг/л) по отношению к ионам меди обладает материал на основе опилок, модифицированных раствором гидроксида натрия. Однако этот сорбент быстро разрушается в водной среде, что затрудняет его практическое использование. Для материалов с обработкой 0,5 н и 1 н растворами соляной кислоты сорбционная емкость оказалась близкой и достигает значения 36 мг/г. Поэтому целесообразнее использовать в качестве модификатора 0,5 н раствор соляной кислоты.

;

—а

л Г~ ч Е— —«—

Млсртд ■ 1 ♦ бот1Ш1 ш|и 6 9а 1 Д • «пап |фв 6 91

Сраап, «г/л

а б

Рисунок 6 - Изотермы сорбции на Беноме-М из активированного бентонита марки 6.9 и модифицированных сосновых опилок: а) ионов меди; б) ионов никеля

По отношению к ионам никеля максимальной СОЕ обладает материал на основе опилок, модифицированных раствором соляной кислоты, его емкость достигает 45 мг/л.

По результатам экспериментов, выявлено, что в качестве основы для сорбента лучше использовать сосновые опилки, а модификатора - 0,5 н

раствор соляной кислоты, этот материал обладает более высокими значениями СОЕ и механической прочности. При этом вид бентонита практически не оказывает влияния на степень извлечения ионов тяжелых металлов.

Также изучалась СОЕ Бенома-М по отношению к нефтепродуктам, в качестве которых выбрана фракция бензина АИ-92, кипящая при температуре выше 100 °С, и проводился сравнительный анализ эффективности очистки от них на различных материалах (таблица 2). Эффективность извлечения нефтепродуктов Беномом-М достигает 88,4 %, что сопоставимо с опилками, поэтому в последующих исследованиях было решено использовать древесные опилки. С целью увеличения их гидрофобности производилась обработка путем смешения с измельченным парафином в соотношении 2:1. Смесь нагревалась при постоянном перемешивании до температуры плавления парафина, после чего охлаждалась. Степень извлечения нефтепродуктов на данном сорбенте достигает 91,2 %, что превышает значения для других материалов и сопоставимо с эффективностью при использовании активного угля БАУ (99,4 %).

Таблица 2 - Эффективность (Э) очистки от нефтепродуктов на различных материалах__

Исследуемый материал Исходная концентрация

40 мг/л 100 мг/л

Срин, мг/л СОЕ а, мг/г Э,% Срида мг/л СОЕ а, мг/г Э,%

Сосновые опилки 8,50 1,26 78,8 15,40 3,38 84,6

Хакасский бентонит 6,32 1,35 84,2 13,20 3,47 86,8

Сорбент на основе Хакасского бентонита и парафина 8,09 1,28 79,8 16,40 3,34 83,6

Беном-М на основе модифицированных осиновых опилок и Хакасского бентонита 12,40 1,10 78,8 15,80 3.37 84,2

Беном-М на основе модифицированных сосновых опилок и Хакасского бентонита 6,30 1,35 84,3 11,60 3,54 88,4

Сорбент на основе сосновых опилок и парафина 3,39 1,44 90,2 8,79 3,65 91,2

БАУ 0,33 1.59 99,2 0,6 3,98 99,4

В динамических условиях для извлечения ионов тяжелых металлов было решено использовать сорбент из бентонитовых глин Таганского месторождения и сосновых опилок, модифицированных ортофосфорной кислотой, а также активированного бентонита марки 6.9 Хакасского месторождения и сосновых опилок, модифицированных соляной кислотой. Они имеют достаточно высокие прочностные характеристики и суммарный объем пор при сопоставимой СОЕ. Использовались модельные растворы сульфатов меди и никеля с концентрацией 50 и 10 мг/л, скорость процесса фильтрования составляла 3-5 м/ч.

На рисунке 7 приведены зависимости эффективности очистки от ионов меди на материале с Таганским бентонитом и сосновыми опилками, модифицированными ортофосфорной кислотой от удельного объема пропущенного раствора. Наибольшая степень извлечения 70 % оказалась при исполь-

зовании сорбента с активированным кальциевым бентонитом (С„=10 мг/л), с натриевым бентонитом для аналогичной начальной концентрации - порядка 50 %. При Сн=50 мг/л наибольшая эффективность составляет 55 % для Бе-нома-М с активированным кальциевым бентонитом, и 50 % - с натриевым

Аналогичные ис-

г -Л.-

3 Т *-жт»>

АУ

иМіиртш

4 - В • Саст-50 иг/л

15 2.5 О л/г

следования с Хакасским бентонитом показали эффективность извлечения ионов меди и никеля 95 % и 98 % соответственно. Однако в данном случае происходит некоторое уменьшение удельного объема пропущенного раствора.

С целью восстановления сорб иконных свойств Бенома-М была проведена его регенерация раствором гидрокарбоната натрия концентрацией 100 мг/л. Для свежеприготовленных и регенерированных сорбентов определялось время защитного действия фильтра и время достижения полной динамической емкости для всех металлов при С„=10мг/л. Время защитного действия фильтра (до достижения эффекта очистки, равного 50 %), до регенерации для материала с опилками, предварительно модифицированными ортофосфорной кислотой составляет 2,3 ч, что несколько превышает аналогичное значение (1,8 ч) для Бенома-М с Хакасским бентонитом и опилками, обработанными соляной кислотой. После регенераций

Рисунок 7 - Зависимость эффективности извлечения (Э) ионов меди от удельного объема (0) раствора на материалах из Таганского бентонита и сосновых опилок, модифицированных ортофосфорной кислотой

і " Г.

Вид ыатеркжла:

с млмыфоиннычТи *1К ІИПОНІИ и рниі—иш

Я N молифишроим

□ - 0 ■ т регемфшми кымчвоыг рсгешржггё

О' I - после 1-ой регекршни ■ - 2 - гюсле 2-ой рсгемришн

Рисунок 8 - Зависимость времени достижения полной динамической емкости от количества регенераций Бенома-М по ионам меди

время снижается.

Наибольшая продолжительность филыроцикла наблюдается у материала с Таганским бентонитом и модифицированными ортофосфорной кислотой опилками (9,5 ч). Для обоих сорбентов после проведения первой регенерации отмечено резкое снижение времени фильтроцикла, после второй время практически не изменяется (рисунок 8). Время защитного действия фильтра для ио-

нов никеля ниже аналогичного значения для ионов меди, при этом количество регенераций не влияет на его изменение.

Проведено математическое описание сорбции ионов меди на разработанных материалах по уранениям Ленгмюра, Фрейндлих а и Дубинина-Радушкевича. Анализ параметров уравнений показал, что для описания лучше использовать уравнение Фрейдлиха.

В четвертой главе на основе проведенных исследований была предложена принципиальная технологическая схема очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов с использованием разработанных сорбционньгх материалов. Реализация рассмотренной технологии позволит организовать на производстве замкнутый водооборотный цикл, повысить надежность водопользования и снизить нагрузку на водные объекты.

Технологическая схема очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов (рисунок 9) включает: сорбционно-ионообменные фильтры, узлы предварительной очистки и доочистки стоков, а также приготовления сорбента и регенерационного раствора. В качестве загрузки используется Беном-М на основе активированного бентонита и сосновых опилок, модифицированных соляной или ортофосфорной кислотами.

М/тяиянг

1 - усреднитель; 2 - насос; 3 - механический фильтр; 4 - отстойник промывных вод; 5 напорный резервуар; 6 ионообменный фильтр; 7 - сборник отработанного сорбента; 8 -расходный бак кислоты; 9 - емкость для модификации опилок; 10 - дозатор; 11 - ленточная сушилка; 12 - грохот; 13 - емкость приготовления сорбента; 14 - емкость активации бентонита; 15 - емкость сбора фильтрата; 16 - растворный бак соды; 17 - расходный бак соды; 18 -емкость сбора очищенной воды; ¡9 - емкость отработанного регенерационного раствора Рисунок 9 - Принципиальная технологическая схема очистки воды от соединений тяжелых металлов с использованием нового сорбента

В таблице 3 представлены основные технико-экономические показатели от реализации технологической схемы очистки промывных вод гальванического производства от ионов меди с расходом 52 м3/сут.

Таблица 3 - Основные показатели эффективности использования инве-

сгиций при реализации сорбционной схемы очистки воды от ионов меди

Наименование Единица измерения Показатели

Себестоимость 1 м3 очищенных стоков руб. 360,0

Инвестиции в проект тыс. руб. 2158,4

Рентабельность инвестиций % 34,8

Экономия природных ресурсов (воды) руб./год 266000,0

Экономия от проведения природоохранных мероприятий руб./год 2150151,7

Срок окупаемости инвестиций год 4,4

Годовой эколого-экономический эффект руб./год 1558256,9

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ состояния поверхностных водных объектов Алтайского края и сточных вод, образующихся на территории города Барнаула. Основными загрязнителями поверхностных вод, на протяжении последних лет остаются нефтепродукты, железо, соединения меди, фенолы.

2. Разработана технология получения нового сорбционного материала на основе бентонитовых глин и модифицированных древесных опилок (Беном-М).

3. Исследованы физико-механические свойства и структура Бенома-М, на основании которых рекомендовано соотношение бентонита и опилок 1:2, а в качестве модификатора растворы 0,5 н соляной и 5 % ортофосфорной кислот.

4. Определены статические, динамические и кинетические характеристики процесса сорбции металлов и нефтепродуктов на предложенных сорбентах. Изучен процесс регенерации материала раствором гидрокарбоната натрия.

5. Для очистки воды от ионов меди рекомендовано использовать активированные карбонатом натрия бентониты, а также модифицированные сосновые опилки, от ионов никеля - активированный бентонит марки 6.9 Хакасского месторождения и обработанные соляной кислотой сосновые опилки, максимальная эффективность очистки составляет 95 % для ионов меди, время достижения полной динамической емкости сорбента 9,5 часа, для ионов никеля 98 % и 4,5 часа соответственно.

6. Для очистки воды от нефтепродуктов предлагается материал на основе немодифицированных сосновых опилок и парафина, при этом максимальная эффективность очистки воды достигает 90 %.

7. С целью защиты водных объектов от загрязнения разработана технологическая схема очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, сорбционным методом, проведено ее технико-экономическое обоснование. Экономия от реализации технологии очистки сточных вод от соединений меди с использованием Бенома-М составит более 2 млн. руб./год. Внедрение предлагаемой схемы позволит создать замкнутый водооборот, предотвратить вторичное загрязнение водоемов и сократить расходы по очистке воды.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ а) работы в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Фогель, АЛ. Технология очистки сточных вод процессов нанесения

гальванических покрытий с использованием сорбента на основе бентонита и

древесных опилок / АА. Фогель, В А. Сомин, ЯФ. Комарова // Известия ВУЗов.

- 2010. - Т. 53. № 12. - С. 116-119

2. Фогель, АА Применение сорбента на основе отходов деревообрабатывающих производств для очистки гальванических стоков / А А. Фогель, В А. Сомин, ЯФ. Комарова, Д.Г. Шимонаева // Ползуновский вестник. - 2010.

- №3, - С. 290-293

3. Фогель, А А. Изучение сорбционных свойств материалов на основе отходов производства древесины и минерального сырья / АА. Фогель, В А. Сомин, ЛФ. Комарова // Химия в интересах устойчивого развития, 2011. -№19.-С. 461-465

4. Фогель, А А Исследования по модификации древесных опилок для получения новых сорбционных материалов / В А. Сомин, В.М Осокин, ЯФ. Комарова, АА. Фогель // Ползуновский вестник. - 2011 - №4 - С. 169-172

5. Фогель, А А. Исследование свойств и структуры сорбента на основе древесных опилок и бентонитовых глин / А А Фогель, В А Сомин ЯФ. Комарова, Роберта Дел Соле //Ползуновский вестник,-2011- №4-С. 183-186

б) статьи в других изданиях

1. Фогель, А А. Разработка технологии очистки воды от ионов меди с использованием природных материалов / АА Фогель, В А. Сомин, О.В. Сухорукова, Л.Ф. Комарова // Сб. материалов XIII Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий», (МЭСК-2008). -Новосибирск, 2008. - С. 107-108.

2. Фогель, АА Перспективы очистки стоков гальванических производств в целях сохранения качества окружающей среды / О.В. Сухорукова, АА. Фогель, ВА. Сомин // Сборник докладов 5-й Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь» - Барнаул: шд-во АлтГТУ, 2008. - С. 21 -22.

3. Фогель, АА Получение высокоэффективных композиционных матергалов методом тонкой модификации базальтовых волокон и отходов деревообрабатывающих производств дня очистки воды от ионов металлов / АА Фогель, АВ. Па-насенко, ОБ. Сухорукова, ЕВ. Кондратюк, ЯФ. Комарова // Материалы XV Международной научно - практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Совращенные техника и технологии» Сборник трудов в 3 томах. - Т2-Томск: ГЦд-во Томского политехнического университета, 2009. - С. 97-99

4. Фогель, АА Разработка технологии очистки воды от ионов меди и хрома с использованием новых сорбциошю-ионообменных материалов / АА. Фогель, В А. Сомин, ЯФ. Комарова // Сборник докладов 6-й Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь». Секция «Природоохранные технологии» / АлгГТУ имИИЛотунова. - Барнаул: щд-во АлгГТУ, 2009 с. 57-59

5. Фогель, АА Получение нового сорбщюнного махершла и создание на его основе технологии очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов / АА Фогель // Ползуновский альмагах. - Барнаул: щд-во АлгГТУ, 2009. - №2. - С. 88-89

6. Фогель, АА Исследования по модификации сорбционно-ионообмешюто материала на основе бентонитовых глин и древесных опилок / ДГ. Шимошева, АА Фогель, В А. Сомин, ЯФ. Комарова // Молодежь-Барнаулу. Материалы XI научтю-практической конференции молодых ученых (17-20 ноября 2009) в 2 т. Т. 1. / отв. ред. Б А. Черниченко. - Барнаул, 2010. - С. 513-515

2- 1 66 2 4

7. Фогель, A.A. Новый сорбент на основе древесных опилок и бентонитовых глин для очистки сточных вод от ионов меди / В.М. Осокин, Д.Г. Шимонаева, A.A. Фогель, В.А. Сомин // Материалы докладов XV Всерос. студенческой научно-практической конференции с международным участием «Безопас-ность-2010». - Иркутск: Изд-во ИркГТУ, 2010. - С. 238-240

8. Фогель, A.A. Новые сорбционные материалы для очистки гальванических стоков от меди / Д.Г. Шимонаева, A.A. Фогель, М.А. Полетаева, В. А. Сомин // Материалы XI всероссийской конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке». Т.П. - Томск Изд-во Томского политехнического университета, 2010. - С. 194-196

9. Фогель, A.A. Перспективы применения сорбента на основе отходов деревообрабатывающих производств для очистки гальванических стоков / Д.Г. Шимонаева, A.A. Фогель, В.А. Сомин // Материалы XLVIII Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс»: Глобальные проблемы и принципы устойчивого развития / Новосиб. гос. ун-т. - Новосибирск: Изд-во НГУ, 2010. - С. 99-100

10. Фогель, A.A. Получение новых сорбентов на основе древесных отходов для очистки сточных вод гальванических производств / A.A. Фогель, В.А. Сомин, Л.Ф. Комарова // Сборник докладов 7-й Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Наука и молодежь". Секция «Природоохранные технологии» / АлтГТУ им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2010. - С. 27-29

11. Фогель, A.A. Выявление возможности создания новых сорбционных материалов на основе природного сырья J 3-М. Осокин, A.A. Фогель, В.А. Сомин И Сборник материалов XV Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий», (МЭСК-2010). - Новосибирск, 2010. - С. 201-202

12. Фогель, A.A. Получение новых сорбционных материалов на основе древесных отходов и минерального сырья для очистки сточных вод от ионов металлов / АА. Фотель, В А. Сомин Л.Ф. Комарова A.C. Озерская // Труды ХП международной НПК «Водоснабжение и водоогведение: качество и эффективность» / Кем-ТИПП, СибГИУ, НГАСУ, ООО КВК «Экспо-Сибирь». - Кемерово, 2010-С. 75-76

13. Фогель, А.А Очистка воды от ионов меди с использованием сорбента на основе древесных отходов / A.A. Фогель, RIX Радченко, В.М. Осокин, В. А. Сомин // Научно-образовательный журнал АлтГТУ «Горизонты Образования». - Барнаул, 2011. - Вып. 13 - С. 30-32

Подписано в печать 17.05.2012. Формат 60x84 1/16. Печать - цифровая. Усл.пл. 0,93. Тираж 100 экз. Заказ 2012-311

о о 00 со со

Отпечатано в типографии АлтГТУ, 656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, 46 тел.: (8-3852) 29-09-48

О см

Лицензия на полиграфическую деятельность ПЛД №28-35 от 15.07.97 г.

2011338007

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Фогель, Алена Александровна

Введение

ГЛАВА 1 Литературный обзор

1.1 Характеристика водных объектов Алтайского края

1.2 Методы очистки воды от соединений тяжелых металлов

1.3 Методы очистки воды от нефтепродуктов

1.4 Современные представления механизмов адсорбции и ионного 34 обмена

1.5 Получение сорбентов на основе минерального и органического сырья

1.6 Цель и задачи работы

ГЛАВА 2 Методики анализа и эксперимента

2.1 Методика анализа ионов тяжелых металлов в водных растворах

2.2 Методика эксперимента

ГЛАВА 3 Экспериментальная часть

3.1 Изучение сорбционной емкости исходных материалов

3.2 Изучение физико-механических свойств сорбентов

3.3 Изучение кинетики сорбции

3.4 Исследования по извлечению из воды ионов тяжелых металлов

3.5 Исследования по извлечению нефтепродуктов

3.6 Результаты исследований динамической емкости сорбентов

3.7 Регенерация сорбционно-ионообменного материала

3.8 Математическая обработка данных экспериментов

3.9 Выводы по экспериментальной части

ГЛАВА 4 Разработка принципиальной технологической схемы очистки 111 сточных вод от ионов тяжелых металлов

4.1 Схема очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов

4.2 Технико-экономическое обоснование схемы очистки сточных вод от 114 ионов тяжелых металлов

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Очистка загрязненных вод с помощью новых фильтровально-сорбционных материалов"

Существенные ограничения для водопользования возникают в связи с природными и антропогенными изменениями химического состава вод. Значительная часть территории Западной Сибири расположена в бассейне реки Обь. Основной вклад в загрязнение реки Оби и ее притоков вносят сточные воды промышленных предприятий, содержащие различные соединения, в том числе нефтепродукты и тяжелые металлы [1].

Известно, что тяжелые металлы могут образовывать чрезвычайно токсичные соединения, взаимодействуя с другими веществами, и накапливаться в пищевой цепи «вода - растения - животные - человек» в количествах, многократно превышающих их содержание в водных объектах. Это может вызывать такие болезни, как повреждение нервной системы, раковые заболевания и ряд других [2].

Одними из наиболее перспективных методов очистки загрязненных вод от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов являются сорбционные. При этом большая роль отводится сорбционным материалам, которые должны удовлетворять следующим требованиям: быть доступными, иметь высокую механическую прочность, способность к многократной регенерации, устойчивость к агрессивным средам. Эффективные и доступные сорбенты можно изготавливать и из вторичного сырья, например, из отходов деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности, что позволит решить две задачи: очистку воды и одновременно утилизацию отходов. Создание таких материалов является наиболее перспективным направлением совершенствования систем очистки стоков, содержащих тяжелые металлы и нефтепродукты, в целях рационального природопользования и сохранения потребительских свойств водных ресурсов.

Работа выполнена на кафедре Химической техники и инженерной экологии Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова в рамках ведомственной целевой программы «Охрана окружающей среды на территории Алтайского края» на 2010-2012 годы; открытого конкурса Президента РФ на получение стипендий для обучения за рубежом студентов и аспирантов в 2010/2011 учебном году (университет Саленто, Италия); а также по тематике проблемной научно-исследовательской лаборатории АлтГТУ им. И.И. Ползунова «Технология рекуперации вторичных материалов промышленности».

Основные задачи:

- изучение физико-механических свойств и структуры материалов;

- изучение возможности и подбор способа регенерации сорбционно-ионообменного материала на основе бентонитовых глин и древесных отходов;

- математическая обработка экспериментальных данных процесса очистки сорбционным методом;

Научная новизна:

- исследована сорбционная емкость для полученного материала по нефтепродуктам, ионам меди и никеля в статических и динамических условиях;

- впервые изучены физико-механические свойства и структура Бенома-М;

- предложен способ регенерации полученного сорбента раствором гидрокарбоната натрия;

- разработана технология очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов с использованием сорбентов на основе бентонита и древесных отходов, модифицированных растворами соляной и ортофосфорной кислот.

Практическая значимость:

- полученные сорбционно-ионообменные материалы позволят извлекать из воды ионы тяжелых металлов и нефтепродукты с эффективностью не менее 85 %, что обеспечит снижение антропогенного воздействия на водные объекты и сохранение качества окружающей среды;

На защиту выносятся:

- результаты исследований физико-химических свойств сорбента;

- способ регенерации полученного материала;

- технологии очистки воды от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов с использованием новых сорбентов.

Реализация результатов работы:

- материалы диссертационной работы приняты к внедрению на предприятиях: ОАО «Барнаултрансмаш», ООО «НПО Акватех», ООО «Барнаул РТИ»;

Апробация работы. Материалы диссертации ежегодно докладывались на Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь» (г. Барнаул, 2009-2012 гг.), НПК молодых ученых «Молодежь-Барнаулу» (г. Барнаул, 2010 г.), Всероссийской студенческой НПК «Химия и химическая технология в XXI веке» (г.Томск, 2010, 2011г.), Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий» (г.Новосибирск, 2010, 2011гг.), XV Всероссийской НПК с международным участием «Безопасность-2010» (г.Иркутск, 2010г.), ХЬУШ Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс»: Глобальные проблемы и принципы устойчивого развития (г.Новосибирск, 2010 г.), XII Международной НПК «Водоснабжение и водоотведение: качество и эффективность» (г. Кемерово, 2010 г.), Международной НПК «Региональные экологические проблемы» (г. Барнаул, 2011 г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 184 наименований, приложений. Работа изложена на 161 странице машинописного текста, включает 57 рисунков, 51 таблицу.

Заключение Диссертация по теме "Гидрология суши, водные ресурсы, гидрохимия", Фогель, Алена Александровна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ состояния поверхностных водных объектов Алтайского края и сточных вод, образующихся на территории города Барнаула. Основными загрязнителями поверхностных вод на протяжении последних лет остаются нефтепродукты, железо, соединения меди, фенолы.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Фогель, Алена Александровна, Барнаул

1. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды в Алтайском крае в 2010 году». Барнаул, 2011. - 175 с.

2. Комарова, Л.Ф. Инженерные методы защиты окружающей среды. Техника защиты атмосферы и гидросферы от промышленных загрязнений: Учебное пособие. / Л.Ф. Комарова, Л.А. Кормина. Барнаул: ГИПП Алтай, 2000.-391 с.

3. Грачев, Н.В. Очистка сточных вод гальванического производства Электронный ресурс. 2005. Режим доступа: http://www.5ka.ru / Загл. с экрана.

4. Очистка производственных сточных вод: учеб. пособие для вузов / под. ред. C.B. Яковлева. -М.: Стройиздат, 1985.-267 с.

5. Разработка метода очистки сточных вод от соединений хрома. Электронный ресурс. 2007. Режим доступа: http://www.waste.com.ua/cooperation/2006/theses/index.html / Загл. с экрана.

6. Бучило, Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отделений: пер. с польск. / Э. Бучило М.: Металлургия, 1974. - 200 с.

7. Суворов, A.B. Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов Электронный ресурс. 2007. Режим доступа: http://www.ntpo.com / Загл. с экрана.

8. Использование модифицированного поликапроамидного волокна в качестве сорбента для концентрирования ионов меди (II). Электронный ресурс. 2007. Режим доступа: www.conf.bstu.ru/conf/docs/001 l/0045.doc. Загл. с экрана.

9. Ильин, В.И. Компактные установки для удаления взвешенных, растворимых и бактериальных примесей при водоподготовке / В.И. Ильин // Энергосбережение и водоподготовка. 2004. - №1. - С. 15-17.

10. Мулдер, М. Введение в мембранную технологию: пер. с англ. / М. Мулдер М.: Мир, 1999. - 513 с.

11. Oehmen, A. Removal of heavy metals from drinking water supplies through the ion exchange membrane bioreactor / A. Oehmen, R. Viegas, S. Velizarov, M.A.M. Reis, J.G. Crespo // Desalination. 2006. - № 199. - P. 405^07

12. Новиков, О. H. Экологически чистое гальваническое производство Электронный ресурс. 2009. Режим доступа: http://www. Equipnet.ru / Загл. с экрана.

13. Veglia, F. Recovery of valuable metals from electronic and galvanic industrial wastes by leaching and electrowinning / F. Veglia, R. Quaresima, P. Fornari, S. Ubaldini // Waste Management. 2003. - № 23. - P. 245-250

14. Водоподготовка: Справочник. / Под ред. д.т.н. С.Е. Беликова -М.: Аква-Терм, 2007. 240 с.

15. Баймаханов, М.Т. Очистка и контроль сточных вод предприятий цветной металлургии. / М.Т. Баймаханов, К.Б. Лебедев, К.Н. Антонов, А.И. Озеров М.: Металлургия, 1983. - 192 с.

16. Малышев, B.B. Теория и практика гальванокоагуляционного метода очистки / В.В. Малышев // Экология производства. 2006. - №3. - С. 42-^46.

17. Соложенкин, П.М. Теоретические основы и практические аспекты гальванохимической очистки сточных вод / П.М. Соложенкин // Вода и экология. 2008. - № 1. - С. 12-31

18. Родионов, А.И. Защита биосферы от промышленных выбросов. Основы проектирования технологических процессов / А.И. Родионов, Ю.П. Кузнецов, Г.С. Соловьев. М.: Химия, КолосС, 2007. - 392 с.

19. Франк, Ю.А. Анаэробная очистка вод от сульфатов и тяжелых металлов/ Ю.А. Франк, C.B. Лушников // Современные технологии и оборудование. 2006. - № 1. - С. 48-51

20. Белова, Т.П. Гисто-химические исследования процессов сорбции цветных металлов сорбентом на основе ламинарии / Т.П. Белова, О.Н. Селиванова, O.A. Яковишина // Материалы V научной конференции. Петропавловск-Камчатский. 2004. - С. 191-193.

21. Begum, A. Concurrent removal and accumulation of Fe2+, Cd2+ and Cu from waste water using aquatic macrophytes / A. Begum // Der Pharma Chemica. 2009. - № 1 - P. 219-224

22. Осипов, П.О. Технология очистки нефтесодержащих сточных вод / П.О. Осипов, C.B. Виловатых, Е.С. Журавлев, С.С. Сабодин // Экология производства. 2010. - №5. - с. 88-90

23. Стахов, Е. А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов / Е. А. Стахов Л.: Недра, 1983. - 263 с.

24. Земнухова, JI.A. Изучение сорбционных свойств шелухи риса и гречихи по отношению к нефтепродуктам / JI.A. Земнухова, Е.Д. Шкорина, И. А. Филиппова // Химия растительного сырья. 2005. - № 2. - С. 51-54.

25. Ахобадзе, Г.Н. Методы очистки сточных вод от тяжелых металлов и нефтепродуктов / Г.Н. Ахобадзе // Экология производства. 2011. - №2. -С. 45-50

26. Нестеров, A.B. Проблемы очистки загрязненных нефтью вод и пути их решения / A.B. Нестеров, A.A. Пашаян // Экология и промышленность России. 2008. - № 5. - С. 32-35.

27. Яковлев, С. В. Биологическая очистка производственных сточных вод: Процессы, аппараты и сооружения / C.B. Яковлев, И.В. Скирдов, В.Н. Швецов, A.A. Бондарев, Ю.Н. Андрианов М.: Стройиздат, 1985. - 208 с.

28. Обеспечение экологической безопасности судов и промышленных предприятий водного транспорта / Нижний Новгород, 2003. 204 с.

29. Пат. 2074125 Российская Федерация МПК6 C02F1/463. Способ очистки сточных вод гальванокоагуляцией / Погорелов В.И.; заявитель и патентообладатель Научно-производственная фирма "Интер-Эко". -№ 94025704/26; заявл. 08.07.94; опубл. 27.02.97, Бюл. №6.-3 с.

30. Смирнов, А.Д. Сорбционная очистка воды/ А.Д. Смирнов. Д.: Химия, 1982.- 168 с.

31. Кельцев, Н.В. Основы адсорбционной техники / Н.В. Кельцев. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1984. - 592 с.

32. Адсорбция из растворов на поверхностях твердых тел: пер. с англ. / Под ред. Г. Парфита, К. Рочестера. М.: Мир, 1986. - 488 с.69 . Диатомит Электронный ресурс.: 2006. Режим доступа: http://www.kam-kz.ru/ Загл. с экрана.

33. Белевцев, А. Н. Применение молотого брусита для очистки воды /

34. A.Н. Белевцев, С.А Байкова., В.И. Жаворонкова, H.H. Мельникова,

35. B.И. Носенко // Экология и промышленность России. 2008. - № 2. - С. 46-47.

36. Liu, A. Adsorption/desorption in a system consisting of humic acid, heavy metals, and clay minerals / A. Liu, R.D. Gonzalez // Journal of Colloid and Interface Science. 1999. - № 218. - P. 225-232

37. Abollino, O. Adsorption of heavy metals on Na-montmorillonite. Effect of pH and organic substances // O. Abollino, M. Aceto, M. Malandrino, C. Sarzanini, E. Mentasti // Water Research. 2003. - № 37. - P. 1619-1627

38. Zhu, В. Adsorption of copper ions from aqueous solution by citric acid modified soybean straw / B. Zhu, T. Fan, D. Zhang // Journal of Hazardous Materials. 2008. - № 153. - P. 300-308

39. Шевелева, И.В. Сорбенты на основе рисовой шелухи для удаления ионов Fe(III), Cu(II), Cd(II), Pb(II) из растворов / И.В. Шевелева, А.Н. Холомейдик, А.В. Войт, J1.A. Земнухова // Химия растительного сырья. -2009,-№4.-С. 171-176.

40. Pandey, R.N. Abatement of Си (И), Pb (II) and Zn (II) from highway runoff using agricultural byproduct rice bran / R.N. Pandey, Sarita, Upapati, M.K. Mishra, K.K. Singh // J. Chem. Pharm. Res. 2011. - №3(2). - P. 354-364

41. Зубарева, Г.И. Способы очистки сточных вод 'от соединений хрома (VI) / Г.И. Зубарева, М.Н. Филипьева, М.И. Дегтев // Экология и промышленность России 2005. - февраль. - С. 30-33.

42. Gupta, V.K. Removal of lead and chromium from wastewater using bagasse fly ash—a sugar industry waste / V.K. Gupta, Imran Ali // Journal of Colloid and Interface Science. 2004. - № 271. - P. 321-328

43. Garg, U. Removal of cadmium (II) from aqueous solutions by adsorption on agricultural waste biomass / U. Garg, M.P. Kaur, G.K. Jawa, D. Suda, V.K. Garg // Journal of Hazardous Materials. 2008. - № 154. - P. 1149-1157

44. Ajmal, M. Adsorption studies on Citrus reticulata fruit peel of orange: removal and recovery of Ni (II) from electroplating wastewater / M. Ajmal, R. A. K. Rao, R. Ahmad, J. Ahmad // Journal of Hazardous Materials 2000. -№ 79-P. 117-131

45. Reddad, Z. Ni (II) and Cu (II) binding properties of native and modified sugar beet pulp / Z. Reddad, C. Gerente, Y. Andres, M.-C. Ralet, J.-F. Thibault, P. Le Cloirec // Carbohydrate Polimers. 2002. - № 49. - P. - 23-31

46. Ho Y.-S. Removal of copper ions from aqueous solution by tree fern / Yuh-Shan Ho // Water Research. 2003. - № 37. - P. 2323-2330

47. Mohammod, M. Removal of Zn from Aqueous Solution using Castor Seed Hull / M. Mohammod, T. K. Sen, S. Maitra, B. K. Dutta // Water Air Soil Pollut. 2011. - № 215. - P. 609-620

48. Grimm, A. Comparison of different types of biomasses for copper biosorption / A. Grimm, R. Zanzi, E. Bjornbom, A.L. Cukierman // Bioresource Technology. 2008. - № 99. - P. 2559-2565

49. O' Connell, D.W. Heavy metal adsorbents prepared from the modification of cellulose: A review / D.W. O' Connell, C. Birkinshaw, T.F. O' Dwyer // Bioresource Technology. 2008. - № 99. - P. 6709-6724

50. EDTAD-modified biomass of baker' s yeast / J. Yu, M. Tong, X. Sun, B. Li //

51. Bioresource Technology. 2008. - № 99. - P. 2588-2593

52. Malkoc, E. Investigations of nickel (II) removal from aqueous solutions using tea factory waste / E. Malkoc, Y. Nuhoglu // Journal of Hazardous Materials.-2005.-№ 127.-P. 120-128

53. Shukla, S.R. Adsorption of Си (II), Ni (II) and Zn (II) on modified jute fibres / S.R. Shukla, R.S. Pai // Bioresource Technology. 2005. - № 96. -P. 1430-1438

54. Ozsoy, H.D Adsorption of Си (II) ions on cotton boll / H.D. Ozsoy, H. Kumbur // Journal of Hazardous Materials. 2006. - № 136. - P. 911-916

55. Никитина, T.B. Очистка вод от нефтепродуктов и ионов тяжелых металлов сорбентами на основе отходов волокнистых материалов и графита: автореф. дисс. . канд.хим.наук / Никитина Татьяна Валерьевна Иваново, 2011.-16с.

56. Очистка кислых сточных вод, содержащих медь, адсорбцией яичной скорлупой // J. Environ and Health. 2007. - №11. - С.887-889

57. Wan Ngah, W.S. Adsorption of dyes and heavy metal ions by chitosan composites: A review / W.S. Wan Ngah, L.C. Teong, M.A.K.M. Hanafiah // Carbohydrate Polymers. 2011. - № 83. - P. 1447-1456

58. Chang, M.-Y. Adsorption of tannic acid, humic acid, and dyes from water using the composite of chitosan and activated clay / M.-Y. Chang, R.-S. Juang // Journal of Colloid and Science. 2004. - № 278. - P. 18-25

59. Комаров, B.C. Адсорбционно-структурные, физико-химические и каталитические свойства глин Белоруссии. Минск: Наука и техника, 1970. - 320 с.

60. Комаров, B.C. Адсорбенты: получение, структура, свойства / B.C. Комаров, А.И. Ратько. Минск: Беларус. Навука, 2009- 256 с.

61. Симонова, J1.A. Исследование процесса активации бентонитовой суспензии ультразвуком при осветлении и стабилизации вин: автореф. дис. . канд.техн.наук: 05.02.14 / Симонова JI.A. М., 1975. - 26 с.

62. Bhattacharyya, K.G. Adsorption of a few heavy metals on natural and modified kaolinite and montmorillonite: A review / K.G. Bhattacharyya, S.S. Gupta // Advances in Colloid and Interface Science. 2008. - № 140. - P. 114-131

63. Dou, В. Removal of aqueous toxic Hg (II) by synthesized Ti02 nanoparticles and TiCb/montmorillonite / B. Dou, V. Dupont, W. Pan, B. Chen // Chemical Engineering Journal. 2011. - № 166. -P. 631-638

64. Shukla, S.R. Adsorption of Cu(II), Ni(II) and Zn(II) on dye loaded groundnut shells and sawdust / S.R. Shukla, R.S. Pai // Separation and Purification Technology. 2005. - № 43. - P. 1-8

65. Singhl, K.K. Abatement of toxic heavy metals from highway runoff using sawdust as adsorbent / K.K. Singhl, U. Singh, A. Yadav // J. Chem. Pharm. Res.-2011.-№3(1).-P. 338-348

66. Li, Q. Kinetic studies of adsorption of Pb(II), Cr(III) and Cu(II) from aqueous solution by sawdust and modified peanut husk / Q. Li , J. Zhai, W. Zhang, M. Wang, J. Zhou // Journal of Hazardous Materials. 2007. -№ 141.-P. 163-167

67. Argun, M.E. Heavy metal adsorption by modified oak sawdust: Thermodynamics and kinetics / M.E. Argun, S. Dursun, C. Ozdemir, M. Karatas // Journal of Hazardous Materials. 2007. - № 141. - P. 77-85

68. Rahmana, M.S. Effects of pH on isotherms modeling for Cu(II) ions adsorption using maple wood sawdust / M.S. Rahmana, M.R. Islam // Chemical Engineering Journal. 2009. - № 149. - P. 273-280

69. Ajmal, M. Role of sawdust in the removal of copper(ii) from industrial wastes / M. Ajmal, A.H. Khanl, S. Ahmad, A. Ahmad // Water Resources. 1998. -№32.-P.-3085-3091,

70. Saeed, A. Removal and recovery of heavy metals from aqueous solution using papaya wood as a new biosorbent / A. Saeed, M.W. Akhter, M. Iqbal // Separation and Purification Technology. 2005. - № 45. - P. 25-31

71. Пат. 2291113 Российская Федерация, МПК C02F1/28, B01J20/30. Способ очистки сточных вод от ионов хрома (III) и (VI) / Жукова И.Д.; Орехова С.Е.; Ашуйко В.А.; Хмылко Л.И.; заявитель и патентообладатель

72. Учреждение образования «Белорусский государственный технологический университет» 2005122996/15; заявл. 19.07.05.; опубл. 10. 01.05, Бюл. № 1. - 5 с.

73. Ahmed, S.A. Batch and fixed-bed column techniques for removal of Cu(II) and Fe(III) using carbohydrate natural polymer modified complexing agents // Carbohydrate Polymers. 2011. - № 83. - P. 1470-1478

74. Meena, А.К. Adsorptive removal of heavy metals from aqueous solution by treated sawdust {Acacia arabica) / A.K. Meena, K. Kadirvelu, G.K. Mishra, C. Rajagopal, P.N. Nagar // Journal of Hazardous Materials. 2008. -№ 150.-P. 604-611

75. Gaballah, I. Recovery of heavy metal ions through decontamination of synthetic solutions and industrial effluents using modified barks / I. Gaballah, G. Kilbertus // Journal of Geochemical Exploration.- 1998. № 62. - P. 241-286

76. Государственный контроль качества воды. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 776 с.

77. ГОСТ 12597-67. Сорбенты. Метод определения массовой доли воды в активных углях и катализаторах на их основе. Введ. 1967-07-01. -М.: Государственный комитет СССР по стандартам : Изд-во стандартов, 1989.-6 с.

78. ГОСТ 12596-67. Угли активные. Метод определения массовой доли золы. Введ. 1967-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 1999. - 4 с.

79. ГОСТ 16187-70. Сорбенты. Метод определения фракционного состава. Введ. 1971-07-01. - М.: Комитет стандартов, мер, измерительных приборов при совете министров : Изд-во стандартов, 1970. - 6 с.

80. Фогель, A.A. Получение новых сорбционных материалов на основе древесных отходов и минерального сырья для очистки сточных вод от ионов металлов / A.A. Фогель, В.А. Сомин Л.Ф. Комарова A.C. Озерская //

81. Труды XII международной НПК «Водоснабжение и водоотведение: качество и эффективность» / КемТИПП, СибГИУ, НГАСУ, ООО КВК «Экспо-Сибирь». Кемерово, 2010 - С. 75-76

82. Фогель, А.А Очистка воды от ионов меди с использованием сорбента на основе древесных отходов / A.A. Фогель, Н.П. Радченко, В.М. Осокин, В.А. Сомин // Научно-образовательный журнал АлтГТУ «Горизонты Образования». Барнаул, 2011. - Вып. 13 - С. 30-32

83. Фогель, A.A. Изучение сорбционных свойств материалов на основе отходов производства древесины и минерального сырья / A.A. Фогель, В.А. Сомин, Л.Ф. Комарова // Химия в интересах устойчивого развития, 2011. №19. - С. 461-465

84. Фогель, A.A. Исследования по модификации древесных опилок для получения новых сорбционных материалов / В.А. Сомин, В.М. Осокин, Л.Ф. Комарова, A.A. Фогель // Ползуновский вестник. 2011 - №4 - С. 169-172

85. Фогель, A.A. Исследование свойств и структуры сорбента на основе древесных опилок и бентонитовых глин / A.A. Фогель, В.А. Сомин Л.Ф. Комарова, Роберта Дел Соле // Ползуновский вестник. 2011 - №4 - С. 183-186

86. Сомин, В.А. Новый сорбент на основе природных материалов для очистки гальванических стоков / В.А Сомин, Л.Ф. Комарова // Экология и промышленность России. 2009. - сентябрь. - С. 2 - 5.

87. Madejov, J. Baseline studies of the clay minerals society source clays: infrared methods / J. Madejov, P. Komadel // Clays and CIm, Minerals. Vol. 49. -2001. -№5. -P. 410-432

88. Гордон, А. Спутник химика / А. Гордон, P. Форд // перевод с английского E.JI. Розенберга, С.И. Коппель М: Издательство Мир, 1976. 541 с.

89. Chen, Н. Qualitative and quantitative analysis of wood samples by Fourier transform infrared spectroscopy and multivariate analysis / H. Chena, C. Ferrari, M. Angiuli, J. Yao, C. Raspi, E. Bramanti // Carbohydrate Polymers. -2010.-№82.-P. 772-778

90. Agrelli, D. Chemical and Spectroscopic Characteristics of the Wood of Vitis vinifera Cv. Sangiovese Affected by Esca Disease / D. Agrelli, C. Amalfitano, P. Conté, L. Mugnai // Journal Agricultural and Food Chemistry. -2009. №57. - P. 11469-11475

91. Argun, М.Е. Use of clinoptilolite for the removal of nickel ions from water: Kinetics and thermodynamics / M.E. Argun // Journal of Hazardous Materials. 2008. - №150. - P. 587-595

Информация о работе

Фогель, Алена Александровна
кандидата технических наук
Барнаул, 2012
ВАК 25.00.27

Диссертация

Очистка загрязненных вод с помощью новых фильтровально-сорбционных материалов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы