Снижение влияния сточных вод химических и нефтехимических предприятий на водные объекты с применением сорбентов на основе модифицированных отходов производства агропромышленного комплекса

Макарова, Юлия Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Снижение влияния сточных вод химических и нефтехимических предприятий на водные объекты с применением сорбентов на основе модифицированных отходов производства агропромышленного комплекса
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Снижение влияния сточных вод химических и нефтехимических предприятий на водные объекты с применением сорбентов на основе модифицированных отходов производства агропромышленного комплекса"

На правах рукописи

МАКАРОВА ЮЛИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

СНИЖЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ХИМИЧЕСКИХ И НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА

03.02.08 - Экология (в химии и нефтехимии)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 9 МАЙ 2011

Казань - 2011

4847447

Диссертационная работа выполнена на кафедре экологии и охраны окружающей среды Энгельсского технологического института (филиал) Саратовского государственного технического университета

Научный руководитель: кандидат химических наук, доцент

Собгайда Наталья Анатольевна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Свергузова Светлана Васильевна

доктор технических наук, доцент Шулаев Максим Вячеславович

Ведущая организация: Брянская государственная инженерно-

технологическая академия

Защита состоится «1» июня 2011 года в I" часов на заседании совета Д 212.080.02 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Казанском государственном технологическом университете по адресу: г. Казань, ул. Карла Маркса, д. 68, зал заседаний Ученого совета (А-ЗЗО).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета.

Электронный вариант автореферата размещен на сайте Казанского государственного технологического университета (www.kstu.ru)

Автореферат разослан «30» апреля 2011 года

Ученый секретарь диссертационного совета

А.С. Сироткин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Очистка сточных вод и утилизация отходов являются актуальными экологическими проблемами не только в Российской Федерации, но и в мире. Основными загрязнителями сточных вод (СВ) химической и нефтехимической промышленности являются ионы тяжелых металлов (ИТМ) и нефтепродукты (НП). Тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий и др.) представляют серьезную опасность с точки зрения их биологической активности и токсических свойств. Нефтепродукты, попадая в водоемы, приводят к нарушениям экологического баланса и делают невозможным нормальное функционирование биологических систем.

Для минимизации воздействия на водные объекты химической и нефтехимической отраслей на российском и зарубежном рынках имеется большое разнообразие сорбционных материалов для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов. Сорбенты создаются на основе активированных углей, природных материалов, наноматериалов и др. Многие из них являются достаточно эффективными и обладают высокой сорбционной емкостью, однако, зачастую энергетические и материальные затраты на их производство определяют высокую стоимость продукта, что не удовлетворяет требованиям потребителей.* Вместе с тем перспективные и экономически выгодные сорбенты представляется возможным изготавливать из вторичного сырья. Данные материалы позволяют решить сразу две проблемы: очистка воды и одновременно утилизация отходов. Однако применение исходных материалов в качестве сорбентов малоэффективно, поэтому работы, направленные на создание новых дешевых и высокосорбционных материалов, полученных при активации отходов, весьма актуальны и имеют большое научное и практическое значение.

В настоящей диссертационной работе исследована возможность использования в качестве сорбционного материала для НП и ИТМ отходов агропромышленного комплекса. Таким образом, в работе комплексно решается экологическая задача: отходы предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции, деревообработке, производству хлопчатобумажных тканей переводятся в ранг вторичных материальных ресурсов, что также определяет актуальность работы в экологическом плане.

Целью настоящей работы являлось решение экологических проблем, связанных со снижением негативного воздействия нефте- и металлсодержащих сточных вод химических и нефтехимических предприятий на гидросферные комплексы по результатам разработки и применения ресурсосберегающих перспективных сорбентов на основе активированных целлюлозо- и лигнинсодержащих отходов (ЦЛО)

переработки сельскохозяйственной продукции, деревообработки, производства хлопчатобумажных тканей.

В связи с этим в работе решались следующие задачи:

1) провести мониторинг твердых промышленных и сельскохозяйственных отходов, образующихся на территории Саратовской области;

2) проанализировать снижение влияния на водные экосистемы ИТМ и НП в составе сточных вод при использовании различных сорбционных материалов, полученных при активации и модификации отходов агропромышленного комплекса;

3) провести оценку токсичности вод до и после очистки СВ послойными фильтрами (ПФ) и изучить влияние внешних факторов: рН среды, температуры раствора, напряженности постоянного магнитного поля на эффективность удаления ИТМ из стоков;

4) разработать технологические рекомендации по созданию ресурсосберегающих сорбционных материалов и дать эколого-экономическое обоснование их разработки и изготовления;

5) предложить способы утилизации отработанных сорбентов и оценить предотвращенный экономический ущерб.

Работа выполнена на кафедре «Экология и охрана окружающей среды» Саратовского государственного технического университета (СГТУ) в соответствии с планом НИР СГТУ по научному направлению: 14 В 03. «Разработка экологосберегающих технологий, способов контроля, очистки и обеззараживания воды, почвы, переработки и утилизации техногенных образований и отходов в товары народного потребления» и в рамках конкурса «Проведение поисковых научно-исследовательских работ в целях развития общероссийской мобильности в области естественных и гуманитарных наук» (г. Белгород).

Научная новизна работы

Установлено, что максимальное снижение влияния ИТМ и НП в сточных водах химических и нефтехимических предприятий на водные объекты наблюдается в случае применения сорбционных материалов, полученных в результате термической обработки отходов производства хлопчатобумажных тканей (хлопкосодержащего волокна (ХСВ)) и ЦЛО.

Показана возможность снижения токсичности СВ после очистки от ИТМ разработанными послойными фильтрами (ПФ) на основе термо-обработанных ЦЛО и термообработанных ХСВ, обладающих высокими сорбционными свойствами (Анпот 14 до 27 г/г и Аитм от 12 до 14 мг/г).

Установлено, что эффективность очистки СВ от ИТМ и НП послойными фильтрами зависит от состава среднего слоя в фильтре и условий проведения процесса очистки СВ: рН среды, температуры раствора, дополнительной обработки сточных вод магнитным полем и времени выдержки.

Практическая значимость работы

Предложено использование отходов агропромышленного комплекса для минимизации антропогенного воздействия объектов нефтехимических отраслей промышленности на гидросферные комплексы.

Разработаны технологические рекомендации по изготовлению экологически безопасных, ресурсосберегающих сорбционных материалов (послойные фильтры) из активированных отходов агропромышленного комплекса для очистки СВ от ИТМ и НП.

Проведенные эколого-экономические расчеты показали, что стоимость послойного фильтра составляет ~ 29 рублей за кг, срок окупаемости капитальных затрат не превышает 5 лет, ежегодный предотвращенный экономический ущерб водным ресурсам, загрязненным НП, рассчитанный для ОАО «СарНПЗ», составляет 2,3 млн. рублей, а для предприятий Саратовской области, специализирующихся на мойке автотранспорта, - 1,6 млн. рублей.

Разработанные научные положения диссертации апробированы и прошли испытания при очистке поверхностных и сточных вод на ООО «Саратовский нефтеперерабатывающий завод» («СарНПЗ», г. Саратов), ОАО «Арктика», ООО «Хенкель-Рус», ИП Вакуленко «Автомойка», МУП «Канализационно-очистные сооружения» (г. Энгельс); используются в учебном процессе при чтении лекций по дисциплинам «Техника защиты окружающей среды», «Основы водоподготовки и водоочистки», «Промышленная экология», в курсовом и дипломном проектировании в СГТУ.

Публикации и апробация работы. По теме диссертационной работы опубликовано 15 статей, включая 5 статей в журналах по списку ВАК МинРФ и 10 статей в реферируемых сборниках. Получено положительное решение о выдаче патента на изобретение. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 9 международных, российских и региональных научных конференциях и совещаниях. Список публикаций приведен в конце автореферата.

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 168 страницах, содержит 19 таблиц, 68 рисунков и 175 литературных источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования, сформулированы цель и задачи работы, отражены научная новизна и практическая значимость, апробация работы, основные положения, выносимые на защиту.

В главе 1 проанализированы литературные данные по основным характеристикам ряда сорбционных материалов, полученных из отходов

агропромышленного комплекса. Рассмотрены основные способы получения и активации сорбентов, их структура, строение, сорбционные свойства, достоинства, недостатки и практическое применение. Изучены данные по применению и способам модификации (термические и реагентные) сорбентов из целлюлозолигниносодержащих отходов: лузги пшеницы, подсолнечника, гречихи, древесины. Анализ литературных данных позволил сформулировать основные цели и задачи дальнейшей научной работы.

Глава 2 посвящена проведению мониторинговых исследований образования отходов в Саратовской области. На территории Саратовской области ежегодно образуется более 3,6 млн т отходов, 91 % их направляется на хранение. Саратовская область является аграрным регионом, поэтому большую часть составляют отходы предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции, также существуют отходы текстильной, деревообрабатывающей и других отраслей промышленности. Применение отходов в качестве вторичного сырья для получения сорбентов позволяет уменьшить количество занимаемых полезных площадей под хранение отходов и получить с минимальными экономическими затратами новые сорбционные материалы для очистки загрязненных стоков.

Глава 3 посвящена описанию объектов и методов исследования. Объектами исследования явились отходы: лузга подсолнечника, пшеницы, проса, древесная стружка, хлопкосодержащие волокна (ХСВ); модельные растворы: а) содержащие НП с начальной концентрацией С„ач = 20 мг/л; б) содержащие ИТМ кадмия, цинка, меди, свинца Снач=10 мг/л; в) сточные воды ОАО «СарНПЗ» Снач = 15 мг/л. Приведены методики приготовления рабочих растворов с использованием реактивов марок «хч» и «чда».

Дано описание используемых в работе электрохимических и физико-химических методов исследования (вольтамперометрия, фотометрия, рН-метрия, растровая электронная микроскопия, газовая хроматография, ИК-спектрометрия, дериватографический и рентгенофазовый анализы, газовый анализ определения удельной поверхности), которые позволили достаточно точно изучить закономерности и механизмы процессов сорбции при извлечении ИТМ и НП. Представлены основные уравнения и методики для расчета эффективности очистки, сорбционной емкости. Описаны характеристики и возможности использованного в работе оборудования: анализатор вольтамперометрический «АКВ-07 МК», концентратомер нефтепродуктов «КН-2М», преобразователь ионометрический «И-500», газовый хроматограф «Кристалл-500», фотоэлектроколориметр «КФК-3-01», дериватограф Q-1500 D, совмещенный ТГА/ДСК/ДТА, анализатор SDT Q600, ИК-спектрометр с Фурье-преобразователем NICOLET 6700, рентгеновский дифрактометр «ДГОН-2,0», электронный микроскоп фирмы «Karl Zeiss», растровый

ионно-электронный микроскоп «Quanta 200 3 D». Обработка экспериментальных данных проводилась согласно ГОСТ Р ИСО 57252002 «Точность, правильность, прецизионность».

В главе 4 приведены результаты эксперимента и обсуждение полученных данных. Рассмотрено влияние температуры термообработки отходов предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции: лузги пшеницы, проса, подсолнечника и отходов деревообработки - древесной стружки на эффективность очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов (раздел 4.1). Проведенный термогравиметрический анализ данных отходов позволил установить, что их разложение и основная потеря массы происходят с экзотермическим эффектом, при температурах более 100 С, поэтому термообработку отходов проводили при температурах от 100 до 400 °С (шаг 100 °С) в специальной форме, позволяющей ограничить доступ кислорода из воздуха. Рассчитанные значения эффективности очистки представлены в таблице 1.

По результатам анализа показано, что наиболее высокой эффективностью очистки СВ от ИТМ обладают отходы, термообработанные при Т = 300 °С в течение 20 мин. Сорбенты, полученные при данных условиях термической активации (при Т = 300 °С, т = 20 мин) из отходов (лузга пшеницы, проса, подсолнечника и опилки), исследовали на способность извлекать НП из СВ. В качестве НП использовали машинное масло. Результаты исследований показали, что эффективность очистки (рис. 1) и полная нефтеемкость (А, г/г) снижаются в ряду: лузга проса (А—9) >опилки (А-6) > лузга пшеницы (А =4) > лузга подсолнечника (А=3).

Более тонкая структура лузги проса легче разлагается при температуре, чем прочная лузга подсолнечника. При термической обработке отходов происходит изменение исходных характеристик сорбента (цвет, насыпная плотность, микроструктура).

Микроструктурный анализ образцов показал, что в объеме материала и на поверхности сорбента появлялись рыхлые конгломераты, имеющие выступы, трещины, каналы, что свидетельствует о высокой дефектности их структуры, которые обусловливают высокие j _ пшеница, 4 - подсолнечник сорбционные свойства. Известно, что

в состав данных отходов входят лигнин и целлюлоза, при термическом разложении которых предположительно образуется углерод, который обусловливает сорбционные свойства сорбентов. Анализ рентгенограмм

12 3 4

Рис. 1. Эффективность очистки СВ пт ЯП ТИЛИ ■ / — пппсп.2 ~~ nnuntcu.

показал наличие углерода в аморфной фазе, были обнаружены углы отражения (3,370), характерные для аморфного углерода.

В параграфе 4.2 проведены сравнительные исследования и проанализированы характеристики исходных и модифицированных сорбентов на основе шелухи пшеницы. Анализ рентгенограмм показал, что состав ЦЛО после термической обработки становится практически идентичным. Поэтому последующие исследования проводились на примере шелухи пшеницы. Изучали сорбенты: ШП1 - шелуха пшеницы без модификации, ШП2 - шелуха пшеницы после термической обработки при температуре 300 °С в течение 20 мин, ШПЗ - шелуха пшеницы, активированная в 0,2 н растворе соляной кислоты, ШП4 - шелуха пшеницы, термообработанная, как сорбент ШП2, а затем активированная соляной кислотой, как сорбент ШПЗ. Результаты расчетов эффективности очистки СВ от ИТМ приведены в табл. 1.

Анализ полученных данных свидетельствует, что наиболее высокую эффективность очистки по отношению к ИТМ показали сорбенты ШП2, ШП4, где присутствовала термообработка. Сорбционная способность сорбента во многом зависит от количества и размера пор. Определенная нами сорбционная емкость (Е 10~3, мг/г) сорбентов по йоду, характеризующая количество микропор размером 1,0 нм, ШПЦ64), ШП2(15), ШПЗ(58), ШП4(46) показала, что наибольшей величиной сорбционной емкости по йоду обладают сорбенты ШП1 и ШПЗ. Следовательно, эти сорбенты имеют большее количество микропор с <1=1 им.

Таблица 1

Эффективность очистки сточных вод от ИТМ сорбентами на основе

исходной и модифицированной шелухи пшеницы (Снт=10 мг/л

ИТМ ШП1 111П2 ШПЗ ШП4

СКон.МГ/л Э,% Скои мг/л Э,% Скон, мг/л Э,% Скои,мг/л 0,101 э,%

0,68 93,2 0,538 94,6 0,415 95,8 98,9

Сй" 0,57 94,3 0,324 96,8 0,268 97,3 0,130 98,6

0,19 98,1 0,051 99,5 0,068 99,3 0,020 99,8

Для термообработанных материалов эта величина снижается, что свидетельствует об образовании пор и с другими размерами, т.е. полипористых структур. Сорбционная емкость по метиленовому голубому, характеризующая наличие мезопор (1,5-1,7 нм), для всех сорбентов была близка к нулю. Следовательно, количество пор с таким размером в структуре материалов минимально, и наши сорбенты либо микропористые, либо макропористые. Основные сведения о сорбционных свойствах материалов и характере сорбции позволяет получить изотерма сорбции. Кинетические исследования показали, что при сорбции РЬ2+ сорбентами равновесие в системе достигается за 20 мин, а равновесная сорбционная емкость (Ар мг/г) увеличивается в ряду: 3 (ШП1)< 15 (ШПЗ)< 17 (ШП2)<

21 (ШП4). По теории БЭТ формы изотерм .1, 3, 4 на рис. 2 указывают на

наличие в сорбентах микропор. Крутизна изотерм 4 и 3 характеризует

наличие ультрамикропор. Изогнутая мг/г

форма изотермы 2 характерна для

сорбентов со смешанной микро- и

макропористостью, что подтверждает

наше объяснение минимальной величины

по йодопоглощению сорбентом ШП2

(Ешга=15 мг/г). Увеличение пористости и

образование пор с различными размерами

при термообработке подтверждается

проведенной нами растровой „ т,

„ . г г Рис. 2. Изотермы сорбции ионов

микроскопиеи (рис. 3), размеры пор для рЬ(Щ сорбентов. 1 _ ШП1

сорбента ШП2 составили -0,8 и -4-5 нм. 2 - ШП2,3 - ШПЗ,4 - ШП4

ШП1 ШП2 ШПЗ ШП4

Рис.Микроструктурные исследовать сорбентов (х 500) Активация температурой до обработки кислотами (ШП4) приводит к образованию пористых структур с более развитой поверхностью, что указывает на возможность физической сорбции ИТМ из растворов. При активации происходит изменение и внутренней структуры сорбентов, что подтверждается данными ИК-спектроскопии (рис. 4). Кривая термообработанного образца для ОН' групп (3365 см ) идет ниже, чем после кислотной активации. Эта закономерность наблюдается и для асимметричной группы СН2 (2930 см"1).

После кислотной обработки появляется комбинация асимметричного и деформационного крутильного колебания группы NH3 (2211 см"1). Кислотная обработка способствует образованию карбоксилат-ионов (14001600 см"1). Наличие функциональных групп указывает на возможность хемосорбционного механизма при извлечении ИТМ из сточных вод. Кислотная обработка приводит к образованию новых активных групп с отрицательными зарядами (рис. 4), что

35М

250» IiПО

Вшшовие число <см" )

Рис. 4. Данные ИК-спектроскопии сорбентов: 1 - ШП1, 2 - ШП2, 3 - ШПЗ, 4 - ШП4

объясняет их высокие сорбционные свойства. Несмотря на то, что сорбенты П4 показали наиболее высокие значения эффективности очистки 3=99,0%, их получение экономически невыгодно и экологически неоправданно из-за больших затрат чистой воды на промывку. Поэтому в дальнейшем нами предлагается использовать сорбент ШП2, обладающий достаточно высокими сорбционными свойствами (АИтм= 17 мг/г; Анп= 3 г/г, суммарный объем пор по воде Упор=0,3 см3/г, удельная поверхность 8уд=188 м2/г), с минимальными экономическими затратами.

В параграфе 4.3 изучено получение и применение ХСВ (отход ткацкого производства хлопчатобумажных тканей ООО «НИТКАН» в г. Энгельсе Саратовской области) в качестве сорбента для НП и ИТМ. Его образуется 1,5-2,0 тонны в год в процессе ткачества в момент переплетения нити утка с нитью основы. Предварительно проведенный термогравиметрический анализ исходного ХСВ показал, что в диапазоне температур 200-500 °С происходит преобразование ХСВ, что определило направление дальнейших исследований по термической активации материала. Показано, что при варьировании температуры (1=200-500 °С с шагом 50°С) и времени (т = 2-10 мин с шагом 2 мин) обработки ХСВ оптимальными являются I = 450°С и т = 8 мин. Обработка проводилась без доступа воздуха в специальной ячейке. При этих условиях образуется термообработанное ТХСВ, обладающее высокими сорбционными характеристиками при очистке СВ от ИТМ (табл. 2). Время достижения сорбционного равновесия составило 30 мин, в течение которого сорбент выдерживали в модельных сточных водах из расчета оптимального соотношения 2 г/л.

Таблица 2

Эффективность очистки (Э,%) различных ИТМ из СВ сорбентом ТХСВ (С,шч=10 мг/л)

Катион металла Скон, мг/л Э,% г, нм Адсорбция А, мг/г

Свинец (II) 0,54 94,5 0,126 6,9

Кадмий (II) 0,39 96,0 0,099 13,2

Цинк (II) 0,17 98,3 0,083 14,4

Медь (II) 0,01 99,9 0,080 15,1

Установлено, что эффективность очистки (табл. 2) уменьшается в ряду: Си+2 > 7л1+2> Сс1+2 > РЬ+2 и зависит от размера катионов металла, радиусы которых увеличиваются в той же последовательности. В соответствии с теорией многослойной и полимолекулярной адсорбции БЭТ в поры адсорбента более эффективно и глубоко проникают ионы с меньшими радиусами. Они максимально заполняют поры более глубоких слоев и прочно удерживаются в них за счет физической и хемосорбции, в последующие слои сорбируются ионы с большими радиусами, но величина их сорбции снижается, так как поры уже частично заняты.

Определенная нами сорбционная емкость (Е) сорбентов по йоду, характеризующая количество микропор с размером 1,0 нм (ХСВ - 24 мг/г, ТХСВ - 91 мг/г), показала, что при термообработке количество микропор с

d = 1 нм возрастает в -3,5 раза. Сорбционная емкость по метиленовому голубому составила для ХСВ - 33 г/г, для ТХСВ - 185 г/г. Эти данные подтверждают увеличение пористости после термообработке ХСВ (Sys = 1700 м2/г, Vnop =1,4 см3/г).

Наряду с физической сорбцией извлечение ИТМ происходит и за счет хемосорбционных процессов. ХСВ представляет собой почти чистую целлюлозу - природный полимер, элементарные звенья которого имеют следующую химическую формулу (-С6Ню05-)п. Характерной особенностью целлюлозы является наличие в каждом элементарном звене трех гидроксильных групп - ОН-. Функциональная гидроксильная группа способна взаимодействовать с ИТМ за счет замещения катионов водородов на катионы металла по схеме: zROH+Mez+ +zOH~—> zR0Me+zH20.

Анализ ИК спектров ХСВ и ТХСВ (рис. 5) показал, что интенсивность

Волновое число (см"')

спектра для гидроксильных групп (3365 см') и асимметричной группы g СН2 (2930 см"1) ТХСВ значительно | ниже, чем для ХСВ без термообработки, но повышается спектр для карбоксилат-ионов (14001600 см"1). Вероятнее всего, в процессе Рж 5 ш_спектры: , _ ТХСЛ 2 _хсв температурной обработки происходят

разрыв водородных связей, удаление водорода и образование отрицательного заряда на поверхности сорбента. В этом случае очистка ИТМ может происходить по схемам:

zR-C-0~+Mez+ ->■ zR-C-0-Mez или zR-C~+ Mez+ —> zR-C-Mez.

Проведенные исследования по извлечению НП из стоков с помощью ТХСВ позволили установить, что полная нефтеемкость составила А=12 г/г, а максимальная эффективность очистки СВ при Снач=20 мг/л - 90% .

Микроструктурные исследования ТХСВ (рис. 6) показали, что волокна обладают рыхлой поверхностью с частичной деформацией, что способствует увеличению сорбционной емкости. Отдельные волокна переплетаются, образуя каркас. Очистка НП происходит не только за счет сорбции в порах, но и за счет механической фильтрации и задержки между волокнами (рис.6, в).

4.4. Создание композиционных материалов на основе отходов Для предотвращения технических сложностей использования термообработанных порошкообразных сорбентов ШШ-ШП6 и создания жесткосвязанной структуры были изготовлены композиционные материалы с использованием различных по природе и свойствам связующих компонентов.

В качестве связующих использовали: эпоксидную смолу «СОМ-1», парафин «СОМ-2», дибутилфталат «СОМ-3» (в количестве 20 %) и полимерную матрицу (ПМ), обладающую хемосорбционными свойствами, полученную по технологии поликонденсационного наполнения (М.М. Кардаш). На основе полимерной матрицы были созданы 3 вида композиционных материалов: 1) «СОМ-Х» - ПМ+ТХСВ (9:1); 2) «СОМ-П» -ПМ+ШП2 (7,5:2,5); 3) «СОМ-ХП» - ПМ+ ШП2+ ТХСВ (6:2:2). Полученные композиционные материалы использовали для очистки модельных сточных вод от ИТМ (табл. 3).

Таблица 3

Фильтр СОМ-1 СОМ-2 СОМ-3

ИТМ Cd РЬ Zn Cd РЬ Zn Cd РЬ Zn

Ск0„, мг/л 6,5 5,0 9,1 9,5 9,9 10,0 6,4 8,9 8,4

Э,Ус- 34,6 49,5 9,2 4,9 1,1 0 35,2 10,8 19,6

Фильтр СОМ-П СОМ-ХП СОМ-Х

Скот МГ/Л 7,1 7,0 7,7 5,9 5,1 7,6 8,2 9,9 9,0

Э,% 29 29,5 22,4 40,9 49,3 23,7 17,5 1,2 10

Установлено, что добавление связующих компонентов в сорбционные материалы приводит к увеличению их механической прочности, но к снижению эффективности очистки стоков. Это происходит за счет того, что связующий материал забивает и экранирует поры образца и, как следствие, снижает сорбционную емкость. Это подтверждается микроструктурными исследованиями морфологии образцов (рис. 7), где показано наличие высокопористой поверхности у термообработанной шелухи пшеницы (сорбент ШП2) и ее отсутствие у образцов со связующими добавками.

«СОМ-П»

Рис. 7. Морфология поверхности образцов (х500) 12

При введении связующего происходит деформация хлопьев сорбента при механическом перемешивании, что приводит к снижению межзеренной и межхлопьевой пористости сорбента. Композиционный материал «СОМ-ХП», изготовленный на основе полимерной матрицы, показал более высокие сорбционные свойства (Э = 49,3%) по сравнению с другими исследуемыми материалами. Это связано с ионообменными свойствами самой полимерной матрицы, в структуре которой имеются активные функциональные группы, обладающие хемосорбционными свойствами (М.М. Кардаш).

Установлено, что использование материалов с полимерным связующим для удаления НП из СВ неэффективно (Э = 15-20%).

4.5. Создание послойных фильтров. В связи с тем, что введение связующей добавки значительно снижает сорбционные свойства материала, предложено изготавливать послойные фильтры. Их изготавливали путем укладки отходов в специальный полимерный корпус таким образом, чтобы внешние слои содержали ТХСВ, а внутренний -сорбент из термообработанных отходов (ТО) при Т = 300°С и т = 20 мин (фильтр №1 - шелуха пшеницы, №2 - шелуха подсолнечника, №3 -опилки, №4 - шелуха проса, №5 - смесь в равных массовых долях всех вышеперечисленных ТО). Соотношение волокнистых и целлюлозосодержащих отходов (2:8 масс.). Внешние волокнистые слои играют роль каркаса для сыпучих, порошкообразных сорбентов и при фильтрации сточных вод не уносятся с жидкостью (рис. 8). Модельные фильтры использовали для очистки сточных вод от НП С„ач = 200 мг/л) в динамическом режиме (рис. 9). В качестве НП использовали машинное масло. Измерения проводили при температуре 293 К и рН = 7,0.

Рассчитанные значения полной

нефтеемкости (А, г/г) для фильтров увеличиваются в ряду: 14 (№ 2)< 15 (№1) < 17 (№ 4)< 23 (М 3) < 27 (№ 5). Результаты динамической сорбции (рис. 9) показали, что максимальной эффективностью очистки при большем объеме фильтруемой воды обладал фильтр, в котором средний слой состоял из смешанных целлюлозосодержащих отходов. Полученный факт, вероятнее всего, обусловлен тем, что в смеси сорбентов реализуется более развитая пространственно-каркасная структура, повышающая сорбционные свойства материала к более объемным молекулам НП. Удаление НП происходит за счет не только физической адсорбции в порах сорбентов, но и механического улавливания в межхлопьевых пространствах.

Рис. 8. Композиционный фильтр

Фильтры различных составов анализировали на способность поглощать ИТМ. Оказалось, что эффективность очистки ИТМ практически не зависит от состава фильтра и варьируется от 85 до 95%. Вероятнее всего, это объясняется тем, что термообработанные отходы имеют аналогичный исходный состав (лигнин, целлюлоза) и после термической обработки становятся практически идентичными. Фильтр № 1 изучали на способность очистки СВ от ИТМ в динамическом режиме (рис. 10). Установлено, что рассчитанные величины полной сорбционной емкости (А, мг/г) для ИТМ увеличиваются в ряду:

А (2п) =13,6 < А (СсО =12,8 < А (РЬ) =12,4

Рис. 9. Зависимость эффективности очистки НП от объема фильтруемой СВ через различные фильтры (т=5 г)

500 1000 1500 2000 2500 V, мл

Рис. 10. Зависимость эффективности очистки ИТМ от объема фильтруемой СВ через фильтр №1 (т=5 г)

4.6. Влияние различных факторов на эффективность очистки сточных вод послойным фильтром № 1 Было изучено влияние магнитной обработки на сорбционную способность послойного фильтра. Для этого использовалась магнитная установка, создающая постоянное магнитное поле (ПМП) с выбранной величиной напряженности Н=2 кА/м. Сорбцию ИТМ из модельных растворов послойным фильтром № 1 проводили в течение 1 часа тремя способами: 1 - без воздействия ПМП; 2 - обрабатывали в ПМП только модельные растворы сточных вод, а затем омагниченный раствор подвергали очистке фильтром; 3 - одновременно осуществляли фильтрацию раствора при воздействии ПМП (табл. 4).

Анализ полученных данных свидетельствует о стимулирующем воздействии магнитной обработки растворов на процессы сорбции ИТМ фильтрами. Показано, что эффект увеличивался на 6-10%, если осуществляли предварительную обработку стоков в ПМП перед началом сорбции раствора, а затем проводили фильтрационную очистку.

Таблица 4

Влитие магнитной обработки раствора на конечную концентрацию (Ско„) и степень извлечения ИТМ(Э) послойным фильтром №ЦС„ач= 10мг/л)_

ИТМ Данные Обработка СВ в ПМП Обработка СВ в ПМП

без обработки ПМП во время сорбции до сорбции

Скон, МГ/л Э,% Скон, мг/л Э,% Ск0„, мг/л э,%

(Cdz+) 1,19 87,1 0,82 91,0 0,61 93,0

(Pb2+) 0,98 88,3 0,66 92,0 0,38 95,0

(Си") 1,06 89,0 0,60 93,9 0,06 99,4

Данный факт можно объяснить «ионной» гипотезой влияния МП на растворы (А. Классен). По данной теории, МП оказывает особое влияние на гидратацию ионов: чем больше и устойчивее гидратная оболочка, тем труднее ионам вступать в хемосорбционные реакции или оседать в порах адсорбента. Под влиянием МП происходит временная деформация гидратных оболочек ионов, изменяется их распределение в воде, они как бы разворачиваются к полюсам магнитов под действием силы Лоренца.

Под действием данной силы образуются пластинчатые домены ориентированных молекул воды, то есть происходит процесс «омагничивания». При этом достигается уменьшение энергии гидратации ионов, препятствующей электростатическому взаимодействию катионов с поверхностью сорбента, в результате чего эффективность сорбционной очистки повышается.

Проведенные исследования по влиянию рН раствора на эффективность очитки стоков показали, что наиболее эффективно идет очистка от ионов цинка и кадмия в диапазоне рН 6,0-10,0, от ионов свинца при рН 6,0-8,0, от ионов меди при рН= 6,0.

Установлено, что влияние температуры СВ на эффективность очистки подчиняется правилу Вант-Гоффа (при повышении температуры раствора на 10 °С скорость химических реакций возрастает в 2-3 раза). С повышением температуры раствора увеличиваются скорость диффузии ИТМ к поверхности сорбента и проникновение их в глубинные поры сорбционного материала (адсорбция). Также происходит ускорение химической реакции замещения катионов водорода на катионы металла (хемосорбция). Эти факторы и объясняют наблюдаемое повышение эффективности очистки стоков от ИТМ.

Проведена оценка токсичности сточных вод до и после очистки от ИТМ (табл. 5) методом биотестирования с использованием в качестве тест-объектов Daphnia magna Straus (ПНД Ф 14.1:2.3:4.7-02) и Scenedesmus quadricauda (ПНД Ф 16.1:2.3:3.6-02). Установлено, что в исходной сточной воде через 72 часа происходила гибель 80+_3% Daphnia magna Straus и 75+ 2% Scenedesmus quadricauda, для выживания тест-объектов кратность разбавления исходной сточной воды оказалась равной 3. После очистки через предложенный послойный фильтр № 1 через 72 часа гибель дафний составила 7+3%, водорослей - 6+2%. При этом разбавления воды не требуется, что свидетельствует об отсутствии ее токсического действия.

Таблица 5

Результаты биотестирования сточной воды до и после очистки от ИТМ

Тестируемая проба Продолжительность теста, ч Тест на определение токсичности воды

Тест-объект МВИ Кратность разбавления до ЛДад

СВ до очистки 72 Daphnia magna Straus ПНДФ 14.1:2.3:4.7-02 3

Scenedesmus quadricauda ПНДФ 16.1:2.3:3.6-02 3

СВ после очистки ПФ№1 72 Daphnia magna Straus ПНДФ 14.1:2.3:4.7-02 1

Scenedesmus quadricauda ПНДФ 16.1:2.3:3.6-02 1

Глава 5. Технологическая схема изготовления фильтра, рекомендации по его регенерации и утилизации, экономическое обоснование

Наиболее высоким сорбционным показателям отвечает послойный фильтр. Технологическая схема его изготовления представлена на рис. 11.

для регенерации

Рис. 11. Принципиальная технологическая схема изготовления сорбционного фильтра:

1,2 - дозаторы ХСВ и ЦЛО; 3,4 - печь; 5, 6- сушильная камера; 7 - фильтр;

8 -усреднитель сточных вод; 9 - шламонакопитель; 10 - бак для кислоты;

11- смеситель воды и кислоты; 12 - дозаторы; 13 - бак для щелочи;

14 - нейтрализатор; 15 - отстойник; 16-рН-метр

Она состоит из следующих этапов: при помощи дозаторов (1) ХСВ и (2) целлюлозолигнинсодержащие отходы (ЦЛО) в соотношении 2:8 (по массе) поступают в печь (3) для спекания ХСВ (I = 450 °С и т = 8 мин) и печь (4) для спекания ЦЛО (I = 300 °С и т =20 мин). После спекания полученные продукты выдерживаются в сушильных камерах (4) и (б), где происходят охлаждение и стабилизация их состава. Далее полученные материалы укладываются в корпус фильтра (7) для очистки СВ.

Отработанные фильтры поступают в шламонакопитель (9), а затем на утилизацию. Отработанные фильтры после очистки СВ от ИТМ могут быть регенерированы кислотой с последующей промывкой чистой водой. Для очистки промывных вод после регенерации предлагается блок нейтрализации стоков (12-15). Для регенерации отработанный фильтр №1 после очистки СВ от ИТМ обрабатывали азотной кислотой (1:1) с последующей промывкой дистиллированной водой до значения рН=7 (на 1 г фильтра необходимо 0,3 литра воды) и сушкой при 100 °С. После кислотной обработки ионы тяжелых металлов, находящиеся в порах сорбента, переходят в раствор, и сорбционные свойства сорбента восстанавливаются по схеме

zR-0-Me+zHN03->zR-0-H+Mez++N0i.

Сорбент после такой регенерации готов к следующему циклу сорбции (рис. 12). Из рис. 12 видно, что фильтр после регенерации способен проработать около 7 циклов для Cd (И), 9 циклов для Zn (II) и более 10 циклов для Pb (II). Ионы свинца из изученных нами ИТМ имеют наибольший радиус г = 0,126 нм, а десорбция более крупного катиона происходит значительно легче.

Повышение эффективности э,% юо т-___

очистки стоков после регенерации, вероятнее всего, связано с проработкой поверхности сорбентов за счет кислотной активации.

Применение регенерации не всегда является экономически ВЫГОДНЫМ из-за использования рис. 12. Зависимость эффективности очистки большого количества чистой СВ от ИТМ фильтром №1 от цикла регенерации воды для промывки. Поэтому

нами предлагается использовать отработанные фильтры в качестве выгорающей добавки при производстве керамики, а также в качестве наполнителя в производствах древесно-стружечных плит, высоконаполненных полимерных материалов, асфальтобетона, тротуарной плиты и др.

Величина предотвращенного экономического ущерба водным ресурсам, загрязненным НП, рассчитанная для ОАО «СарНПЗ», составляет 2,3 млн. рублей, а для предприятий, специализирующихся на мойке автотранспорта, - 1,6 млн. рублей по Саратовской области. Проведенный расчет эколого-экономических показателей производства послойного фильтра в количестве 20 т сорбента в год показал, что отпускная цена 1 кг фильтра составила 29 руб., а капитальные затраты окупятся за 5 лет.

-о-Cd (И) -О—Zn(II) -й-РЬ(П)

выводы

1. Проведен мониторинг образующихся отходов на территории Саратовской области, результаты которого показали, что ежегодно образуется более 3,6 млн. т отходов; более 90 % из них направляется на депонирование на полигонах ТБО. При этом большую часть составляют отходы сельскохозяйственной отрасли; кроме того, образуются отходы текстильной, деревообрабатывающей и других отраслей промышленности.

2. Показано, что максимальная эффективность очистки СВ от ИТМ и НП достигается при использовании сорбционных материалов, полученных в результате термической обработки ЦЛО (т=20 мин, t = 300°C) и термической обработки ХСВ (т=8 мин, t = 450 °С).

3. Эффективность очистки воды от ИТМ сорбционными материалами при добавлении связующих компонентов в активированные отходы снижается из-за «замазывания» пор сорбента. Наиболее высокую эффективность очистки от ИТМ (Э~49 %) показал композиционный материал «СОМ-ХП», изготовленный на основе полимерной матрицы. Экспериментально показано, что использование материалов с полимерным связующим для удаления НП из СВ является неэффективным (Э ~ 1520%).

4. Результаты биотестирования показали, что вода, очищенная с применением разработанных послойных фильтров, не оказывает токсического действия для Daphnia magna Straus и Scenedesmus quadricauda.

5. Показано, что послойные фильтры обладают высокими сорбционными характеристиками (Анп ~ 27 г/г, Аитм ~ 13 г/г). Разработаны технологические рекомендации по изготовлению и регенерации послойных фильтров. Предложены способы утилизации отработанных сорбционных материалов и рассчитан ежегодный предотвращенный экономический ущерб водным ресурсам, загрязненным НП, который составил 2,3 млн. рублей для ОАО «СарНПЗ», а для предприятий Саратовской области, специализирующихся на мойке автотранспорта,-1,6 млн. рублей.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

Публикации в изданиях, перечень которых рекомендован ВАК РФ

1. Макарова, Ю.А. Влияние природы связующего материала на сорбционные свойства сорбентов, изготовленных из отходов агропромышленного комплекса / H.A. Собгайда, Ю.А. Макарова // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2011. - №1. -С. 41-45.

2. Макарова, Ю.А. Влияние модифицирования шелухи пшеницы на ее сорбционные свойства к ионам Pb2+, Cd2+, Zn2+ и Cu27 H.A. Собгайда,

JI.H. Ольшанская, Ю.А. Макарова // Известия вузов. Сер. Химия и химическая технология,- 2010. - № 11. - С. 31-35.

3. Макарова, Ю.А. Очистка сточных вод от нефтепродуктов композитными фильтрами на основе отходов производств / H.A. Собгайда, JI.H. Ольшанская, Ю.А. Макарова // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2010. - № 3. -С. 37-41.

4. Макарова, Ю.А. Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов с помощью сорбентов - отходов деревообрабатывающей и сельскохозяйственной промышленности / H.A. Собгайда, JI.H. Ольшанская, Ю.А. Макарова // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2009. - № 9. - С. 43-45.

5. Макарова, Ю.А. Использование отходов производства в качестве сорбентов нефтепродуктов / H.A. Собгайда, Л.Н. Ольшанская, К.Н. Кутукова, Ю.А. Макарова // Экология и промышленность России. - 2009. - Январь. - С. 36-38.

Публикации в других изданиях

6. Макарова, Ю.А. Влияние температуры на сорбционные свойства фильтров изготовленных из отходов агропромышленного комплекса / H.A. Собгайда, Ю.А. Макарова, Л.Н. Ольшанская // Вестник Харьковского нац. автомобильно-дорожного ун-та (ХНАДУ). - 2011. - № 1. - С. 15-17.

7. Макарова, Ю.А. Новые сорбционные материалы на основе отходов производств / H.A. Собгайда, Ю.А. Макарова, Л.Н. Ольшанская, Т.В. Никитина // Пятый Саратовский салон изобретений, инноваций и инвестиций: сб.: в 2 ч. Ч. 2. -Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. - С. 6. ISBN 978-5-7433-2238-1

8. Макарова, Ю.А. Влияние pH среды и времени контакта на сорбционные свойства модифицированной шелухи пшеницы / H.A. Собгайда, Л.Н.Ольшанская, Ю.А. Макарова // Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики: материалы VII Междунар. науч.-практ. конф,, г. Тольятти, 15-18 апреля 2010 г. - Тольятти: Волжский ун-т им. В.Н.Татищева, 2010. -С. 397-406.

9. Макарова, Ю.А. Влияние магнитной обработки на эффективность очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов фильтрами на основе отходов производства/ H.A. Собгайда, Ю.А. Макарова, Л.Н. Ольшанская,

B.В. Дерепаскова // Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология: докл. Междунар. конф. «Композит-2010». - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. -

C. 460-462. ISBN 978-5-7433-2275-6

10. Макарова, Ю.А. Отходы в качестве сорбентов для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов / H.A. Собгайда, Ю.А. Макарова, Л.Н. Ольшанская, А.Л. Солодкова// Проблемы обеспечения экономической безопасности: материалы Междунар. науч. конф., г. Энгельс, 25 декабря 2009 г. - Энгельс: Ред.-изд. центр ПКИ, 2010. - С. 174-179.

11 Макарова, Ю.А. Влияние термообработки шелухи подсолнечника на эффективность извлечения ионов тяжелых металлов из сточных вод / H.A. Собгайда, Л.Н. Ольшанская, Ю.А. Макарова // Татищевские чтения: Актуальные проблемы науки и практики. Актуальные проблемы экологии и охраны окружающей среды: материалы 6-й науч.-практ. конф.,

и ') • A

г. Тольятти, 16-19 апреля 2009 г. - Тольятти: Волжский университет им. В.Н. Татищева, 2009. - С. 338-342.

12. Макарова, Ю.А. Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов термообработанными отходами/ H.A. Собгайда, JI.H Ольшанская, Ю.А. Макарова, Н.Е. Попова // Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. тр. Ч. 1. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009. - С. 321-324. ISBN 978-5-7433-2058-5

13. Макарова, Ю.А. Исследование влияния природы сорбента для очистки сточных вод от нефтепродуктов / H.A. Собгайда, Ю.А. Макарова, Т.В. Никитина, Ю.А. Макарова / Энгельс, технол. ин-т Сарат. гос. техн. ун-та. - Энгельс, 2008. -18 с,- Деп. в ВИНИТИ 28.11.2008. № 953-В2008. 2008 // Депонированные научные работы. - 2009. - № 2. - б.о.

14. Макарова, Ю.А. Очистка сточных вод гальванических производств сорбентами на основе отходов сельхозпереработки и пенополиуретана/ H.A. Собгайда, J1.H. Ольшанская, Ю.А. Макарова// Еколопчна безпека: проблеми i шляхи виршення: зб1рник наукових статей V Мгжн. наук.-практ. конф. Т.1. - Украша, Харюв: Райдер, 2009. - С. 302-305. ISBN 978-966-1511-16-2

15. Макарова, Ю.А. Эффективность очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов сорбентами на основе модифицированной шелухи пшеницы/ H.A. Собгайда, J1.H. Ольшанская, Ю.А. Макарова, H.A. Никитина // Экологические проблемы современности: материалы XIX недели науки МГТУ: XIV Междунар. науч.-практ. конф. - Майкоп: Изд-во МГТУ, 2009. - С. 193-195. ISBN 978-5-88941-042-3

16. Положительное решение на выдачу патента по заявке № 2009149661 от 30.12.2009 г., приоритет от 20.03.11 г. Сорбент для очистки сточных вод / H.A. Собгайда, JI.H. Ольшанская, Ю.А. Макарова.

Соискатель

Ю.А. Макарова

Подписано в печать 28.04.11 Бум. офсет. Тираж 100 экз.

Усл. печ.л. 1,16(1,25) Заказ 75

Формат 60x84 1/16 Уч.-изд. л. 1,0 Бесплатно

Саратовский государственный технический университет

410054, Саратов, Политехническая ул., 77 Отпечатано в Издательстве СГТУ. 410054, Саратов, Политехническая ул., 77 Тел.: 24-95-70; 99-87-39, e-mail: izdat@sstu.ru

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Макарова, Юлия Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Понятия и теория адсорбции.

1.2 Сорбционные материалы.

1.2.1 Активированные угли.

1.2.2 Сорбенты на основе природных материалов.

1.2.3 Сорбционные материалы на основе отходов агропромышленного комплекса.

1.2.4 Очистка сточных вод с помощью биосорбентов.

Выводы по главе.

2 МОНИТОРИНГ ОБРАЗОВАНИЯ ОТХОДОВ ПО

САРАТОВУ И САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ.

2.1 Характеристика обращения с отходами по Саратовской области.

2.2 Обращение с отходами в городах области.

2.3 Переработка и обезвреживание отходов.

2.4 Обращение с отходами, систематизированное по видам экономической деятельности.

Выводы по главе.

3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

3.1 Объекты исследования.

3.1.1 Сырье для получения сорбентов.

3.1.2 Методика приготовления модельных растворов.

3.2 Технология получения сорбентов из отходов агропромышленного комплекса.

3.2.1 Методика модифицирования сорбентов.

3.2.2 Технология изготовления композиционных материалов с различными связующими.

3.2.3 Технология изготовления композиционных фильтров.

3.3 Методики определения физико-химических свойств образцов сорбентов.

3.4 Приборы и методы исследования.69*

3.4.1 Приборы и методы исследования сорбентов.

3.4.2 Приборы и методы контроля содержания вредных веществ тяжелых металлов и нефтепродуктовв водных растворах.

3.4.2.1 Инверсионно-вольтамперометрический метод.

3.4.2.2 Фотометрические методы анализа.

3.4.2.3 ИК-спеьсгрофотометрические методы анализа.

3.5 Методика определения токсичности сточных вод.

Выводы по главе.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

4.1 Влияние термообработки на эффективность очистки сточных вод от нефтепродуктов и тяжелых металлов.

4.2 Сравнительная характеристика модифицированных отходов при сорбции ионов тяжелых металлов из сточных вод.

4.2.2 Изучение сорбционных свойств материалов.

4.3 Применение отходов ткацкого производства в качестве сорбентов.

4.4 Создание композиционных материалов из отходов производства с добавлением связующего компонента.

4.5 Создание послойного фильтра.

4.6 Влияние факторов на эффективность очистки сточных

4.7 Определение токсичности вод методом биотестирования.

Выводы по главе.

5 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ПОСЛОЙНОГО ФИЛЬТРА, РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЕГО РЕГЕНЕРАЦИИ И УТИЛИЗАЦИИ, ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ.

5.1 Технологическая схема изготовления фильтра.

5.2 Регенерация и утилизация фильтра.

5.3 Экономические расчеты стоимости послойного фильтра. Расчет предотвращенного эколош- экономического ущерба водным ресурсам, загрязненными нефтепродуктами на примере предприятия ОАО «СарНПЗ» и ИП Вакуленко «Автомойка».

Выводы по главе.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Снижение влияния сточных вод химических и нефтехимических предприятий на водные объекты с применением сорбентов на основе модифицированных отходов производства агропромышленного комплекса"

Для минимизации воздействия на водные объекты химической и нефтехимической отраслей на российском и зарубежном рынках имеется большое разнообразие сорбционных материалов для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов. Сорбенты создаются на основе активированных углей, природных материалов, наноматериалов и др. Многие из них являются достаточно эффективными и обладают высокой сорбционной емкостью, однако, зачастую энергетические и материальные затраты на их производство определяют высокую стоимость продукта, что не удовлетворяет требованиям потребителей. Вместе с тем перспективные и экономически выгодные сорбенты представляется возможным изготавливать из вторичного сырья. Данные материалы позволяют решить сразу две проблемы: очистка воды и одновременно утилизация отходов. Однако применение исходных материалов в качестве сорбентов малоэффективно, поэтому работы, направленные на создание новых дешевых и высокосорбционных материалов, полученных при активации отходов, весьма ашггуальны и имеют большое научное и практическое значение.

В настоящей диссертационной работе исследована возможность использования в качестве сорбционнош материала для НП и ИТМ отходов агропромышленного комплекса. Таким образом, в работе комплексно решается экологическая задача: отходы предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции, деревообработке, производству хлопчатобумажных тканей переводятся в ранг вторичных материальных ресурсов, что также определяет актуальность работы в экологическом плане.

В связи с этим в работе решались следующие задачи:

5) предложить способы утилизации отработанных сорбентов и оценить предотвращенный экономический ущерб.

Работа выполнена на кафедре «Экология и охрана окружающей среды» Саратовского государственного технического университета (СГТУ) в соответствии с планом НИР СГТУ по научному направлекию: 14 В 03. «Разработка экологосберегающих технологий, способов контроля, очистки и обеззараживания воды, почвы, переработки и* утилизации техногенных образований и отходов в товары народного-потребления» и в рамках конкурса «Проведение поисковых йаучно-исследовательских работ в целях развития общероссийской мобильности в области естественных и гуманитарных наук» (г. Белгород).

Научная новизна работы

Показана возможность снижения токсичности СВ после очистки от ИТМ разработанными послойными фильтрами (ПФ) на основе термо-обработанных ЦЛО и термообработанных ХСВ, обладающих высокими сорбционными свойствами (А,ш от 14 до 27 г/г и А1ГШ от 12 до 14 мг/г).

Практическая значимость работы

Проведенные эколош-экономические расчеты показали, что? стоимость послойного фильтра составляет ~ 29 рублей за кг, срок окупаемости капитальных затрат не превышает 5 лет, ежегодный предотвращенный экономический ущерб водным ресурсам, загрязненным НП, рассчитанный для ОАО «СарНПЗ», составляет 2,3 млн. рублей, а для предприятий Саратовской области, специализирующихся на мойке автотранспорта, — 1,6 млн. рублей.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Макарова, Юлия Александровна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ:

1. Проведен мониторинг образующихся отходов на территории Саратовской- области, результаты, которого показали, что ежегодно образуется более 3,6 млн. т отходов; более 90 % из них направляется на депонирование, на полигонах ТЪО. При» этом большую часть составляют отходы сельскохозяйственной* отрасли; кроме того; образуются отходы текстильной, деревообрабатывающей^ и других отраслей промышленности.

2. Показано, что максимальная эффективность очистки СВ от ИТМ и НП достигается при использовании сорбционных материалов, полученных в результате термической обработки ЦЛО (т=20мин, t = 300 °С) и термической обработки ХСВ (т=8мин, t = 450 °С).

3. Эффективность очистки воды от ИТМ сорбционными материалами при добавлении связующих компонентов в активированные отходы снижается из-за,«замазывания» пор сорбента. Наиболее высокую эффективность очистки от ИТМ' (Э~49 %) показал композиционный материал «СОМ-ХП», изготовленный на основе полимерной матрицы. Экспериментально показано, что использование материалов с полимерным связующим для удаления НП из СВ является неэффективным (Э ~ 15-20%).

5. Показано, что послойные фильтры обладают высокими сорбционными характеристиками (Анп~ 27 г/г, Аитм ~ 13 г/г). Разработаны, технологические рекомендации по изготовлению и регенерации послойных фильтров. Предложены способы утилизации отработанных сорбционных материалов и рассчитан ежегодный предотвращенный экономический ущерб водным ресурсам, загрязненным НП, который составил 2,3 млн. рублей для ОАО «СарНПЗ», а для предприятий Саратовской области, специализирующихся на мойке автотранспорта, -1,6 млн. рублей.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Макарова, Юлия Александровна, Саратов

1. Киреее, В.А Теория сорбции. Краткий курс физическойхимии/В.А. Киреев- М.: Госхимиздат, 1963.- 648с

2. Грег, С. Адсорбция.Удельная поверхность. Пористость. /С.Грег , К. Синг. -М.:Мир, 1984.- 306 с.

3. Новый справочник химика и технолога. Основные свойства неорганических, органических и элементоорганических соединений. -СПб: AHO НПО Мир и Семья, 2002. -1280 с

4. Кинли, X. Активные угли и их промышленное применение /X. Кинли, Э.Бадер.-JI. «Химия», 1984.-212 с.

5. Кленин. В.И.Практикум по коллоидной химии/ В.И. Кленин.-М. «Соль», 1996.-57с.

6. Воющий, С.С. Курс коллоидной химии. М.:Химия, 1982.-513 с.

7. Карнаухов, А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов/А.П. Карнаухов.- Новосибирск: «Наука».- Сиб. отд. РАН, 1999.-470 с.

8. Химическая очистка сточных вод// bibliotekar.ru. интернет-издание URL :http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-109-kanalizacia/124.htm (дата обращения 06.04.2009)

9. Сорбционная технология. URL:http ://www.aqms.ru/technology/classical/adsorption.html(AaTa обращения 23.10.2009)

10. Клемятов, А.А Комбинированная флотационно-сорбционная технология очистки сточных вод от нефтепродуктов/ А А. Клемятов, ИА. Дибров, H.H. Воронин// Химическая промыпшенность.-1999. -№ 7,-С. 54-58

11. Бутырищ Б.П. Высокопористые углеродные материалы/Б.П. Батурин.-М.:Химия, 1976. -190 с.

12. Рябчиков, В.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования/ В.Е. Рябчиков. М.: ДеЛипринт, 2004. -300 с.

13. Николадзе, Г.И. Технология очистки природных вод/ Г.И. Николадзе. М.: Высшая школа, 1987. - 479 с.

14. Очистка сточных вод предприятий мясной и молочной промышленности/ С.М. Шифрин, Г.В.Иванов, Б.Г.Мишуков, Ю.А.Феофанов.-М.: «Наука», 1981.-186с.

15. Завьялов, B.C. Сорбционная емкость материалов по отношению к нефтепродуктам/ B.C. Завьялов// Экология и промышленность России. -2006.-№8.-С. 7-9

16. Анализ методов локальной очистки сточных вод/ В.Ф. Бабкин, H.H. Злобина, Е.П. Евсеев, В.Э. Ненно, Г.С. Сейдалиев, В.И. Ступин, М.И. Чубирков// Экология производства.- 2010.- №10. -С. 73-77

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

18. Киши, X. Активные уши и их промышленное применение/ X. Кинли , Э. Бадер. -JL «Химия»,1984.- 212 с

19. Болотов, A.B. Оборудование и технологии производства активированных углей/ A.B. Болотов //Новости науки Казахстана. -2007.-№4.- С.59-63

20. Машкина, C.B. Технико-экономические аспекты применения активированного угля в технологических процессах/С.В. Машкина // Вестник Инновационного Евразийского университета.- 2007. -№1. -С. 156-159

21. Кульский, JI.A. Основы химии и технологии воды/Л.А.Кульский .Киев: «Наукова думка», 1991.- 244с.

22. Беседина, И.Н. Сорбционные свойства и тонкая структура активных углей из коры лиственницы сибирской/ Беседина И.Н., Угай М.Ю. Петров B.C. // Химия растительного сырья.- 1999.-№4.-С.113-117

23. Бессан, В.С.Обработка води акгивованним вугшлям/ B.C. Бессан B.C.- Киев: «Наукова думка», 1976.- 214 с

24. Максимович, Н. Г. Использование сорбентов на основе активированного угля для борьбы с разливами нефти/Н. Г. Максимович// Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе.- 2006.-№ ю.- С. 19-22

25. Темердашев, З.А. Очистка нефтесодержащих поверхностных и сточных вод с помощью сорбентов на углеродной основе /З.А. Темердашев, Б.А. Темирханов, Т.Н. Мусорина//Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. -2006. -№9. -С. 111-113.

26. Мерц, Р.Х. Плавающий углеродный сорбент для поглощения пленки нефтепродуктов на воде /Р.Х. Мерц, К.Ф. Косыгин, В.Б. Боксер // Химия и технология воды.- 1998.- Т.20, №3.- С. 301-305.

27. Собгайда, H.A. Новые углеродные сорбенты для очистки вод от нефтепродуктов/ H.A. Собгайда, А.И. Финаенов// Экология и промышленность. -2005- №12.- С.8-11.

28. Темирханов, Б.А. Исследование возможности регенерации и повторного использования некоторых сорбентов для сбора нефти/ Б.А. Темирханов, Б.Д. Елецкий, O.A. Шпигун// Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе.- 2005. -№5. -С. 1921.

29. Химические вещества из утя; под ред. Ю. Фальбе М.: Химия, 1980. 614с.

30. Везенцев, АЛ.Очистка питьевой и природной воды от ионов тяжелых металлов местными монтмориллонитовыми глинами/ А.И. Везенцев, М.А. Трубицын, В.П. Илющенко, Е.В. Кормош// Проблемы региональной экологии 2009.-№2.-С. 208-212.

31. Ратько, А.И. Адсорбционно- структурные свойствамонтмориллонита, фиксированного гидроксокомплексами Сг(Ш) и Cr (Ш)-Си(П)/А.И. Ратько А.И., Г.В. Бондарева, А.С.Панасюгин, О.А.Белый// Коллоидный журнал .2001.-Т. 63, №5. С. 674-678

32. Свителъский, В.П. Применение бентонитовых глин для очистки сточных вод/ В.П.Свительский, В.П.Омецинский. Ю.П:// Химия и технология воды.- 1981.- вып. 3-4. -С.376-379

33. Беленко, Е.В. Применение бентонитовых коагулянтов для водоподготовки/ Е.В. Беленко, Л.И. Воеводин// Экология и промышленность России. -2006. -№6.- С. 24-27

34. Кроткое, В.В. Модифицированные природные, цеолиты и цеолитсодержащие композиты- эффективные сорбенты радионуклиидов и других веществ/ В.В.Кротков, Ю.П.Нестеров // Экология и промышленность. -1997. -№10. -С.4-6

35. Панайотова, М. Удаление из сточных вод кадмия с использованием цеолитов/ М. Панайотова //J. Environ. Sei and Healf.- 2001. -Vol.36.- С. 293-306

36. Котельников, A.A. Абсорбенты для ликвидации разливов топлива/ A.A. Котельников //Экология производства. -2010. -№6.- С. 68-70

37. Активированный уголь, электрон, журнал., №5. URL:http:// www.panwater.com.ua/ActCarbon article.shtml (09.02.10) (дата просмотра: 03.06.2008).

38. Козлов, А.И. Применение торфяного сорбента для очистки гальванических стоков/ А.И. Козлов, В.И. Кондибор.

39. Минск. :Белорус. Госуд. Политех. АкадемияД994. -12с

40. Технология гранул на основе сфагнового мха. URL: http://tele-conf.ru/problemyi-zhiznedeyatelnosti-rasteniy-i-zhivotnyih/tehnologiya-granul-na-osnove-sfagnovogo-mha.html

41. Ликвидация разливов нефти и нефтепродуктов с помощью сорбента на основе перлита. URL: http:// www.ntzti.ru (дата просмотра 13.08.2009)

42. Хамитова, К.К. Исследование сорбции ионов тяжелых металлов углерод минеральным сорбентом/ К.К. Хамитова, С.А. Ефремов, В.В. Могильный // Вестник КазНУ Сер. Хим.- 2006. - №4(44). -С. 347-352.

43. Хамитова, К.К. Влияние модификатора на сорбционную способность шунгита /К.К.Хамитова, Б.Б.Демеев, В.В. Могильный// Вестник КазНУ. Сер. Хим.- 2010.- №4(60). С. 338342.

44. Патент №2132226 РФ. Способ получения сорбента для очистки воды от нефтепродуктов и тяжелых металлов/З.А. Брагина, Н.Г. Дмитриева, В.М. Бембель В.М., Г.А. Сафонов// Институт химии нефти СО РАН-заявлено 05.12.1995, опубл. 27.06.1999

45. Лысенко, А.А. Перспективы развития исследований и производства углеродных волокнистых сорбентов /А.А. Лысенко// Химические волокна.-2007.-№2.-С.4-11

46. Ermolenko, I.N. The organization carbon филаментов in varioustextile forms / I.N. Ermolenko, I.P. Lyubliner/ Carbon.-1990.-Vol.40.-P. 295-300

47. Патент 3235323 (США) MHK D01F2/00, D01F9/16, Heat-resistant black fibers and fabrics derived from rayon текст. Peters E. M., заявитель Minnesota Mining MFG, патентообладатель Minnesota Mining MFG. №US3235323, опубл. 1966.02.15

48. Фиалков, А.С. Изучение свойств активированных и углеродных волокнистых материалов/ А.С. Фиалков, Б.Н. Смирнов//Высокомолекулярные соединения.- 1969. -Т.9, №6.- С. 464-467

49. Economy, J. Sorbtsionnye characteristic of carbon fibres. J. Economy, M. Daley, C.L. Mangun// Divis. Fuel.Chem.-1996.- Vol. 41.- P. 321-325.

50. Активированные угли: каталог АООТ «ЭХМЗ» НПО Неорганика. Черкассы: НИИТЭХим, 1996. 124с.

51. Mochida, I. Studying properties of carbon fibres/ I. Mochida, Y. Korai// Carbon.-2000.-Vol. 38.2.- P.227-240.

52. Hagege, R. The granulated carbon sorbents/ R. Hagege TUT.-1994.3.- Р. 44-46

53. Фридман, Л.И. Сравнительные сорбционные свойства углеродных волокон с гранулированными углеродными сорбентами/ Л.И. Фридман. В.М. Чайко //Химические волокна.-1979.-№6.-С.22-23

54. Сигал, В.М. Сорбционные свойства углеродных материалов /В.Л. Сигал// Журнал прикладной химии.- 1997.- Т. 65. Вып.7.- С. 22-23

55. Варшавский, В.Я. Углеродные волокна /В.Я. Варшавский.- М.: Химия, 2005.- 500с.

56. Гридин, А.О. Разливанное море разливов/ Гридин А. О.// Нефть России. -2008. -№5.- С. 30-32.

57. Нефть с поверхности морей будут убирать «нанополотенцем»// http://www.sobesednik.ru/news/Oilnanopolotentse/

58. Иканина, Е.В. Сорбционная технология извлечения меди из гальваностоков/ Е.В. Иканина. В.Ф. Марков. Л.Н. Маскаева// Экология производства.- 2010. №10.- С. 52-55.I

59. Пат. 2333793 РФ, МПК В 01 I 20/24, С 02 Б 1/28. Способ очистки поверхности от нефти и нефтепродуктов. / А.А. Пашаян, А.В.

60. Нестеров, Государственное образовательное учреждение высшего* профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" Заявлено 18.01.07.; опубл. 20.09.2008.//Изобретения. Полез.модели.-2008.-26.

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

62. Пашаян, A.A. Проблемы очистки акваторий от нефтяного загрязнения и перспективы применения сорбционных методов./ A.A. Пашаян // Экология и промышленность России.-2008.-№5.-С.32-35

63. Нестеров, A.B. Очистка нефтесодержащих сточных вод сочетанием экстракционных и адсорбционных методов: дис. канд.тех.наук/ A.B. Нестеров. Иваново, 2008. -167с.

64. Использование модифицированных опилок в качестве сорбента для очистки воды

65. URL:www.mstu.edu.ru/publish/conf/l 1 ntk/sectionl5/mdex.html (дата просмотра 12.12.2009)

66. Кравцов, Е. Е. Использование отходов и полупродуктов органического и минерального происхождения для очистки стоков Текст. : тез. докл. научно-технич. конф. МГТУ / Е. Е. Кравцов, Е. А. Ноздрина, А. К. Суюнчалиева и др. -Москва, 2000. — С.18-19

67. Свергузова, Е.В. Очистка сточных вод с помощью промышленных отходов//Е.В.Свергузова//Коммунальное хозяйство.-2009. -№6. -С.125-127

68. Шкорина, Е.Д. Состав и комплексная переработка отходовпроизводства гречихи: дис.канд. хим. наук/ Е.Д. Шкорина.1. Владивосток, 2007.- 156 с

69. Пат РФ (11) 2060818 (13) С1 51) 6 B01J20/30, B01J20/24 Способ получения меланинсодержащеш фитосорбента и меланинсодержащий фитосорбент/ А.Е. Донцов, М.А. Островский,-Заявлено 1994.01.04, опубл. 1996.05.27

70. Каменщиков, Ф.А. Нефтяные сорбенты/Ф.А. Каменщиков, Е.И. Богомольный. Ижевск: НИЦ Регулярная и Хаотическая Динамика, 2005.- 268 с.

71. Абдуллин, И.Ш. Влияние обрабатываемого материала на свойства высокачастотнош емкостного разряда пониженного давления / И.Ш. Абдуллин, B.C. Желтухин, И.Р. Сагбиев, В.В. Кудинов, М.Ф. Шаехов//Материаловедение. -2007.-№ 11.- С. 51-55.

72. Земнухова, JI.A. Полисахариды из отходов производства гречихи//Журнал прикладной химии/Л.А. Земнухова, С.В.Томшич,

73. Е.Д. Шкорина, А.Г. Клыков. -2004.- Т.7, №7.- С.1192-1196

74. Земнухова, JI.A. Исследование состава и свойств полисахаридов из рисовой шелухи/Л.А. Земнухова, C.B. Томшич, В.А. Мамонтова // Журнал прикладной химии. -2004.- Т.77, №11.-С.1901-1904

75. Чикина, Н.С. Использование сорбента на основе пенополиуретана и шелухи гречихи при ликвидации разливов угпеводородов/Н.С. Чикина, А.В .Мухамедшина, Л.А.Зенитова// Безопасность жизнедеятельности. -2008. -№9.- С. 31-35

76. Никитина, Т.В. Волокнистые углеродные материалы для очистки сточных вод от нефтепродуктов/Н.А. Собгайда, Т.В. Никитина, Л.Н. Ольшанская.// Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2008.-№1.-С. 33-34

77. Активный уголь из скорлупы кедрового ореха. URL:http://www.new-garbage.com/?id=l946&page=l&part=47 (дата просмотра 11.03.2009).

78. Бакланова, О.Н. Микропористые углеродные сорбенты на основерастительного сырья/О.Н. Бакланова, Г.В. Плаксин, В.А. Дроздов // Российский химический журнал. -2004.- T. XLVIII, №3. -С.42

79. Адеева, JI.H. Сорбент для очистки сточных вод из скорлупы кедровых орехов/ Л.Н. Адеева, М.В. Одинцова //Изв. вузов. Химия и хим. технология.- 2009.- Т. 52.,Вып. 7.- С. 86-89

80. Натуральный сорбент «Cleanspills» из скорлупы кокосового ореха. URL:http://www.cleanspills.ru (дата просмотра 25.08.2010)

81. Собгайда, Н.А. Сорбенты для очистки вод от нефтепродуктов/ Н.А. Собгайда, Л.Н. Ольшанская Саратов: СГТУ, 2010.- 107с

82. Sabrina, К. Tea Waste as Low Cost Adsorbent For Removal Of Heavy Metals And Turbidity From Synthetic Wastewater/K. Sabrina// International Conference on Environmental Research and Technology (ICERT 2008)

83. Дмитрук, Ю.О. Лесишина, Т.Г.Шендрик, Л.Я. Галушко, О.А. Горбань, К.Ю. Чотий // Химия растительного сырья.- 2005,- №4.-С. 71-78

84. Виноградные семена — перспективное сырье для производства* активированного угля/ В.А. Виноградов, О.Г. Бобров, Ю.И. Шалимов, И.В. Кречетов// Сб. научных трудов Крымского,отделения УТА .-2006 -Т. 1.- Ялта Доля.- С. 46-52

85. Банановая кожура- отличный фильтр для очистки воды. URL: http ://www. trud.ru/index.php/article/31 -032011/260960 bananovaia kozhura otlichnvi filtr dlia ochistki vody. html (дата просмотра 22.03.2011)

86. Никифорова Т.Е., Сорбция ионов меди модифицированным белково- целлюлозным комплексом барды/Т.Е. Никифорова, В.А. Козлов, М.В. Родионова//химия растительного сырья.-2008.-№4.-С.41-46

87. Нигимуллина, Г.Р. Очистка сточных вод, содержащих ионы Со2+,1. Znотходами валяльно-войлочного производства/ Г.Р. Нигимуллина// Безопасность жизнедеятельности. -2008.-№12.-С.32-36

88. Сорбент «Унисорб» -для безопасной ликвидации загрязнений окружающей среды. URL: http://www.ecosorb.su/catalog/sorbent/sorbent-unisorb.html (дата просмотра 20.11.2010)

89. Пат. 2179953 РФ Способ очистки сточных вод от нефти инефтепродуктов/Г.Г. Ягафарова, В.П. Сафронов, В.Б. Барахнина, И.Р. Ягафаров, Э.М. Гатауллина, И.Р. Ягафаров, А.Х. Сафаров-заявлено 20.11.2000, опубл. 27.02.2002

90. Никифорова Т.Е., Сорбционные свойства льняного волокна, модифицированного плазмой/Т.Е. Никифорова, H.A. Багровская, В.А. Козлов, C.B. Натареев//Журнал> прикладной химии.-2008.-Т.81.-вьш.7.-С. 1096-1099

91. Пат. 2179600 РФ Установка для получения волокнистых материалов из термопластов/В.В. Бордунов, C.B. Бордунов, И.А. Соболев, -заявлено 24.10.2000, опубл. 20.02.2002

92. Мухутдинов, A.A. Применение твердого остатка пиролиза для очистки сточных вод/А.А. Мухутдинов// Экология и промышленность России.-2006.- № 6.- С.56-58

93. Мухутдинов, A.A. Адсорбент из твердого пиролиза изношенных шин /A.A. Мухутдинов// Экология и промышленность России.-2005.-№2.- С.20-24

94. Чурсин, Ф.В. Аварийные разливы нефти: средства локализации и методы ликвидации/ Ф.В. Чурсин, C.B. Горбунов, Т.В. Федотова// Системы безопасности.-2004.-№1.- С.120-124.

95. Чикина, Н.С. Обеспечение экологической безопасности при разливах углеводородов с помощью сорбента на основе пенополиуретана и шелухи гречихи/ Н.С. Чикина, A.B. Мухамедшин, JI.A. Зенитова// Безопасность жизнедеятельности.2008.-№ 9.-С. 49-53

96. Чикина, Н.С. Применение сорбента на основе пенополиуретана и шелухи гречихи для снижения экологической нагрузки на водных. акваториях/Н.С. Чикина, A.B. Мухамедшин, JI.A. Зенитова// Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе.- 2008.-№10.- С. 53-57

97. Гридин О.М., Как выбирать нефтяные сорбенты/ О.М. Гридин// Экология и промышленность России.-1999.-№12.-С.28-33

98. Свергузоеа, C.B. Очистка сточных вод от фосфатов с помощьюшлаков Оскольского металлургического комбината/С.В. Свергузова, Т.А.Василенко// Наука- производству-2001.-№З.С.-13-16.

99. Свергузова, C.B. Очистка сточных вод от фосфатов с помощью шлаков Оскольского электрометаллургического комбината /C.B. Свергузова, Т.А. Василенко // Строительные материалы.-2001.-№3.-С. 9-10

100. Свергузова, C.B. Модификация шлака ОЭМК при очистке сточных вод /C.B. Свергузова, Т.А. Василенко, А.Б. Мирошников// Современные проблемы промышленной экологии: мат. Межд. научно- практ. конф. Орел. -2000.-С. 92-95

101. Свергузова, C.B. Использование шлака Оскольского электрометаллургического комбината для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов

102. Ni , Cu )/С.В. Свергузова, И.И. Проскурина // Сотрудничество для решения проблемы отходов: матер.11 Межд. конф. Харьков.-2005.-С.214-218.

103. Свергузова, C.B. Шлак ОЭМК для очистки сточных вод/ C.B. Свергузова. И.И. Проскурина // Экология, окружающая среда и здоровье населения Центрального Черноземья: мат. Межд. науч-практ. конф.-Курск, 2005.-С. 66-67

104. Карапетян, К.Г. Перспективы использования удобрений AVA для восстановления плодородия почв/ К.Г. Карапетян, Д.К. Констанский, И.А. Косарева// Второй конгресс химическихтехнологий .-2001 .-№ 10.-С. 18-21

105. Киреева, H.A. Интенсификация биодеструкции нефти в почве при использовании биопрепаратов/Н.А. Киреева, Т.С. Онегова, Н.В. Жданова// Нефтяное хозяйство.- 2004.- №5.- С. 22-26

106. Киреева, H.A. Биопрепарат для очистки водной поверхности от нефтяного загрязнения/ H.A. Киреева, Т.С. Онегова, Н.В. Жданова//Экология и промышленность России. -2006.- №7. -С. 2628.

107. Сорбент -биодеструктор «Эконадин». URL: http://www.econad.com.ua/index.php?page=8&pg-l&in=ru (дата просмотра 05.12.2009)

108. Препарат -биодеструктор нефтяного загрязнения Микрозим (tm) «Петро Трит». , URL: http://biokomfort74.ru/ (дата просмотра 15.02.2010)

109. Зиновьев, А.П. Комплексная очистка сточных вод, содержащих нефтепродукты, ПАВ и фенолы/А.П. Зиновьев // Вода и экология.-2002.-.№2.-С. 43-55

110. Исследования динамики накопления высшими воднымирастениями тяжелых металлов из высококонцентрированных растворов / Л.Н. Ольшанская, H.A. Собгайда, Ю.А. Тарушкина, О.В. Колесникова // Химическое и нефтегазовое машиностроение. -2008.-№3.-С.39-42

111. Влияние магнитного поля на процессы извлечения тяжелых металлов из сточных вод ряской / Л.Н.Олыпанская, Н.А.Собгайда, Ю.А.Тарушкина, A.B. Стоянов// Химическое и нефтегазовое мапшностроение.-2008.- № 8. -С.41-44.

112. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Саратовскойобласти в 2009 году

113. Совещание по вопросу «Об экологической ситуации, связанной с обращением отходов производства и потребления на территории области», //sarnovosti.ru. URL:http://sarnovosti.ru/content/view/3836/ (дата просмотра 21.102010)

114. Кардаш, М.М. Новая технология поликонденсационного наполнения полимерных композиционных материалов: дис.канд. техн. наук/М.М. Кардаш. Саратов, 1995.-156с.

115. Смит, А. Прикладная ИК-спектроскопия / А. Смит; пер. с англ. — М.: Мир, 1982.-328 с

116. Колесников, Д.А., Жеребцов C.B., Беляков А.Н. Учебно- методическое пособие по растровой микроскопии. Белгород

117. Протасов, Ю.М. Физико-химические методы анализа / Ю.М.Протасов, Е.В. Казак, А.Г. Ивлев, И.Ф. Воронцов: учебное пособие Кострома: КГТУ, 2004.- 52 с. ISBN 5-8285-0166-6

118. Ковба, Л. М. Рентгенофазовый анализ/ Л.М. Ковба, В.К. Трунов//Изд. Московск. университета, 1976г.

119. Галюс, 3. Теоретические основы электрохимического анализа / 3. Галюс. М.: Мир, 1974. -552 с.

120. Брайнина, X. 3. Инверсионные электроаналитические методы / Х.З. Брайнина, ЕЛ. Нейман. М.: Химия, 1988. - 239 с.

121. Юинг, Г, Инструментальные методы химического анализа: пер. с англ / Г. Юинг. — М.: Мир, 1989. — 608 с

122. Васильев, В.П. Аналитическая химия/ В.П. Васильев.-М. «Химия»: 2005.-226 с.

123. Степычев, Н.В. Принципы экологии и ресурсосбережения в масложировой промышленности: Учеб. пособие/ Иван, гос.хим. технол. ун-т.- Иваново,-2002.-80с! ISBN 5-230-01573-х)

124. Макарова, Ю.А. Влияние модифицирования шелухи пшеницы на ее1. I ^ | о 11 |сорбционные свойства к ионам Pb , Cd , Zn и Си 7 НА.Собгайда,

125. Л.Н.Ольшанская, Ю.А. Макарова // Известия вузов «Химия и химическая технология».- 2010.-№ 11.- С.31-35.

126. Рабинович, В.А. Краткий химический справочник/ В.А. Рабинович, З.Я. Хавин, Л.: Химия, 1977 стр. 204138.

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

128. Смирнов, П.Р. Структура концентрированных водных растворов электролитов в кислородосодержащими анионами/ П.Р. Смирнов, В.Н. Тростин,- Иваново: ИХНР РАН, 1994.-260с.

129. Макарова, Ю.А. Очистка сточных вод от нефтепродуктов композитными фильтрами на основе отходов производств/ , НА.Собгайда, Л.Н.Олыпанская, Ю.А. Макарова // Химическое инефтегазовое машиностроение.- 2010: -№ 3.-С.37-41

130. Макарова, Ю.А. Использование отходов производства в качестве сорбентов нефтепродуктов/ H.A. Собгайда, JI.H. Ольшанская, К.Н. Кутукова Ю.А. Макарова.// Экология и промышленность России. 20091- январь.- С. 36-38

131. Афанасьева, В.Ф. Магнитная обработка воды при производстве сборного железобетона. /В.Ф: Афанасьева// Бетон и железобетон. — 1993.-№11.С.12-15.

132. Классен, В.И. Омагничивание водных систем/ В.И. Классен. -М.: Химия, 1978.-257с.

133. Усманский, Д.И. Влияние магнитного поля на диэлектрическую проницаемость технической воды/ Д.И. Усманский// Журнал технической физики-1965.-№ 2.-С.2245-22478

134. Классен В.И. Магнитная обработка воды и водных систем/ В.И. Классен // Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем. М.: Химия, 1971.-СЗ-17

135. Сизов, В.П.Снова об омагниченной воде/В.П. Сизов, К.П. Королев, В.Н. Кузин // Бетон и железобетон. 1994. - №3.- С.23-25.

136. Тыртыгин, В.Н.Использование магнитного поля для очистки производственных вод от бакгерий/В .Н. Тартыгин, A.JI. Каплан // Вестник МАНЭБ. 2003, июль.- С.58-59.

137. Сандуляк, А.В. Очистка жидкости в магнитном поле/А.В. Сандуляк.—

138. Львов: Высшая школа, 1984. — 164 с.

139. Киргинцев, А.Н. О механизме магнитной обработки жидкостей/ А.Н. Киргинцев // Журнал физической химии. 1971 .-T.XLV,№ 14. С.857-859.

140. Баран, Б.А. Влияние конфигурации магнитного поля на ионный обмен/ Б.А. Баран, В.Е. Дроздовский// Вестник технологического университета Подиля.-1999.-№1 С.3-5

141. Кошляк Л.Л. Производство изделий строительной керамики/Л.Л. Кошляк, В.В. Калиновский. М.: Высшая школа, 1979. — 191 с.

142. Канаев, B.K. Новая технология строительной керамики/В.К. Канаев. -М.: Стройиздат, 1990. 264с

143. Комар А.Г.Технология производства строительных материалов/А.Г. Комар, Ю.М. Баженов, Л.М. Сулименко. М.: Высшая школа, 1990. — 446 с.

144. Горчаков, Г. И. Строительные материалы: учебное пособие для высших учебных заведений / Г.И. Горчаков, Ю.М.Баженов; под общ. ред. Г. И. Горчакова. — Владимир: Союзполиграфпром, 1986. — 686 с.

145. Комар, А. Г. Строительные материалы и изделия: учебник для высших учебных заведений/ А. Г. Комар. Ярославль: МИР, 1988. 528 с.

146. Роговой, М. И. Технология искусственных пористых заполнителей и керамики. Учебник для вузов./ М.И. Роговой. М., Стройиздат, 1974.

147. Экология и экономика природопользования/ под ред. Э.В. Гирусова, В.Н. Лопатина. -М.: ЮНИТИ-ДАНА, Единство, 2002.- 519с. ISBN -5-238-00326-9

148. Основы природопользования: экологические, экономические и правовые аспекты/ А.Е. Воробьев и др.. Ростов н/Д: Феникс, 2006. -544с. ISBN 5-222-07925-2

149. Экология и экономика природопользования/ под ред. Э.В. Гирусова. — 3-е изд., перераб. и доп. -М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2007.- 591с. ISBN 978-5-238-01080-9

150. Яндыганов Я.Я. Экономика природопользования: учебник/ Я.Я.

151. Яндыганов. -М.: КРОНУС, 2005. -576с. ISBN 5-85917-067-4

152. Глухое, В.В. Экономические основы экологии: учебник/ В.В. Глухов, Т.В. Лисочкина, Т.П. Некрасова. — СПб: «Специальная литература», 1997. 304 с. - ISBN 5-87685-107-8

153. Экономика природопользования: учебник/под ред. К.В. Папенова. — М.:ТЕИС, ТКВелби, 2006. 928с.-ISBN 5 - 7218-0746-6

154. Сергиенко, О.И. Экономика природопользования/ О.И. Сергиенко. — М.: Ростов н/Д: Феникс, 2004. 320с. - ISBN - 5 - 222 - 04010-0

155. Анисгшое, A.B. Экологический менеджмент: учебник / A.B. Анисимов.- Ростов н/Д: Феникс, 2009. -348 с. ISBN 978-5-22214625-5

156. Хачатуров, Т.С. Экономика природопользования/Т.С. Хачатуров. — М.:МГУ, 1991. -269с.

157. Природопользование: учебник/ Арустамов Э.А. и др..—М.: изд. Дом «Дашков и К», 1999. 284с

158. Бобылев, С.Н. Экономика природопользования: учебник/ СЛ. Бобылев, А.Ш. Ходжаев. М.: ИПФРА-М, 2004. 501с.

159. Титоренко, О.В. Экономическая эффективность природоохранных мероприятий/ О.В. Титоренко, Е.А. Данилова //Метод, указ.- Саратов: СГТУ. 2006. -30 с.

160. Титоренко, О.В. Расчет оплаты за загрязнение окружающей среды/ О.В. Титоренко, Е.А. Данилова //Метод, указ.- Саратов: СГТУ. 2009 -22с.

Информация о работе

Макарова, Юлия Александровна
кандидата технических наук
Саратов, 2011
ВАК 03.02.08

Диссертация

Снижение влияния сточных вод химических и нефтехимических предприятий на водные объекты с применением сорбентов на основе модифицированных отходов производства агропромышленного комплекса - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы