СОДЕРЖАНИЕ
стр.
Введение................................................................. 4
1. Литературный обзор.................................................... 7
1.1. Характеристика и методы очистки сточных вод масло-перерабатывающих предприятий...................................... 7
1.2. Физико-химические основы коагуляции............................... 14
1.3. Состав, свойства и методы утилизации осадков, образующихся при очистке сточных вод.............................................. 29
2. Объекты и методы исследований........................................ 36
2.1. Объекты исследования.............................................. 36
2.2. Физико-химические исследования.................................... 39
2.2.1. Исследование кинетики коагуляции дисперсных систем............. 39
2.2.2. Исследование сорбции 11АВ в процессе коагуляционной очистки... 40
2.2.3. Определение размеров частиц дисперсных систем турбидиметрическим методом........................................... 40
2.2.4. Дифференциально-термический анализ............................. 41
2.2.5. Определение показателя преломления дисперсной фазы............. 42
2.3. Методики химических анализов...................................... 42
2.4. Методики получения и анализа лакокрасочных магериалов с использованием шламовых осадков.................................. 45
2.4.1. Приготовление водно-дисперсионной краски (ВДК)................. 45
2.4.2. Определение свойств ВДК........................................ 46
3. Экспериментальные результаты и их обсуждение......................... 47
3.1. Получение коагулянтов для очистки масло-жировых стоков.............. 47
3.1.1. Влияние природы коагулянтов на очистку сточных вод............... 47
3.1.2. Синтез и свойства коагулянтов с различным модулем основности.. 53
3.1.3. Интенсификация процессов получения коагулянтов................... 63
3.1.4. Влияние концентрации растворов коагулянтов на их свойства 67
3.1.5. Исследование размеров частиц, образующихся при гидролизе коагулянтов............................................................ 69
3.2. Взаимодействия коагулянтов с масло-жировыми загрязнениями 74
3.2.1. Исследование сорбции аткилкарбоксилата натрия на продуктах гидролиза коагулянтов.................................................. 74
3.2.2. Особенности взаимодействия гидроксосолей алюминия и железа с масло-жировыми загрязнениями........................................... 86
3.2.3. Изучение кинетических параметров процесса коагуляции............. 98
3.3. Организация коагуляционной очистки масло-жировых стоков............ 106
3.3.1. Характеристика производственных сточных вод МПП............... 106
3.3.2. Выбор условий коагуляционной очистки масло-жировых стоков.... 107
3.3.3. Оценка совместимости результатов очистки модельных систем и промышленных стоков........................................... 113
3.3.4. Состав и свойства шламовых осадков............................ 117
3.3.5. Применение осадков в производстве водно-дисперсионных красок 121
3.3.6. Утилизационная схема очистки сточных вод, содержащих
жировые загрязнения.............................................. 124
Выводы................................................................... 128
Список используемой литературы......................................... 131
14
творённых веществ[8]; 2) окислением органических веществ в присутствии катализатора при атмосферном и повышенном давлении [80-82]; 3) жидкофазным окислением органических веществ[82,83]; 4) огневым обезвреживанием [8,84,85].
Таким образом методы очистки производственных сточных вод МПП очень разнообразны. Однако применения одного какого-либо метода очистки, в связи со сложным многокомпонентным составом сточных вод, будет недостаточно. Поэтому представляется целесообразным осуществлять многостадийную очистку стоков, где завершающей стадией является коагуляционная очистка, характеризующаяся высокой эффективностью, простым технологическим оформлением, применением, доступных и достаточно дешевых реагентов.
1.2. Физико-химические основы коагуляции
С целью выделения мелкодисперсных взвешенных частиц и коллоидов, ускорения 1гроцесса осаждения и повышения скорости фильтрования в сточных и питьевых водах, а также в различных технологических суспензиях, их обрабатывают коагулянтами. В качестве последних преимущественно используют соли алюминия и железа, которые, гидролизуясь, образуют гидроксиды. В процессе коагуляции происходи!' взаимное слипание взвешенных и коллоидных частиц очищаемой воды с коллоидными частицами гидроксидов и увеличивается скорость их осаждения [68].
Реакцию гидролиза катионов металла Ме+ представляю!’ обычно в общем
виде:
Ме* +• Н20 МеОН + Н+. (1.11)
Скорость гидролиза Уг пропорциональна молярным концентрациям катионов металла и воды. В условиях псевдонулевого порядка но воде определяющей является концентрация [Ме+], то есть доза коагулянта:
где Kr - константа скорости гидролиза. С повышением температуры воды на каждые 10 °С константа скорости гидролиза, как и других химических реакций, возрастает по закону Вант-Гоффа в 2-4 раза. Скорость гидролиза солей алюминия и железа возрастает при введении в систему гидроксидов этих металлов [67]. При очистке воды концентрация катионов металлов относительно мала, а их гидролиз протекает практически мгновенно. Из уравнения реакции гидролиза, в соот ветствии с законом действующих масс, следует:
то есть чем больше Кг> тем сильнее равновесие смещается в сторону образования МеОН и Н^, и гидролиз протекает полнее. Если числитель и знаменатель умножить на величину [ОН ], то получим:
где К\у = РҐ][ОН”] - ионное произведение воды; Кк - [Ме][ОП~]/(МеОН] -константа диссоциации гидроксида металла. Следовательно, металлы, образующие гидроксиды с меньшей константой диссоциации, гидролизуются в большей степени.
Катионы металлов сильно г идратированы и их соединения е водой необходимо рассматривать как комплексные, содержащие воду в качестве лигандов [67]. Ионы А13+ и Бе' координированны шестью молекулами воды [68]. Участие гексаакваионов алюминия и железа в реакциях гидролиза обусловлено тем, что в силу своих небольших размеров и высокого заряда ионы А13+ и Ее3г являются достаточно сильными комплексообразователями: связь Мс-О ослабляет связь Н-0 в молекулах Н2О, находящихся в ближайшем окружении. І Іозтому координирующие Ме'" молекулы воды являются более сильной кислотой, чем свободные, и выступают донорами протонов. Изменение параметров растворов (значения pH, температуры, концентрации металлов, ионной силы, состава
[МеОН]-[іГ]
(1.2)
[Ме+]
(1.3)
- Київ+380960830922