Изучение и разработка очистки стоков от ионов тяжелых металлов (Доклад)

Химия сегодня

Кафедру неорганической химии возглавляет профессор В.Ф.Борбат. Здесь вас познакомят с проблемами защиты металлов от коррозии, очистки стоков от тяжелых металлов, научат различным электрохимическим методам анализа и еще многому другому. В итоге вы получите специализацию "электрохимия". Кроме того, кафедра начинает подготовку специалистов в области экологии и охраны окружающей среды, что так актуально для нашего города. Студенты, проявившие склонность к научной работе, могут продолжить ее на кафедре, поступив в аспирантуру по специальностям "физическая химия" и "электрохимия". На кафедре органической химии, возглавляемой профессором Р.С. Сагитуллиным, ведут синтез новых органических соединений, занимаются разработкой принципиально новых способов получения лекарственных препаратов, красителей, антиокислителей и т.п. Студенты на этой кафедре получают специализацию "органическая химия". И так же, как на двух других кафедрах, здесь имеется аспирантура по специальности "органическая химия". Кроме вышеперечисленных специализаций, студенты по желанию могут получить еще одну, дополнительную специализацию - "методика преподавания химии". открыть

Очистка хромсодержащих сточных вод гальванопроизводства

Последний получают путем смешения одинаковых количеств органических диаминосоединений и CS2 при пониженной температуре в течение нескольких часов с последующей нейтрализацией щелочным раствором и удалением непрореагировавшего CS2 . Полученный раствор разбавляют до требуемой концентрации и добавляют к сточным водам. Образующийся после интенсивного перемешивания в течение 20 – 120 мин осадок хелатов вышеупомянутых металлов удаляют седиментацией или фильтрацией. Приведены примеры успешного применения предложенного способа очистки сточных вод от вышеупомянутых тяжелых металлов . 1.2. БИОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД В последнее время у нас в стране и за рубежом увеличились масштабы проводимых исследований по разработке технологии выделения тяжелых цветных металлов из сточных вод гальванопроизводств биохимическим методом сульфатовосстанавливающими бактериями (СВБ). Однако достигнутое при этом снижение концентраций ионов тяжелых металлов, в частности таких, как хром, составило только 100 мг/л, что нельзя признать оптимальным, исходя из реальных концентраций ионов шестивалентного хрома (200 - 300 мг/л). открыть

Экология моря на примере Таганрогского залива и Азовского моря

Но, прежде всего, мы должны избежать или хотя бы приостановить текущие загрязнения. Для этого необходима очистка сточных вод от загрязнителей. В настоящее время существует несколько методов очистки: 1. Механический метод. Применяется для отделения твердых нерастворимых примесей . Для этой цели используют процеживание, отстаивание, фильтрацию, удаление взвешенных частиц под действием центробежных сил и отжимания. 2. Химические методы. Используются для удаления из сточных вод растворимых примесей. Методы связаны с использованием реагентов, превращающих вредные примеси либо в малотоксичные, либо в малорастворимые. К химическим методам относятся нейтрализация, окисление и восстановление, удаление ионов тяжелых металлов. 3. Физико - химические методы. С помощью их производится удаление из сточных вод суспендированных и эмульгированных примесей, а также растворенных органических и неорганических веществ. Основные способы: коагуляция и флокуляция, флотация, адсорбция, ионный обмен, экстракция, обратный осмос и ультрафильтрация, десорбция, дезодорация, дегазация и электрониохимические методы. 4. Термический метод. Используется для удаления из сточных вод минеральных солей (образованных Ca, Mg и другими металлами) и органических веществ. открыть

Дешевый активный уголь для поглощения вредных веществ

Кроме того, активные угли испытывали в качестве сорбентов для очистки водного конденсата и сточных вод тепловых станций от примеси органических соединений: масла и нефтепродуктов (при их содержании 4,5-10 мг/дм3). В результате проведенных испытаний установлено, что сорбционная активность полученного угля в 1,5 раза выше, чем специальных активных углей марки ДАУ и БАУ, производимых в России, а ориентировочная стоимость разработанного угля в 3 раза ниже. Анализ полученных данных показывает, что активный уголь является универсальным сорбентом, способным поглощать различные газообразные соединения по молеклярно-ситовому механизму, а также извлекать из водных растворов ионы тяжелых металлов путем кулоновского взаимодействия (ионообменная сорбция). Разработанный способ в отличие от известных (3( прост, менее энергоемок, экологически безопасен, быстр (25–30 минут). В настоящее время получение активного угля в Беларуси отсутствует. Между тем, потребность в использовании, безусловно, имеется. Поэтому, исходя из вышеприведенного, организация производства нового универсального сорбента в Беларуси весьма актуальна. открыть

Производство гальванических фосфатных покрытий стальных деталей на базе гальванического цеха завода "Точмаш"

Принятый метод обработки кислотно щелочных стоков учитывает возможность наличия в кислотно – щелочных стоках примесей тяжелых металлов. Сущность процесса обезвреживания кислотно-щелочных стоков заключается во взаимной нейтрализации этих стоков с последующей донейтрализацией их раствором щелочи и высаждении растворенных металлов в виде гидроокисей раствором гашеной извести. Химическая сторона процесса усреднения стоков: H2SO4 2 aOH ( a2SO4 2H2O 2H 2OH- ( 2 H2O HCl aOH ( aCl H2O H OH- ( H2O Z 2 Ca(OH)2 ( Z (OH)2 ( Ca2 Cu2 Ca(OH)2 ( Cu(OH)2 ( Ca2 Расход химреактивов для нейтрализации кислотно-щелочных стоков зависит от величины рН поступающих стоков. Количество поступающих кислотно-щелочных стоков составляет 1875 м3/сут или 119,3 м3/час. Станция очистки рассчитана на очистку промстоков до пределов, позволяющих сбрасывать их на городские очистные сооружения, т.е. кислотно-щелочные стоки полностью нейтрализуются (рН=7(8). Обезвреживание хромсодержащих стоков. 1. Применяемые материалы. Серная кислота ГОСТ 2184 -77 Тиосульфит натрия ГОСТ 244 -76 Известь 60( (пушонка) ГОСТ 9179 -77 Полиакриламин ТУ6 -01 -1049 -92 2. открыть

Моделирование экологических проблем и способов их решений на уроках химии

Типичными представителями этих видов являются птицы, занесенные в Красную книгу РСФСР: белоклювая гагара, розовый пеликан, кудрявый пеликан, хохлатый баклан, малый баклан, колпица, каравайка, скопа, орлан-белохвост, стерх, черноголовый хохотун, рыбный филин . На схеме 3 изображена птица скопа, рядом с которой – рыба, перевернутая брюхом вверх, что обозначает уменьшение пищевых ресурсов; изображение другой рыбы с ионами тяжелых металлов (Нg2 , Рb2 , Сd2 ) показывает отравление птицы через цепь питания. Большим преимуществом динамической схемы 1 является возможность действовать в обратном порядке. Разобрав на уроке способы предотвращения попадания кислотных выбросов в атмосферу и устранения последствий их воздействия на природу, можно с использованием динамической схемы 1 показать, как происходит улучшение экологической ситуации. Эта методика использования динамического средства наглядности совершенствует способность моделировать ситуации, развивает позитивное экологическое мышление. Основными способами предотвращения попадания кислотообразующих выбросов в атмосферу являются: а) очистка топлива перед сжиганием; б) использование газоочистителей (скрубберы) на заводах, теплоэлектростанциях; в) переход на другие экологически чистые виды топлива. открыть

Проект участка очистки сточных вод гальванического производства

Очищенная вода после электрофлотатора подается на мембранную установку гиперфильтрации для создания оборотного водоснабжения или сбрасывается в систему канализации. Электрофлотатор работает на основе процесса выделения микропузырьков электролитических газов и флотационного эффекта. Электрофлотатор МУОВ-М4 с блоком нерастворимых электродов входит в состав электрофлотационного модуля, который укомплектован системой сбора шлама, источником постоянного тока, вспомогательными емкостями из полипропилена для загрязненной и очищенной воды, насосами Gru dfos и дозирующим оборудованием E a ro . Очистка сточных вод от тяжелых металлов: меди, хрома, цинка, никеля, железа, алюминия, кадмия, свинца, нефтепродуктов, спав и взвешенных веществ производится в непрерывном режиме. № п./п Параметр Электрокоагуляция Электрофлотация 1 Энергозатраты, кВт ч/м3 1 – 1,5 0,1 – 0,5 2 Степень очистки, % 80 – 95 95 – 99,9 3 Вторичное загрязнения воды Fe 1 мг/л Al 0,5–1 мг/л Отсутствует 4 Вторичное загрязнение твердых отходов (ионы тяжелых металлов) 30% (Cu, i, Z , Cr) Отсутствует 5 Режим эксплуатации Периодический Непрерывный 6 Расход материалов и реагентов Fe и / или Al – анод (5–10 дней) i – анод (5–10 лет) 7 Производительность, м3/ч до 5 от 1 до 50 8 Осадок гальванического шлама Пульпа 99% влажности Пенный продукт 94–96% влажности Преимущества использования электрофлотационных модулей очевидны: высокая эффективность извлечения дисперсных веществ (гидроксидов и фосфатов тяжелых металлов и кальция, нефтепродуктов, поверхностно-активных и взвешенных веществ); высокая производительность (1 м2 оборудования – 4 м3/ч очищаемой воды); отсутствие вторичного загрязнения воды благодаря примению нерастворимых электродов ОРТА; Рисунок 4. открыть

Очистка нефтесодержащих сточных вод

Недостатком реагентных методов очистки является безвозвратная потеря ценных веществ с осадками. В качестве реагентов для удаления из сточных вод ионов тяжелых металлов используют гидроксиды кальция и натрия,. карбонат натрия, сульфиды натрия, различные отходы, например феррохромовый шлак, который содержит (в %): СаО - 51,3; MgO - 9,2; SiO2 - 27,4; Cr2O3 - 4,13; А12О3 - 7,2; FeO - 0,73. Наиболее широко используется гидроксид кальция. Осаждение металлов происходит в виде гидроксидов. Процесс проводится при различных значениях рН. Значения рН, соответствующие началу осаждения гидроксидов различных металлов и полному осаждению,. зависят от природы металлов, концентрации их в растворе, температуры, содержания примесей. Например, при совместном осаждении двух или нескольких ионов металлов при рН = co s достигаются лучшие результаты, чем при осаждении каждого из металлов в отдельности. При этом образуются смешанные кристаллы и происходит адсорбция на поверхности твердой фазы ионов металлов, благодаря чему достигается более полная очистка от некоторых металлов. открыть

Очистка сточных вод гальванического производства

Количество подпиточной воды определяется по формуле: Qист = Qпот Qун Qшл Qсбр . Подпитка систем оборотного водоснабжения может осуществляться постоянно и периодически. Общее количество добавляемой воды составляет 5- 10% общего количества воды, циркулирующей в системе. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ВЫБОР МЕТОДОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И СИСТЕМЫ ВОДООБЕСПЕЧЕНИЯ.ОПИСАНИЕ ВЫБРАННОГО КОМПЛЕКСА МЕРОПРИЯТИЙ 1 . Химические методы очистки сточных вод Химические методы очистки сточных вод гальванических отделений основаны на применении химических реакций, в результате которых загрязнения, содержащиеся в сточных водах, превращаются в соединения, безопасные для потребителя, или легко выделяются в виде осадков. Очистка сточных вод гальванического производства от ИТМ происходит в 2 стадии: 1. Образование труднорастворимых соединений. 2. Выделение этих соединений в осадок. Нейтрализация ионов тяжелых металлов осуществляется при добавлении в сточные воды растворимых в воде щелочных реагентов. ИТМ при нейтрализации превращаются в труднорастворимые гидроксиды, которые выпадают в осадок. открыть

Экология и загрязнение воды

Ежедневно миллионы кубометров отработанных технологических растворов подвергают очистке перед сбросом в канализацию, пытаясь освободить от вредных веществ. Однако, возвращение воды в исходное состояние после очистки принципиально невозможно вследствие термодинамических ограничений. В результате подобной деятельности человека проявились опасные тенденции в природе. Запасы пресной воды в мире неуклонно уменьшаются по причине все возрастающей ее минерализации. В последние десятилетия резко возросла доля ионов тяжелых металлов в общем солесодержании природных вод. Постоянно увеличивается концентрация растворенных пестицидов, удобрений, моющих средств, нефтепродуктов. Все больше усилий необходимо затрачивать, чтобы получить воду, пригодную для питья, питания котлов тепло- и электростанций, полива растений и производства различных изделий: машин, станков, мебели, тканей, лекарств, бытовой техники. Снижается доступность минеральных сырьевых ресурсов Земли. Возрастает стоимость добычи, транспорта, конечных продуктов их переработки: кислот, щелочей, окислителей, восстановителей, коагулянтов и других химических реагентов, которые обычно используются как для приготовления различных технологических водных растворов, так и для очистки питьевой и сточной воды. открыть

Экологическая безопасность при обработке конструкций кондиционеров

В нашей стране уровень очистки сточных вод и, в частности, регенерации из них цветных металлов, составляет не более 10%. Основным компонентом сточных вод гальванических производств являются промывные воды, которые в больших количествах используются в производстве. Из ионов тяжелых металлов, находящихся в сточных водах, наиболее распространенными являются хром, никель и медь. Хромсодержащие стоки образуются в результате промывки деталей после хромирования, электрохимического полирования и удаления некачественных покрытий. Основные вещества, подлежащие обезвреживанию – шестивалентные соединения хрома, цианиды (C -), ионы тяжелых и цветных металлов: Cu2 , i2 , Z 2 , Cd2 , S 2 , Pb2 . Соединения хрома (III), а особенно, хрома (VI) токсичны для человека и животных. Смертельная доза K2Cr2О7 (дихромат калия) для человека составляет 0,2-0,3гр. Поэтому очистка сточных вод гальванического производства от отходов соединений трех- и шестивалентного хрома является актуальной. Наиболее перспективным и эффективным методом очистки сточных вод гальванического производства является электрофлотационный. преимущества этого метода – относительная простота конструкции установки, высокая надежность и высокая степень очистки. открыть

Загрязнение гидросферы

Фильтр должен удалять микробы, хлор и его производные, тяжелые металлы, нефтепродукты, нитраты и нитриты, пестициды. Однако опасно и вторичное загрязнение воды микроорганизмами, осевшими на самом фильтре. Приблизительно 70% европейцев предпочитают держать на кухне фильтры- кувшины. Каждая вторая американская семья устанавливает фильтры прямо на кухонный кран с переключателем: вода для приготовления пищи идет через фильтр, для мытья – минуя его. Как уже отмечалось, для питания каждого человека требуется примерно 3 л воды в день. Японцы и американцы переходят сейчас на электрохимические фильтры. Таким фильтром является российско-английский фильтр «Изумруд». Принцип его действия основан на химической реакции, проходящей под воздействием сильного электрического поля в присутствии катализатора. В результате вода полностью очищается от микроорганизмов, органических соединений и ионов тяжелых металлов. Удается даже снизить концентрацию минеральных солей, что практически недостижимо при любом другом способе очистки. Эти фильтры вечные, в них нет расходуемых материалов, однако нужна электроэнергия. открыть

Водоподготовка

Активированное состояние воды и растворов в результате униполярной электрохимической обработке проявляется аномальной реакционной способностью католита и анолита в окислительно-восстановительных реакциях, в их каталической, биокаталитической активности, аномальной физико-химической активности при взаимодействиях на границе раздела фаз и нежестко коррелирует с измеряемыми параметрами, такими, как pH, окислительно-восстановительный потенциал, поверхностное натяжение, диэлектрическая проницаемость, электропроводность и другие. Технология очистки состоит из нескольких стадий, разделенных во времени и пространстве: - в электрохимическом реакторе - анодное окисление обеспечивает уничтожение микроорганизмов и деструкцию вредных органических соединений, а катодное – восстановление (нейтрализацию) ионов тяжелых металлов; - каталитический реактор – обеспечивает каталитическое разложение активых веществ, например хлора; - флотационный реактор - флотационное отделение взвешенных веществ, гидроксидов тяжелых металлов, в том числе железа. открыть

Фитотоксичность городских почв

Установление реальной картины соотношения различных форм нахождения дополнительно затрудняется тем, что диагностика этих форм в значительной мере зависит от методов и приемов аналитического определения концентрации и соответствующих приборов. С учетом определенной условности любого метода определения ультрамикроколичеств металлов весьма важное значение имеют показатели, статистически характеризующие концентрацию тяжелых металлов в почве, а именно: среднее значение концентрации металла и параметры статистического распределения аналитических данных. Эта группа показателей должна характеризовать природную норму (так называемый геохимический фон), в условиях которой достаточно длительное время существует природная растительность данного района. Отметим, что в разных провинциально-геохимических ситуациях природная норма для одних и тех же типов и подтипов автоморфных почв может заметно различаться. Результаты изучения геохимического фона почвенного покрова различных районов лесной зоны Российской Федерации показывают, что разброс значении концентрации металла в пробах автоморфных почв, отобранных из почв одного типа и подтипа даже на сравнительно небольшой площади. весьма велик и часто варьирует в пределах двух и достигает трех математических порядков. открыть

Таганрогский залив

Методы связаны с использованием реагентов, превращающих вредные примеси либо в малотоксичные, либо в малорастворимые. К химическим методам относятся нейтрализация, окисление и восстановление, удаление ионов тяжелых металлов. 3. Физико-химические методы. С помощью их производится удаление из сточных вод суспендированных и эмульгированных примесей, а также растворенных органических и неорганических веществ. Основные способы: коагуляция и флокуляция, флотация, адсорбция, ионный обмен, экстракция, обратный осмос и ультрафильтрация, десорбция, дезодорация, дегазация и электрониохимические методы. 4. Термический метод. Используется для удаления из сточных вод минеральных солей (образованных Ca, Mg и другими металлами) и органических веществ. К ним относятся: концентрирование сточных вод с последующим выделением растворимых веществ, окисление органических веществ в присутствии катализаторов при атмосферном или повышенном давлении, жидкофазное окисление органических веществ и огневое обезвреживание. 5. Биохимические методы. Применяются для очистки сточных вод от многих растворенных органических и некоторых неорганических веществ. открыть

Источники загрязнения водоемов бассейна верхнего Дона

По ориентировочным расчетам суммарный годовой объем поверхностного стока с городских территорий, включая промплощадки, в целом по области равен 108,0 млн.м3, что составляет всего 0,3% годового речного стока. Несмотря на значительные объемы поверхностного стока и его загрязненность, в настоящее время практически отсутствуют сооружения для очистки ливневых и талых вод с городских территорий. Учитывая существующее положение можно полагать, что с поверхностным стоком с урбанизированных территорий в водные объекты поступает около 350 т нефтепродуктов и более 3,5 тыс. т органических веществ, выраженных БПК5. Негативное влияние на состояние качества воды водных объектов оказывает загрязнение соединениями азота, фосфора, ионами тяжелых металлов, СПАВ и др. соединениями, входящими в состав ливневых стоков. Практически ничего не делается по обезвреживанию неорганизованного поверхностного стока с сельхозугодий. Этот сток, как известно, выносит в водоемы вещества, используемые в качестве удобрений: азот, фосфор и калий, а также различные ядохимикаты. открыть

Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков

Наряду с достоинствами получаемого на основе осадков сточных вод и активного ила удобрения следует учитывать и возможные отрицательные последствия его применения, связанные с наличием в них вредных для растений веществ в частности ядов, химикатов, солей тяжелых металлов и т.п. В этих случаях необходимы строгий контроль содержания вредных веществ в готовом продукте и определение годности использования его в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур. Извлечение ионов тяжелых металлов и других вредных примесей из сточных вод гарантирует, например, получение безвредной биомассы избыточного активного ила, которую можно использовать в качестве кормовой добавки или удобрения.В настоящее время известно достаточно много эффективных и достаточно простых в аппаратурном оформлении способов извлечения этих примесей из сточных вод. В связи с широким использованием осадка сточных вод и избыточного активного ила в качестве удобрения возникает необходимость в интенсивных исследованиях возможного влияния присутствующих в них токсичных веществ ( в частности тяжелых металлов) на рост и накопление их в растениях и почве. открыть

Планета взывает о помощи

Широкое применение этих соединений в быту и промышленности приводит к увеличению их концентрации сточных водах. Они плохо удаляются очистными сооружениями, подают водоемы, в том числе хозяйственно-питьевого назначения, а оттуда в водопроводную воду. Присутствие в воде СМС придает ей неприятный вкус и запах. Загрязнение вод солями тяжелых металлов.Опасными загрязнителями водоемов являются соли тяжелых металлов – свинца, железа, меди, ртути. Наибольшее поступление их воды связано с промышленными центрами, расположенных у берегов. Ионы тяжелых металлов поглощают водные растения: по тропическим цепям они поступают к растительноядным животным, а затем к плотоядным. Иногда концентрация ионов этих металлов в теле рыб в десятке и сотни раз превышает исходную концентрацию их водоемы. Воды, содержащие бытовые отходы, стоки сельскохозяйственных комплексов служат источниками многих инфекционных заболеваний (паратифы, дизентерия, вирусные гепатиты, холера и др.). Широко известно распространение холерных вибрионов загрязненными водами, озер, водохранилищ. открыть

Пищевые отравления

Предполагают, что они повреждают клеточную стенку бактерий, в результате чего резко возрастает проницаемость клетки, происходит денатурация белков, инактивация ферментных систем и лизис (растворение) микроорганизмов. Сильным бактерицидным действием обладают многие газообразные вещества (формальдегид, сернистый ангидрид, окись этилена и в-пропиолактон). При применении дезинфектантов для обработки оборудования необходимо соблюдать следующие общие правила: применять их только после тщательной механической мойки оборудования; растворы дезинфектантов должны быть свежеприготовленными; после дезинфекции все обработанное оборудование и коммуникации тщательно промывают до полного удаления дезинфектанта. Питьевую воду, а также воду промышленного назначения обычно обеззараживают разнообразными путями—с помощью сильных окислителей (большое количество воды—хлором, малое—соединениями хлора, йодом, ионами тяжелых металлов), путём озонирования, облучения ультрафиолетовыми лучами с длиной волны 200—295 нм, обработки гамма-излучением, ультразвуком. открыть

Вопросы токсикологии

Несмотря на то что железо гемоглобина после присоединения к нему СО остается двухвалентным, карбоксигемоглобин лишен способности транспортировать кислород от легких к тканям. Кроме того, как показали экспериментальные исследования, окись углерода способна также реагировать с двухвалентным железом цитохромоксидазной системы. В результате этого последняя так же, как при отравлении цианидами, выходит из строя. Таким образом, при отравлении СО развивается как гемическая, так и тканевая форма гипоксии. При воздействии окислителей, анилина и родственных ему соединений, окислов азота, метиленового синего гемоглобин превращается в метгемоглобин, содержащий трехвалентное железо, и не способен переносить кислород от легких к тканям. В случае образования большого количества метгемоглобина развивается отравление вследствие гемической гипоксии. В то же время перевод небольшой части гемоглобина в метгемоглобин может оказаться полезным (см. главу 6 «. Противоядия»). Своеобразным механизмом токсического действия обладают ионы тяжелых металлов — специфической особенностью избирательно соединяться с сульфгидрильными группами белков. открыть