Многофункциональные коагулянты на основе гидрокарбоалюминатов кальция
Основные причины загрязнения природных водных бассейнов в промышленных регионах. Свойства и структура гидрокарбоаолюмината кальция, перспективы его применения в качестве активного ионообменника для очистки сточных вод металлургического производства.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.11.2016 |
Размер файла | 15,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОАГУЛЯНТЫ НА ОСНОВЕ ГИДРОКАРБОАЛЮМИНАТОВ КАЛЬЦИЯ
Сизякова Екатерина Викторовна
к.т.н., доцент
В последнее время в технологии производства различных строительных и композиционных материалов все большее значение приобретает использование новых материалов, в частности гидроалюмокарбонатов кальция и магния, наиболее перспективным является гидрокарбоаолюминат кальция (ГКАК) 4CaO?Al2O3?mCO2?11H2O.
Профессором В.М Сизяковым впервые была доказана возможность и определены условия синтеза ГКАК в среде сильных электролитов в условиях глиноземного производства (вместо нескольких месяцев в водной среде).
ГКАК имеет слоистую структуру, которая строится из молекул гидроалюмината кальция, воды, ионов группы СО32- и активной OH- -группы, способной к обмену.
В процессе превращения неустойчивой гексагональной решетки ГКАК в устойчивую кубическую решетку трехкальциевого гидроалюмината 3СаОхAl2O3х6H2O возникают удачные условия для активного захвата кремнезема из растворов глиноземного производства, при этом достигается сверхвысокая степень очитски, величина кремниевого модуля алюминатных растворов, обескремненных с помощью гидрокарбоалюмината кальция достигает 4000 ед. Этот способ обескремнивания является основой технологии получения глинозема высших марок из низкокачественного отечественного сырья.
Под руководством профессора В.М. Сизякова с 90-х годов кафедрой металлургии Национального минерально-сырьевого университета «Горный» ведутся работы, направленные на расширение сферы применения гидрокарбоалюминатов кальция в различных областях, в частности в качестве активного ионообменника для очистки сточных вод металлургического производства.
Практически все переделы производства цветных металлов требуют значительного количества свежей воды. Загрязнения сточных вод предприятий цветной металлургии представляют собой ионы металлов, грубодисперсные примеси, кислотами, ПАВ и т.д., при всем их многообразии общими для них являются вредность, а часто значительная агрессивность и токсичность.
Очищающие реагенты, применяемые на подобных предприятиях должны сочетать максимальную эффективность с дешевизной и безопасностью использования.
Наибольшее значение для очистки промстоков поликомпонентного состава имеют железосодержащие, алюминийсодержащие и смешанные коагулянты.
Исследование возможности использования «традиционного» ГКАК , полученного в объединении «Пикалевский глинозем» по способу Сизякова В.М., в качестве коагулянта при очистке природных и сточных вод начато в 1996 году в Санкт-Петербургском государственном горном институте им. Г.В. Плеханова совместно с Государственным унитарным предприятием (ГУП) Инженерным центром «ВОДОКАНАЛ».
Опыты по использованию гидрокарбоалюминат кальция в качестве ионообменника проводились совместно специалистами Горного университета и ГУП «Инженерный центр ВОДОКАНАЛ» на ряде предприятий (ЦКБ МТ «РУБИН», электродепо «Дачное» Санкт-Петербургского метрополитена, Каменская бумажно-картонная фабрика, Карбюраторный завод, Завод им. Дегтярева).
Результаты проведенных испытаний показали высокую активность ГКАК. Гидрокарбоалюминат кальция, проявляя себя как многофункциональный коагулянт, эффективно очищает воду от ионов тяжелых металлов, ПАВ и органики.
Одной из причин загрязнения природных водных бассейнов в промышленных регионах является сброс необработанных сточных вод металлургических предприятий в природные водоемы. Нарушается баланс природных экосистем, вода становится непригодной для питья. Очистка воды для восстановления её качества требует значительных затрат.
Предприятия, расположенные в городской черте часто практикуют сброс сточных вод в городскую канализацию, но применяемые городскими службами системы очистки рассчитаны на бытовые стоки и не могут перерабатывать тяжелые металлы.
Многолетние исследования доказали, что для очистки стоков гальванических производств наиболее эффективными неорганическими реагентами являются соли алюминия, при гидролизе которых образуется активный гидроксид.
Главным препятствием их широкого использования является высокое содержание остаточного алюминия, и узкий интервал рН, в котором они проявляют наибольшую активность, а также уменьшение их активности при понижении температуры.
Применение в качестве ионообменника гидрокарбоалюмината кальция позволяет существенно расширить рабочий интервал рН. Установлено, что остаточное содержание алюминия в воде в этом случае намного меньше предельно допустимого (0,5 мг/дм3).
Гидрокарбоалюминат кальция может быть применен для очистки стоков в диапазоне величин водородного показателя от 6 до 12 без превышения содержания алюминия выше ПДК.
Предположительно карбоалюминат в процессе водоочистки работает одновременно как ионообменник (выделяет в раствор эквивалентное количество анионов ОН-); адсорбент ионов тяжелых металлов (за счет сильно развитой активной поверхности) и утяжелитель осадка, улучшающий его реологические свойства. вода очистка гидрокарбоаолюминат ионообменник
Полученный по способу В.М. Сизякова многофункциональный коагулянт на основе ГКАК применялся для очистки объединенных гальванических стоков завода им.Дегтярева (г. Ковров).
Были проведены лабораторные исследования и полупромышленные испытания, в ходе которых была принципиально определена возможность использования гидрокарбоалюмината в качестве эффективного ионообменника при очистке заводских стоков.
Данные по остаточному содержанию ионов примесных металлов приведены в таблице.
Таблица 1 - Остаточное содержание ионов примесных металлов в воде после очистки
Время, мин. |
Содержание элементов в воде, мг/л |
||||||||
Al |
Cr |
Fe |
Ni |
Pb |
Zn |
Cu |
Sn |
||
Исх. р-р. |
3,75 |
1,5 |
0,25 |
0,3 |
0,008 |
0,6 |
0,15 |
0,008 |
|
20 |
0,25 |
0,07 |
0,025 |
0,08 |
0,001 |
0,003 |
0,03 |
0,001 |
|
40 |
0,025 |
0,07 |
0,015 |
0,01 |
0,00 |
0,003 |
0,03 |
0,001 |
|
60 |
0,025 |
0,07 |
0,005 |
0,01 |
0,00 |
0,003 |
0,03 |
0,001 |
|
120 |
0,025 |
0,07 |
0,005 |
0,01 |
0,00 |
0,003 |
0,03 |
0,001 |
Результаты испытаний показали, что по сравнению с широко применяемым в качестве коагулянта сульфатом алюминия карбоалюминат кальция имеет ряд преимуществ, а именно: более высокую эффективность очистки; более низкое остаточное содержание Al в очищаемой воде; короткий период очистки (около 20 минут).
Все компоненты предлагаемого коагулянта разрешены к применению, для его внедрения в действующее производство не требуется реконструкция существующих очистных сооружений, отходы очистки могут быть использованы как минерализующие добавки в цементном производстве.
Библиографический список
1. Сизяков В.М. Докторская диссертация, Л., ЛГИ им.Г.В.Плеханова, 1983.
2. Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Л.: Химия, 1987. 204 с.
3. Климентенок Г.Г. Кандидатская диссертация, СПб., СПГГИ (ТУ) им. Г.В.Плеханова, 2002.
Аннотация
Многофункциональные коагулянты на основе гидрокарбоалюминатов кальция. Сизякова Екатерина Викторовна, к.т.н., доцент. Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Статья посвящена вопросу возможного использования гидрокарбоалюминатов кальция в качестве активного ионообменника для очистки сточных вод металлургического производства.
Ключевые слова: водоочистка, гидрокарбоалюминат кальция, ионнобменник, коагулянт
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Классификация сточных вод и основные методы их очистки. Гидромеханические, химические, биохимические, физико-химические и термические методы очистки промышленных сточных вод. Применение замкнутых водооборотных циклов для защиты гидросферы от загрязнения.
курсовая работа [63,3 K], добавлен 01.04.2011Свойства белков мышечной ткани свинины. Влияние экзогенного кальция на ее деструкцию. Разработка многофункциональных смесей на основе лактата и хлорида кальция, регулирующих функционально-технологические свойства мяса и содержание амино-аммиачного азота.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 23.05.2012Характеристика сточных вод. Тяжелые металлы и специфические органические соединения. Основные способы очистки сточных вод, физические и химические методы. Параметры биологической очистки. Бактериальное сообщество очистных сооружений, их строение.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 31.03.2014Основные процессы производства сульфитной целлюлозы. Общие показатели загрязненности сточных вод от окорки древесины. Состав промышленных сточных вод кислотного цеха. Сооружения биологической очистки. Локальная и централизованная очистка сточных вод.
реферат [92,7 K], добавлен 09.02.2014Основные методы и сооружения для очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов. Закономерности биохимического окисления органических веществ. Технологическая схема биологической очистки сточных вод, деструкция нефтепродуктов в процессе ее проведения.
дипломная работа [681,6 K], добавлен 27.06.2011Физико-химические, химические, биологические и термические методы очистки сточных вод. Характеристика хлебопекарных дрожжей. Приготовление растворов питательных солей. Схема очистки сточных вод на производстве. Расчет гидроциклона и отстойника.
курсовая работа [592,4 K], добавлен 14.11.2017Понятие и назначение гальванического покрытия металлов, этапы проведения данного процесса. Характеристика сточных вод, образующихся в результате гальваники, методы их очистки. Выбор оборудования, описание и критерии выбора технологии очистки сточных вод.
курсовая работа [4,9 M], добавлен 24.11.2010Вода, ее свойства и значение. Виды сточных вод и характеристика методов их очистки. Ситуация с очисткой сточных вод в городе Салават Республики Башкортостан. Характеристика очистных сооружений предприятия ООО "Промводоканал", пути их реконструкции.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 06.05.2014Металлургическое производство и его структура. Основные перспективы развития металлургии. Применение продукции металлургического производства. Фрезерование как обработка материалов резанием с помощью фрезы. Классификация фрез по направлению зубьев фрезы.
курсовая работа [720,3 K], добавлен 24.09.2012История применения красителей, номенклатура их производства, техническая и химическая классификации. Химические свойства, применение, способы и стадии промышленного производства оптических отбеливателей. Способы очистки сточных вод от красителей.
курсовая работа [412,5 K], добавлен 02.05.2011Исследование качественного и количественного состава сточных вод, поступающих на очистку, и сбрасываемых в водоем. Определение показателей реки Сухона в связи со спуском в нее сточных вод г. Тотьма. Анализ технологических процессов очистки сточных вод.
дипломная работа [89,8 K], добавлен 12.06.2010Нанокомпозиты на основе природных слоистых силикатов и на основе монтмориллонита. Анализ методов синтеза полимерных нанокомпозитов. Перспективы производства полимерных нанокомпозитов. Свойства нанокомпозитов кремния. Структура слоистого силиката.
курсовая работа [847,7 K], добавлен 12.12.2013Микробиологические методы обезвреживания промышленных органических жидких отходов. Подбор аппарата для очистки сточных вод от фенола и нефтепродуктов: выбор носителя культуры микроорганизмов и метода иммобилизации; технологический и механический расчеты.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 19.12.2010Принципиальная схема очистных сооружений. Показатели загрязненности сточных вод и технология их очистки. Классификация биофильтров и их типы, процесс вентиляции и распределение сточных вод по биофильтрам. Биологические пруды для очистки сточных вод.
реферат [134,5 K], добавлен 15.01.2012Подбор методов и этапы расчета аппарата для очистки сточных вод от нефтепродуктов, которые могут быть использованы, как для очистки производственных сточных вод, так и в системах оборотного водоснабжения. Методы иммобилизации клеток микроорганизмов.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 19.12.2010Определение расчётных расходов сточных вод и концентрации загрязнений. Расчёт требуемой степени очистки сточных вод. Расчёт и проектирование сооружений механической и биологической очистки, сооружений по обеззараживанию сточных вод и обработке осадка.
курсовая работа [808,5 K], добавлен 10.12.2013Физико–химические свойства циркония, источники сырья, области применения. Описание процесса переработки цирконового концентрата спеканием с известью. Расчет расхода соляной кислоты для отмывки спека от примесей и для разложения цирконата кальция.
курсовая работа [647,8 K], добавлен 14.07.2012Сущность процесса жидкостной экстракции. Стадии очистки сточных вод экстракцией. Свойства экстрагента, необходимые для успешного протекания экстракции, характеристики сорбентов. Сорбционный способ, его преимущества по сравнению с другими методами.
презентация [198,2 K], добавлен 10.06.2014Концентрации загрязняющих веществ в сточных водах населенного пункта, железнодорожных предприятий и мясокомбината. Составление водного баланса населенного пункта. Расчет степени очистки коммунально-бытовых и частично очищенных промышленных сточных вод.
курсовая работа [373,9 K], добавлен 29.03.2016Физико-химические свойства этаноламинов и их водных растворов. Технология и изучение процесса очистки углеводородного газа на опытной установке ГПЗ Учкыр. Коррозионные свойства алканоаминов. Расчет основных узлов и параметров установок очистки газа.
диссертация [5,3 M], добавлен 24.06.2015