Дипломная работа

от 20 дней
от 7 499 рублей

Курсовая работа

от 10 дней
от 1 499 рублей

Реферат

от 3 дней
от 529 рублей

Контрольная работа

от 3 дней
от 79 рублей
за задачу

Билеты к экзаменам

от 5 дней
от 89 рублей

 

Реферат Очистка сточных вод от фторосодержащих соединений в производстве миниральных удобрений - Химия

  • Тема: Очистка сточных вод от фторосодержащих соединений в производстве миниральных удобрений
  • Автор: Юлия
  • Тип работы: Реферат
  • Предмет: Химия
  • Страниц: 24
  • ВУЗ, город: МГОУ
  • Цена(руб.): 500 рублей

altText

Выдержка

емыми из электролита катионами, используют растворы кислот, к примеру 5%-ный раствор НF: RкМ +НF - RкН +МF, а регенерация анионита осуществляется раствором щелочи, к примеру 5%-:ным раствором NaOH: RаА +NaОН- RаOH + NaA. После регенерации ионитов необходима тщательная отмывка их водой от следов регенерирующих растворов, т.е. регенерация ионитов всегда сопровождается образованием большого количества сточных вод. Ренегерация Na+ - катионитовых фильтров. Регенерацию Na+ - катионитовых фильтров производят 6 – 8% водным раствором фторида натрия (NaF). При этом расход соли для умягчении вод с содержанием сухого остатка до 800 мг/л находится в пределах 2,6 -3,5 г-экв/г-экв регенерируемой обменной емкости. При умягчении вод с содержанием сухого остатка выше 800 мг/л допускается увеличенный расход соли на регенерацию от 4,0 – 4,5 г-экв/г-экв. В целях уменьшения удельного расхода соли при регенерации иногда практикуют первую половину расходного количества соли пропускать в виде 2 – 3%-го раствора, а вторую половину – в виде 6 – 7%-го раствора. Скорости регенерирующих растворов обычно выдерживают на уровне 7 – 10 м/ч. После регенерации обычно следует отмывка катионита от избытка солевого раствора, оставшегося между зернами. Полноту отмывки контролируют по содержанию фтор-ионов в отмывочной воде Регенерация Н+ - катионитовых фильтров. Регенерация Н+ - катионитовых фильтров (в системе Н+ - Na+ - катионирования) осуществляется 1,5 – 2% водным раствором серной кислоты (наиболее дешевая). После того, как закончится пропускание раствора кислоты, следует начать отмывку катионита водой от избытка кислоты с той же скоростью пропускания отмывочной воды. Это приводит к некоторому увеличению времени регенерации, на зато позволяет достичь снижения расхода отмывочной воды. Первые порции отмывочной воды, содержащие соли жесткости, можно спускать в нейтрализатор и в канализацию (10 мин), остальную воду полезно сбрасывать в бак в целях дальнейшего использования для приготовления растворов кислоты в последующие регенерации. Применение Н+ - катионирования требует сложной аппаратуры, выполненной в кислотостойком исполнении. Кроме того, возникает задача нейтрализации кислотных стоков от избытков кислоты при регенерации.
Таким образом, ионный обмен является одним из основных методов очистки воды от ионных загрязнений (фторсодержащих соединений), глубокого ее обессоливания.











3. Технологические особенности очистки сточных вод крупных промышленных городов от загрязнения минеральными удобрениями
Химическое загрязнение создается поступлением в воду различных ядовитых веществ. Основные источники химического загрязнения - это химическая промышленность и в большой мере экстенсивное сельское хозяйство. Кроме прямых сбросов сточных вод в водоемы и поверхностного стока, надо учитывать также попадание загрязнителей на поверхность воды непосредственно из воздуха.
В последние годы существенно увеличилось поступление в поверхностные воды нитратов, фторидов из-за нерационального применения азотных удобрений, а также из-за увеличения выбросов в атмосферу с выхлопными газами автомобилей. Это же относится и к фосфатам, для которых, помимо удобрений, источником служит все более широкое применение различных моющих средств. Опасное химическое загрязнение создают углеводороды - нефть и продукты ее переработки, которые попадают в реки и озера как с промышленными сбросами, в особенности при добыче и транспортировке нефти, так и в результате смыва с почвы и выпадения из атмосферы.
Чтобы сделать сточные воды более или менее пригодными для использования, их подвергают многократному разбавлению. Но правильнее было бы сказать, что при этом чистые природные воды, которые могли быть использованы для любых целей, в том числе для питья, становятся менее пригодными для этого, загрязненными.
Разбавление сточных вод снижает качество воды в природных водоемах, но обычно не достигает своей главной цели- предотвращения вреда для здоровья людей. Дело в том, что вредные примеси, содержащиеся в воде в ничтожных концентрациях, накапливаются в некоторых организмах, употребляемых людьми в пищу. Сначала ядовитые вещества попадают в ткани мельчайших планктонных организмов, затем они накапливаются в организмах, которые в процессе дыхания и питания фильтруют большое количество воды (моллюски, губки и т. п.) и в конечном итоге, как по пищевой цепи, так и в процессе дыхания концентрируются в тканях рыб. В результате концентрация ядов в тканях рыб может стать больше, чем в воде, в сотни и даже тысячи раз.
С технологической точки зрения очистка и утилизация осадков сточных вод относится к разряду достаточно сложных. Сложность заключается в накоплении больших объемов осадков на иловых картах. Вокруг очистных сооружений создаются отвалы осадков, приводящие к обострению экологической ситуации и нарушению технологического режима. Количественное содержание твердой фазы зависит от состава сточных вод, методов их очистки и составляет 0,013% их объема.
С целью более полного использования органического вещества и уменьшения загрязнения природной среды на первых этапах переработки, проводится анаэробное сбраживание сырых осадков и избыточных илов на биопленках очистных сооружений в метатенках. Данная технология позволяет получить биогаз, в состав которого входят метан, углекислый газ, водород, азот, сероводород и кислород. Промышленное использование газа в нашей стране затруднено из-за отсутствия таких очистных сооружений. В основном газ сбрасывается в атмосферу или сжигается без использования теплоты сгорания.
Дальнейшее использование илов очистных сооружений зависит от класса их опасности, а также от содержания в них органических и минеральных компонентов. По степени токсичности илы могут подразделяться на 4 класса: чрезвычайно опасные, высоко опасные, умеренно опасные и малоопасные. Осадки, относящиеся к классу малоопасных, содержат в своем составе большое количество углерода, азота, фосфора, калия и могут быть использованы в сельскохозяйственном производстве в качестве минеральных удобрений, а также белково-витаминной подкормки птиц и животных. Осадки сточных вод класса “умеренно опасные”, могут быть направлены на использование при производстве строительных материалов, металлургическом производстве (минеральная часть), для получения технического жира, различных смазок (органическая часть) и других ценных химических продуктов. Другие шламы подлежат обезвреживанию, которое заключается в предварительной подготовке их (обезвоживание, термическая обработка) с последующим захоронением на полигонах токсичных промышленных отходов.
Утилизация осадков класса “высоко опасные” проводится различными методами. Такими методами являются: сжигание, захоронение, использование в качестве добавки при производстве керамзита, пиролиз, обработка композитным материалом.
Сжигание требует больших затрат на строительство печей, постоянных затрат на эксплуатацию и в значительной степени загрязняет окружающую среду выбросами в атмосферу продуктов сгорания. При этом возникает проблема утилизации золы. Данный метод может быть использован в случае отсутствия других, более приемлемых методов.
В качестве метода утилизации возможно использование осадков в качестве добавки при производстве фторида кремния. На территории г.Серпухова находится завод по производству фторид а кремния. Производительность его может достигать 300 тыс. тонн в год, а в настоящее время составляет около 100 тыс. тонн (по используемому сырью – глине). При использовании осадков очистных сооружений при производстве фторида кремния в качестве добавки (вместо угольной пыли) в количестве 3% от веса сырья можно ежегодно утилизировать в пределах от 3 до 9 тысяч тонн осадков (при влажности осадков, близкой к влажности используемой глины). Ограниченное применение данного способа на Серпуховском заводе при производстве фторид кремния обусловлено достаточным содержанием органического вещества в исходном сырье.
Метод пиролиза требует значительных затрат на строительство цеха по пиролизу осадков и использования специального оборудования. В то же время поллютанты будут переведены в другие формы, продолжая оставаться потенциальной угрозой для окружающей среды.
В настоящее время предложены различные реагенты по детоксикации почв и осадков, загрязненных подвижными формами тяжелых металлов. Обработка композитными материалами с последующей утилизацией позволяет перевести подвижные формы тяжелых металлов в устойчивые комплексы. Данный способ дает возможность применять обработанный реагентами загрязненный осадок в качестве удобрения (при озеленении и благоустройстве городов, придорожных полос, для рекультивации нарушенных земель). При этом следует отметить, что этот способ перед применением требует тщательных исследований с целью определения эффективности действия реагентов, проверки получаемых соединений в осадках и почвах, оценки их влияния на растительность.
Анализ возможных методов утилизации позволил выделить оптимальные способы для условий позволяющих снизить проблемы. К таким методам следует отнести захоронение осадков на полигоне твердых бытовых отходов и обработка реагентами. После фильтрации сточных вод и выделения осадка вода подлежит антибактериальной обработке, а осадок (обычно содержащий большие количества тяжелых металлов и патогенной микрофлоры) подлежит дальнейшей утилизации.
Антибактериальная обработка воды осуществляется либо хлором, либо озоном. Тяжелые металлы, растворенные в воде, остаются в ней, сохраняя свою токсичность. Хлор и озон, являясь сильными окислителями, также наносят значительный вред окружающей среде.11
В Государственном научно-исследовательском институте органической химии и технологии разработаны новые реагенты для комплексной обработки воды и осадка. Эти реагенты позволяют переводить тяжелые металлы в нетоксичные комплексные соединения (детоксикация) и уничтожать всю патогенную микрофлору как в воде, так и в осадке (дезинфекция). Количество реагентов, добавляемых в обрабатываемые среды, составляют сотые и тысячные доли весовых процентов. В результате суммарные затраты на обработку уменьшаются, и, следовательно, уменьшается вредное воздействие на окружающую среду. В качестве бактерицидных реагентов были изучены комплексные соединения металлов, способные связывать аминокарбоксильные группировки белка с сохранением их структуры. Примерами таких комплексов являются смешанно-лигандные амино- или гидроксосоединения меди и цинка. Комплексы взаимодействуют с аминокарбоксильной группировкой белка без изменения рН и без изменения первичной, вторичной, третичной и четвертичной структур белка. В случае с микроорганизмами в комплексы будут связаны группировки белков оболочки клеток, что повлечет нарушение в обменах веществ клетки с внешней средой вплоть до гибели клетки. При действии комплексных соединений на сложные организмы в конечном итоге соединения с аминокарбоксильными группировками концентрируются в кожном покрове (коллаген) и волосяном покрове (кератин) и, по мере его обновления, выводятся из организма, практически не оказывая влияния на важнейшие жизненные функции. Все исследованные бактерицидные комплексы в соответствии с ГОСТ относятся к четвертому классу опасности – малоопасным веществам.12
Наряду с этим были разработаны экологически безопасные реагенты для детоксикации тяжелых металлов в воде, почвах и на твердых поверхностях. В непораженных природных объектах содержатся соединения (комплексы) меди, цинка и других металлов, участвующих в круговороте веществ в природе. Ионы марганца, хрома, кобальта, никеля, меди, цинка, кадмия и свинца являются типичными комплексообразователями. 14
Они образуют устойчивые в растворе соединения с карбоновыми кислотами, оксикислотами, аминами, аминокислотами и другими лигандами. В системе, содержащей лиганды разной природы, комплексы металлов претерпевают превращения, в результате которых образуются соединения с наибольшими константами устойчивости.
Проведенные исследования свидетельствуют о значительных объемах накопления осадков на очистных сооружениях, очень высоком уровне их загрязнения по ряду тяжелых металлов и увеличению степени загрязнения в зависимости от времени хранения осадков. Комплексный подход к выбору методов утилизации осадков сточных вод и применение их в конкретных условиях позволит, таким образом, значительно расширить возможности утилизации осадков и снизить уровень экологической опасности.












Заключение
Применение методов очистки и утилизации отходов химических предприятий является наиболее важным и распространенным приемом уменьшения вредных выбросов в окружающую среду. Утилизация представляет собой переработку отходов, целью которой является использование полезных свойств отходов или их компонентов. Вследствие использования отходов в других производствах не только не происходит загрязнения окружающей среды, но и достигается максимальная экономическая выгода. Большая экономическая выгода обусловливается использованием отходов в качестве вторичных сырьевых ресурсов и исключением необходимости их обезвреживания или уничтожения, что приводит к сокращению затрат и экономии природных ресурсов.
Производство минеральных солей удобрений составляют одну из важнеших задач химической промышленности. Ассортимент минеральных, используемых в сельском хозяйстве. Масштабы добычи и выработки солей исключительно велики и для некоторых из них составляют десятки миллионов тонн в год. В наибольших количествах производятся и потребляются соединения натрия, фосфора, калия, азота, алюминия, железа, серы, меди, хлора, фтора и др. Самым крупнотоннажным является производство минеральных удобрений.
Основной проблемой российской агрохимической промышленности является плохая настройка защиты окружающей среды при производстве удобрений. Усилия, предпринимаемые правительством по стимулированию производства удобрений для села, пока не дают желаемого результата. Основной причиной этого является отсутствие хорошо обоснованной долговременной государственной политики, предусматривающей постепенный правильный подход к защите окружающей среды.
Список использованной литературы
1. Стадницкий Г. В., А. И. Родионов. «Экология».,М., «Дрофа» 1998г.,231с.
2. Сергеев, Г. Л. «Рациональное использование и охрана окружающей среды городов.» М., «Дрофа», 1998г.,231с.
3. Олейник А.С. «Государство и право» М., «Дрофа», 1997г.,119с.
4. Голубчиков А.С «Журчание лесного ручья заменить будет нечем» М., «Дрофа», 1997г.,119с.
5. Решетов Н.Г. «Экономист/№8» М., «Дрофа», 1997г.,100с.
6. Плотников В. В. «Введение в экологическую химию», М., «Юность», 1989г.,27с.
7. Беспамятнов Г. П., Кротов Ю. А. «Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде» Л., «Химия», 1987г.,45с.
8. Жуков А. И., Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. «Методы очистки производственных сточных вод» М., «Стройиздат»,1995г.,56с.
9. Решетов Н.Г. «Очистка сточных вод» М., «Стройиздат», 1995г.,37с.
10. Мазур И.И. «Инженерная экология», М., «Высшая школа, 1996г., 637 с.
11. Суханова Л.И. «Утилизация осадков природных и сточных вод». – М., ВНИИПИ, 1990г., 30 с.
12. Суханова Л.И «Экология».,М., «Дрофа» 1999г.,133с.
13. Мазур И.И. «Очистка сточных вод» М., «Стройиздат», 1995г.,87с.
14. Молдованов О.И«Экология».,М., «Дрофа» 2003г.,98с.

Стадницкий Г. В., А. И. Родионов. «Экология».,М., «Дрофа» 1998г.,231с.
Сергеев, Г. Л. «Рациональное использование и охрана окружающей среды городов.» М., «Дрофа», 1998г.,231с.
Олейник А.С. «Государство и право» М., «Дрофа», 1997г.,119с.

Голубчиков А.С «Журчание лесного ручья заменить будет нечем» М., «Дрофа», 1997г.,119с.
Решетов Н.Г. «Экономист/№8» М., «Дрофа», 1997г.,100с.
Плотников В. В. «Введение в экологическую химию», М., «Юность», 1989г.,27с.
Беспамятнов Г. П., Кротов Ю. А. «Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде» Л., «Химия», 1987г.,45с.
Жуков А. И., Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. «Методы очистки производственных сточных вод» М., «Стройиздат»,1995г.,56с.
Решетов Н.Г. «Очистка сточных вод» М., «Стройиздат», 1995г.,37с.
Мазур И.И. «Инженерная экология», М., «Высшая школа, 1996г., 637 с.

11. Суханова Л.И. «Утилизация осадков природных и сточных вод». – М., ВНИИПИ, 1990г., 30 с.
Суханова Л.И «Экология».,М., «Дрофа» 1999г.,133с.
14. Молдованов О.И«Экология».,М., «Дрофа» 2003г.,98с.

13.Мазур И.И. «Очистка сточных вод» М., «Стройиздат», 1995г.,87с




HYPER13PAGE HYPER15

25


 

НАШИ КОНТАКТЫ

Skype: forstuds E-mail: [email protected]

ВРЕМЯ РАБОТЫ

Понедельник - пятница 9:00 - 18:00 (МСК)

ПРИНИМАЕМ К ОПЛАТЕ