автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка технологии очистки сточных вод отделочного производства хлопчатобумажной отрасли промышленности от ионов тяжелых металлов

На правах рукописи

УДК 628.356.4:/546.56+546.76/:677-678.027.074

/ РГБ ОД

Коробко Людмила Владимировна 3 МАЙ 2и'03

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТДЕЛОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА ХЛОПЧАТОБУМАЖНОЙ ОТРАСЛИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Специальность 05.19.03. Технология текстильных материалов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

г. Москва -2.000г.

Работа выполнена в Московской Государственной текстильной Академии имени А.Н.Косыгина на кафедре общей и неорганической химии

Научный руководитель Павлов H.H.

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

кандидат технических наук доцент

Ведущая организация: ОАО "Трехгорная мануфактура"

Защита состоится 2000 г. в ^^час.

на заседании диссертационного совета К 053.25.05 в Московской Государственной текстильной Академии им. А.Н.Косыгина по адресу: 117918, Москва, М.Калужская, д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии.

Автореферат разослан

ЛУ&уёР/ ¿С- 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Овчинников Ю.К.

Ковтун Л.Г.

Сафонов В.В.

АННОТАЦИЯ

Проблема очистки сточных вод текстильных предприятий имеет ряд особенностей, что, прежде всего, связано с большим объемом сбрасываемых вод. Так, удельное количество сточных вод, образующихся в процессах отделочного производства, составляет 200 - 350 м3 на 1 т вырабатываемых тканей. Проведенный подробный анализ технологических и сточных вод на одном из крупных отделочных предприятий показал, что основным источником загрязнений ионами алюминия, хрома (III), меди и цинка являются красильно-отделочные цеха. Кроме того, в воде, поступающей из городского коллектора, были обнаружены в концентрациях, превышающих предельно-допустимые (ПДКВ), ионы бериллия и никеля (II). В процессах противогнилостной обработки хлопчатобумажных тканей специального назначения используют водные растворы бихромата натрия и сульфата меди с концентрацией до 35 г/л. Общее количество технологических сточных вод только на одной линии противогнилостной обработки достигает 6000 литров в сутки. Высокое содержание d-металлов придает таким сточным водам крайне опасные свойства, так как соединения хрома (III) и меди (И), а особенно хрома (VI), оказывают на организм человека общетоксическое, аллергенное, канцерогенное и мутагенное действие. Попадая в общезаводские сточные воды, соединения хрома и меди отравляют микрофлору, снижая эффективность действия активного ила при биохимической очистке сточных вод.

Подробный анализ существующих методов удаления соединений d-металлов из сточных вод (ультрафильтрация, ионный обмен, электрокоагуляция и др.) позволил остановиться на химическом осадительном методе.

Автор защищает:

- новый способ очистки сточных вод от катионов токсичных металлов ( на примере ионов Сг3+), гидроксиды которых амфотерны, за счет их полного осаждения, происходящего при добавлении к технологической или сточной воде, содержащей анионные гидроксокомплексы металла, раствора, содержащего его катионные комплексы;

- новую технологию очистки технологических и сточных вод, содержащих одновременно ионы меди и бихромат-ионы, а также ионы хрома (III);

- результаты исследований по восстановлению бихромат-ионов в ионы хрома (III) пероксидом водорода и по влиянию концентраций используемых реагентов на полноту осаждения гидроксидов меди и хрома;

- возможные пути утилизации получаемых отходов соединений меди и хрома.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. В современных условиях вопросом охраны окружающей среды от выбросов промышленных предприятий уделяется большое внимание. Для текстильных отделочных предприятий наиболее остро стоит проблема очистки сточных вод от примесей различного происхождения, в том числе и от токсичных ионов металлов. В защищаемой работе изложены результаты исследования процессов выделения катионов тяжелых металлов (на примере меди и хрома) из технологических и сточных вод цехов противогнилостной обработки тканей за счет образования ими наименее растворимых модификаций гидроксидов меди и хрома. На основании найденных автором новых химических способов, позволяющих достичь практически 100%-ной полноты выделения этих катионов из растворов, разработана технология очистки производственных вод от ионов меди (Си2+) и хрома (СггС^2- и Сг3+), а также предложены возможные пути утилизации получаемых отходов соединений этих металлов. Работа выполнена в соответствии с программой "Университеты России".

Цель исследования - показать возможность практически полной очистки производственных вод от токсичных ионов металлов химическим способом, доступным для всех промышленных предприятий, не требующим сложного оборудования и дорогих реактивов, заключающемся в их выделении из раствора в виде наименее растворимых модификаций гидроксидов. При этом цель работы преследует разработку простой технологии химической очистки технологических и сточных вод от названных примесей, а так же предложение путей возможной утилизации полученных осадков.

Научная новизна. Основная научная новизна данной работы заключается в том, что разработан новый метод осаждения ионов токсичных металлов из сточных вод отделочного производства путем взаимодействия двух растворов, один из которых содержит осаждаемый элемент в виде положительно заряженных (катионная форма), а другой - в виде отрицательно заряженных (анионная форма) частиц.

Практическая значимость работы определяется новой технологией очистки производственных вод от ионов меди (Си2+) и хрома (СггСЬ2- и Сг3') на основе простых химических методов, разработанных автором с помощью полученных результатов проведенных им исследований, позволивших достичь практически полного выделения из растворов названных ионов. Кроме того, автором предложены пути возможной утилизации получаемых при этом осадков для изготовления полировальных паст и получения жидкости для противогнилостной обработки древесины.

Разработанная технология внедрена на Отбельно-красильной фабрике (ныне ЗАО "Ткани Оретекс") Ореховского ХБК (ныне ОАО "Группа компаний Оретекс"), что позволило предприятию полностью освободиться от уплаты штрафов за загрязнение окружающей среды соединениями меди и хрома.

Апробация работы: Основные материалы диссертации были представлены в виде докладов, обсуждались, вызвали интерес и получили положительную оценку.

- В 1999 году на Международной конференции "Инженерная защита окружающей среды", Москва, РАН, было сделано два доклада: "Химический способ наиболее полного выделения из сточных вод предприятий ионов металлов, образующих амфотерные гидроксиды" и "Выделение и утилизация соединений меди и хрома из технологических сточных вод предприятий";

- В 1998 году на Московской региональной конференции "Инженерная экология" был сделан доклад "Промышленная очистка сточных вод предприятий от токсичных металлов, образующих амфотерные гидроксиды"; На Международной НТК "Прогресс-98" был сделан доклад "Осаждение токсичных ионов металлов в виде их гидроксидов как экономичный и эффективный способ очистки воды на текстильных предприятиях".

- В 1996 году на Международной НТК "Прогресс-96" был сделан доклад "Экономичные методы очистки воды от ионов тяжелых металлов на отделочных фабриках с утилизацией их отходов" и на Всероссийской НТК "Тек-стиль-96" - доклад "Очистка сточных вод отделочных фабрик от ионов тяжелых металлов";

- В 1995 году на Всероссийской НТК "Текстиль-95" был сделан первый доклад по этой теме: "Разработка методов очистки сточных вод от токсичных ионов металлов и утилизация их отходов".

Структура и объем диссертации. Работа содержит введение, три главы, выводы, список использованной литературы (71 наименование). Основная часть изложена на 102 страницах, включает 12 рисунков и 18 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы диссертационной работы, ее научная новизна и практическая значимость.

В главе 1 дан аналитический обзор современных методов чистки природной воды, содержащей соли и взвешенные примеси, дано количественное определение соединений хрома и меди в растворах, охарактеризована токсичность соединений хрома и меди, классифицированы методы очистки воды от катионов металлов.

В главе 2 приведена характеристика объектов и методов исследований. В экспериментальной части использованы методы: титриметрические, экспресс-анализа, трилонометрический, колориметрический, термогравиметрический.

В главе 3 изложены результаты экспериментальных исследований и их обсуждение.

Исследовано действие щелочи на пропиточный раствор, проведен анализ сточной воды на соединения меди и хрома, исследовано влияние объема и концентрации раствора щелочи на полноту осаждения ионов меди (II).

Из сопоставления данных видно, что при повышении молярной концентрации раствора щелочи до 0,5 моль/л растет полнота осаждения ионов Си2+ до 87%. При этом следует добавлять такой объем раствора щелочи, который содержит ее эквивалентное количество по отношению к ионам меди (II).

Так, на 1 л сточной воды, содержащей 16,8 г/л Си804 следует добавлять 210 мл раствора ЫаОН с См = 1 моль/л (т.е. 40 г/л) или 420 мл - с См = 0,5 моль/л (20 г/л). Увеличение количества щелочи приводит к некоторой потере осадка, вероятно, вследствие признаков амфотерности у гидроксида меди.

Для осаждения хрома в виде его гидроксида необходимо восстановление ионов Сг2072~ в катионы Сг3+, которое проще всего осуществить, добавляя в сточную воду пероксид водорода - Н2О2.

Возможность восстановления бихромат-ионов в ионы Сг3+ (для их последующего осаждения щелочью) с помощью На02 была изучена методом дерива-тографии.

Технологическая схема выделения ионов металлов из сточных вод

Рис. 5

1 - сточная технологическая вода;

2 - накопительная емкость;

3 - щелочной реактор;

4 - подача раствора щелочи;

5 - удаление усадков неамфотерных гидроксидов;

6 - раствор анионных гидроксокомплексов металлов;

7 - нейтрализатор;

8 - кислотный реактор;

9 - удаление осадков амфогерных гидроксидов;

10 - очищенная вода.

Предложенная схема позволяет практически полностью переводить ионы токсичных металлов из раствора в осадок. Получению таких осадков способствует образование биядерного комплекса уже на первой стадии взаимодействия одного иона металла, находящегося в катионном комплексе, с другим ионом, входящим в анионный комплекс.

В результате осаждения хрома и меди, содержащихся в растворимой форме в остаточном растворе, используемом для противогнилостной обработки тканей, на фильтре остаются Сг(ОН)3 и Си(ОН)г- Анализ возможных методов утилизации соединений меди и хрома позволил предложить два наиболее перспективных направления:

1) разработка составов для противогнилостной пропитки древесины (типа жидкости "Сенеж"). Основными компонентами жидкости для противогнилостной пропитки древесины являются: медный купорос - массовая доля 10%, би-хромат натрия - массовая доля 5%.

2) разработка полировальных паст для сухого полирования типа ГОИ. Изготовленные пасты с применением в качестве связующего парафина позволяли снижать шероховатость поверхности обрабатываемых ими металлических деталей до 9 класса разряда "в" и 10 класса разряда "а".

В работе имеются 5 приложений, в которых содержатся расчеты объемов растворов пероксида водорода, серной кислоты и щелочи, необходимых для проведения предложенных химических процессов, подробная технологическая схема.

ВЫВОДЫ

1. На основании анализа литературных данных выбран химический метод очистки технологических и сточных вод отделочных предприятий от соединений меди и хрома, заключающийся в осаждении их катионов щелочами в виде гидроксидов.

2. Установлено, что для более полного осаждения ионов Си2+ концентрация раствора щелочи не должна быть меньше (для NaOH) 0,5 моль/л.

3. Выбран способ перевода бихромата с помощью Н20? в соль хрома (III) для его последующего осаждения в виде гидроксида. При этом методом термогравиметрического анализа показано, что в щелочной среде этот процесс не происходит.

4. Найдено, что полнота осаждения ионов Си2+ в присутствии ионов Сг3+ (восстановленных из СггОу2-) возрастает и достигает 95 - 100%.

5. Показано, что полнота осаждения Сг(ОН)3 щелочью из кислых растворов, содержащих катионные комплексы [Сг(Н20)6]3+, не превышает 70,5%, а из щелочных растворов, содержащих анионные комплексы [Сг(0Н)6]3~ - кислотой - 68,4%, что объясняется амфотерным характером этого гидроксида.

6. Обнаружено, что практически полного осаждения Сг(ОН)3 можно достичь при смешивании раствора, содержащего анионные комплексы хрома, с раствором, содержащим его катионные комплексы, благодаря образованию наименее растворимой модификации осадка [Сг(ОН)з]„|.

7. Определены оптимальные концентрации добавок: пероксида водорода (30%), серной кислоты (олеум) и гидроксида натрия (30%) для осаждения меди и хрома. При этом обнаружено, что полнота осаждения Сг(ОН)3 из кислых растворов возрастает до 97% в присутствии остаточных количеств Н2О2.

8. Разработана технология очистки технологических и сточных вод от соединений меди и хрома на примере производства тканей специального назначения (противогнилостная обработка).

9. Определена остаточная концентрация меди и хрома в сточных водах после осаждения их разработанным методом: медь - отсутствует, хром - следы.

10. Разработана технологическая схема получения осадков амфотерных гидро-ксидов металлов смешиванием 2-х растворов, содержащих анионные и ка-тионные комплексы этих металлов.

11. Предложены пути возможной утилизации отходов соединений меди и хрома путем разработки состава для противогнилостной обработки древесины и изготовления полировальных паст.

Основные материалы диссертации изложены с следующих публикациях:

1. Артемов A.B., Павлова В.В., Платова Т.Е., Коробко JI.B., Павлов H.H. Регенерация соединений меди и хрома, применяемых в процессах обработки хлопчатобумажных тканей. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, - 1995г., №5, с. 103-107.

2. Павлова В.В., Павлов H.H., Коробко JI.B. Разработка методов очистки сточных вод от токсичных ионов металлов и утилизация этих отходов. // Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии текстильной промышленности" (Текстиль-95) - Москва, 28-29 ноября 1995г., с. 114-115.

3. Павлов H.H., Павлова В.В., Лобов A.C., Коробко JI.B. Очистка сточных вод отделочных фабрик от ионов тяжелых металлов. // Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии текстильной промышленности" (Текстиль-96) - Москва, 26-27 ноября 1996г., с.148-150.

4. Павлов H.H., Павлова В.В., Артемов A.B., Коробко JI.B., Измайлов М.Т., Лобов A.C. Экономичные методы очистки воды от ионов тяжелых металлов

на отделочных фабриках с утилизацией их отходов. // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции "Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве" (Прогресс-96) - Иваново, 1996г., с.324-325.

5. Коробко Л.В., Павлов H.H. Химический способ очистки сточных вод от ио-*.ч нов металлов, образующих амфотерные гидроксиды. // Сборник научных

трудов аспирантов. М., МГТА, 1998г., вып.1, с.55.

6. Павлова В.В., Павлов H.H., Коробко Л.В. Проблемы очистки сточных вод от токсичных ионов металлов, образующих амфотерные гидроксиды. П Текстильная химия. - 1998г., №2, с.93.

7. Павлова В.В., Коробко Л.В., Павлов H.H. Промышленная очистка сточных вод предприятий от токсичных металлов, образующих амфотерные гидроксиды. // Тезисы докладов Московской региональной конференции "Инженерная экология" - Москва, 1998г., с.31.

8. Павлов H.H., Павлова В.В., Коробко Л.В., Измайлов М.Т., Лобов A.C. Осаждение токсичных ионов металлов в виде их гидроксидов как экономичный и эффективный способ очистки воды на текстильных предприятиях. // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции "Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности" (Прогресс-98) - Иваново, 2-5 июня 1998г., с.190-19).

9.. Павлова В.В., Коробко Л.В., Павлов H.H., Белюгов М.И. Химический спо-; соб наиболее полного выделения из сточных вод предприятий ионов металлов, образующих амфотерные гидроксиды. // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции "Инженерная защита окружающей среды" Москва, 1999г., с.50.

10. Артемов A.B., Павлова В.В., Коробко Л.В., Павлов H.H., Белюгов М.И. Выделение и утилизация соединений меди и хрома из технологических сточных вод предприятий. // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции "Инженерная защита окружающей'среды" Москва, 1999г., с.51.

JIP№ 020753 от 23.04.98 Подписано в печать 18.02.2000 Сдано в производство 28.02.2000 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ. Усл. печ. л. 1,0 Уч.-изд. л. 0,75

Заказ 119_Тираж 80

Электронный набор, МГТА, Москва, 117918, Малая Калужская, 1

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Литературный обзор.

1.1 Современные методы очистки природной воды, - 9 содержащей соли и взвешенные примеси.

1.2 Соединения железа, хрома и меди в водных растворах.

1.3 Количественное определение соединений хрома - 18 и меди в растворах.

1.4 Токсичность соединений хрома и меди.

1.5 Химическая очистка воды от катионов металлов.

ГЛАВА 2 Методика экспериментального исследования.

2.1 Характеристика материалов, используемых в работе.

2.2 Отбор проб технологических и сточных вод для анализа.

2.3 Методика осаждения ионов меди и хрома.

2.4 Определение концентрации ионов меди и хрома - 40 в смешанном растворе.

2.5 Определение концентрации ионов хрома (III).

2.6 Метод экспресс-анализа сточных вод - 43 на содержание ионов меди и хрома.

2.7 Дериватографический метод анализа.

ГЛАВА 3 Экспериментальная часть и обсуяедение результатов.

3.1 Исследование действия щелочи на пропиточный раствор.

3.1.1 Анализ сточной воды на соединения меди и хрома.

3.1.2 Исследование влияния объема и концентрации раствора - 48 щелочи на полноту осаждения ионов меди (И).

3.2 Восстановление соединений хрома (VI) в ионы хрома (III).

3.3 Исследование возможности повышения полноты - 57 осаждения гидроксида хрома (III).

3.3.1 Исследование полноты осаждения хрома (III) - 57 щелочными реагентами.

3.3.2 Исследование полноты осаждения хрома (III) из его - 62 анионных гидроксокомплексов кислотными реагентами.

3.3.3 Исследование полноты осаждения хрома (III) из его - 63 анионных гидроксокомплексов катионными комплексами хрома (III).

3.4 Разработка технологии очистки технологических - 69 и сточных вод от соединений меди и хрома.

3.4.1 Технологическая схема очистки воды от C11SO4 - 74 и Na2Cr207 при их совместном присутствии.

3.4.2 Технологическая схема очистки воды от ионов Сг3+.

3.5 Возможная утилизация соединений меди и хрома.

3.5.1 Состав для противогнилостной обработки - 81 древесины (типа жидкости «Сенеж»).

3.5.2 Получение полировочных мастик типа пасты ГОИ.

ВЫВОДЫ

Качество сточных вод, образующихся на промышленных предприятиях, и концентрация в них загрязняющих веществ определяются многими факторами: отраслью промышленного производства и видом исходного сырья, режимом технологических процессов, возможностью утилизации отходов производства, удельным расходом воды на единицу продукции [1].

Развитие более интенсивных технологий, использованйе новых красителей, химических волокон, ТВВ еще более увеличивает опасность загрязнения окружающей среды. В связи с этим резко возрастает значимость задач технической экологии, призванных на основе оценки степени вреда, наносимого природе, разрабатывать и совершенствовать инженерно-технические решения по защите окружающей среды.

Проблема очистки сточных вод текстильных предприятий имеет ряд особенностей, что, прежде всего, связано с большим объемом сбрасываемых вод. Так, удельное количество сточных вод, образующихся в процессах кра-сильно-отделочного производства, составляет 200 - 350 м3 на 1 т вырабатываемых тканей [2].

Анализ технологических сточных вод текстильных предприятий позволил выявить не менее 57 источников, загрязняющих воздушный и водный бассейны промышленными отходами, из них 16- щелочью, 10 - формальдегидом, 2 - серной кислотой, 6 - уксусной кислотой, 5 - углеводородами нефти, 4 - аммиаком, 8 - оксидом углерода-Н, 9 - оксидами азота, 5 - сажей и другими твердыми частицами, 5 - серным ангидридом, 1 - оксидами ванадия и 16 - хлопковой пылью. Данные о некоторых источниках загрязнений приведены в табл.1.

Физико-химическая очистка сточных вод становится одним из основных методов их обезвреживания. Обусловлено это тем, что она может применяться как самостоятельно, так и в сочетании с другими методами.

Таблица 1

Источники загрязнений воздушного и водного бассейнов

Источник шгрн шепни Всщсс ИМ) Пределы шменеппи концентрации иещеенш, м|/м3

Отбельный цех щелочь 2,5-12,5 серная кислота 5,5-19,6

Выпарная щелочь 36,7-52,4

Красильный цех щелочь 2,2-4,9

Химстанция красильного цеха щелочь 0-1,8 уксусная кислота 0 - 0,06

Промывной цех щелочь 4,75 - 8,7

Аппретурный цех формальдегид 1,27-10,5 аммиак 20,04 - 45,0

Зрельный цех щелочь 0,4-1,2 уксусная кислота 0-3,7 органические вещества 190,0-263,0

Печатный цех щелочь 0,6-3,0 уксусная кислота 0-5,6 органические вещества 120,0-414,0

Одним из важных принципов современного подхода к очистке сточных вод является максимальное извлечение из них полезных продуктов с целью утилизации или повторного их использования (например, кислот и щелочей) с направлением в систему промышленного водоснабжения освобожденной от них воды [3].

Актуальной проблемой в области экологии текстильного производства является очистка технологических сточных вод отделочных предприятий от вредных веществ и тяжелых металлов непосредственно в месте их использования или образования, так называемая локальная очистка, которая позволяет полностью исключить попадание загрязняющих веществ и токсичных металлов в усреднители, а в дальнейшем - в городской коллектор.

Указанные задачи глубокой очистки сточных вод, их кондиционирования, а также извлечения из них ценных продуктов решаются с применением различных методов физико-химической очистки сточных вод.

Актуальность темы. В современных условиях вопросом охраны окружающей среды от выбросов промышленных предприятий уделяется большое внимание. Для текстильных отделочных предприятий наиболее остро стоит проблема очистки сточных вод от примесей различного происхождения, в том числе и от токсичных ионов металлов. В защищаемой работе изложены результаты исследования процессов выделения катионов тяжелых металлов (на примере меди и хрома) из технологических сточных вод цехов противогнилостной обработки тканей за счет образования ими наименее растворимых модификаций гидроксидов меди и хрома. На основании найденных автором новых химических способов, позволяющих достичь практически 100%-ной полноты выделения этих катионов из растворов, разработана технология очистки производственных вод от ионов меди (Си2+) и хрома (Сг207~ и Сг3*), а также предложены возможные пути утилизации получаемых отходов соединений этих металлов. Работа выполнена в соответствии с Программой "Университеты России".

Цель исследования. Цель диссертационной работы - показать возможность практически полной очистки производственных вод от токсичных ионов металлов химическим способом, доступным для всех промышленных предприятий, не требующим сложного оборудования и дорогих реактивов, заключающемся в их выделении из раствора в виде наименее растворимых модификаций гидроксидов. При этом цель работы преследует разработку простой технологии химической очистки технологических и сточных вод от названных примесей, а так же предложение путей возможной утилизации полученных осадков.

Научная новизна. Основная научная новизна данной работы заключается в том, что разработан новый метод осаждения ионов токсичных металлов из сточных вод отделочного производства путем взаимодействия двух растворов, один из которых содержит осаждаемый элемент в виде положительно заряженных (катионная форма), а другой - в виде отрицательно заряженных (анионная форма) частиц. г

Практическая значимость работы определяется новой технологией очистки производственных вод от ионов меди (Си2+) и хрома (Сг2072~ и Сг3+) на основе простых химических методов, разработанной автором с помощью полученных результатов проведенных им исследований, позволивших достичь практически полного выделения из растворов найденных ионов. Кроме этого, автором предложены пути возможной утилизации получаемых при этом осадков для противогнилостной обработки древесины и для изготовления полировальных паст.

Разработанная технология внедрена для очистки сточных вод на Ореховском ХБК, что позволило полностью исключить штрафные санкции предприятия за загрязнение окружающей среды токсичными ионами металлов.

Автор защищает:

- Новый способ очистки сточных вод от катионов токсичных металлов ( на примере ионов гидроксиды которых амфотерны,за счет их полного осаждения, происходящего при добавлении к технологической или сточной воде, содержащей анионные гидроксокомплексы металла, раствора, содержащего его катионные комплексы;

- Новую технологию очистки технологических и сточных вод, содержащих одновременно ионы меди и бихромат-ионы, а также ионы хрома (III);

- Результаты исследований по восстановлению бихромат-ионов в ионы хрома (III) пероксидом водорода и по влиянию концентраций используемых реагентов на полноту осаждения гидроксидов меди и хрома;

- Возможные пути утилизации получаемых отходов соединений меди и хрома.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были представлены в виде докладов, обсуждались, вызвали интерес и получили положительную оценку:

- В 1999 году на Международной конференции "Инженерная защита окружающей среды", Москва, РАН, было сделано 2 доклада: "Химический способ наиболее полного выделения из сточных вод предприятий ионов металлов, образующих амфотерные гидроксиды" и "Выделение и утилизация соединений меди и хрома из технологических сточных вод предприятий";

- В 1998 году на Московской региональной конференции "Инженерная экология" был сделан доклад "Промышленная очистка сточных вод предприятий от токсичных металлов, образующих амфотерные гидроксиды"; На Международной НТК "Прогресс-98" был сделан доклад "Осаждение токсичных ионов металлов в виде их гидроксидов как экономичный и эффективный способ очистки воды на текстильных предприятиях".

- В 1996 году на Международной НТК "Прогресс-96" был сделан доклад "Экономичные методы очистки воды от ионов тяжелых металлов на отдельных фабриках с утилизацией их отходов" и на Всероссийской НТК "Тек-стиль-96" - доклад "Очистка сточных вод отделочных фабрик от ионов тяжелых металлов";

- В 1995 году на Всероссийской НТК "Текстиль-95" был сделан первый доклад по этой теме: "Разработка методов очистки сточных вод от токсичных ионов металлов и утилизация их отходов".

Структура и объем диссертации. Работа содержит введение, три главы, выводы, список использованной литературы (71 наименование). Основная часть изложена на 102 страницах, включает 12 рисунков и 18 таблиц.

ВЫВОДЫ.

1. На основании анализа литературных данных выбран химический метод очистки технологических и сточных вод отделочных предприятий от соединений меди и хрома, заключающийся в осаждении их катионов щелочами в виде гидроксидов.

2. Установлено, что для более полного осаждения ионов Си2+ концентрация раствора щелочи не должна быть менее (для ЫаОН) 0,5 моль/л.

3. Выбран способ перевода бихромата с помощью Н202 в соль хрома (III) для его последующего осаждения в виде гидроксида. При этом методом термогравиметрического анализа показано, что в щелочной среде этот процесс не происходит.

4. Найдено, что полнота осаждения ионов Си2+ в присутствии ионов Сг3+ (восстановленных из Сг2072-) возрастает и достигает 95 - 100%.

5. Показано, что полнота осаждения Сг(ОН)3 щелочью из кислых растворов, содержащих катионные комплексы [Сг(Н20)б]3+, не превышает 70,5%, а из щелочных растворов, содержащих анионные комплексы [Сг(ОН)б]3~ - кислотой - 68,4%, что объясняется амфотерным характером этого гидроксида.

6. Обнаружено, что практически полного осаждения Сг(ОН)з можно достичь при смешивании раствора, содержащего катионные комплексы хрома, с раствором, содержащим его анионные комплексы, благодаря образованию наименее растворимой модификации осадка [Сг(ОН)3]п|.

7. Определены оптимальные концентрации добавок: пероксида водорода (30%), серной кислоты (олеум) и гидроксида натрия (30%) для осаждения меди и хрома. При этом обнаружено, что полнота осаждения Сг(ОН)3 из кислых растворов возрастает до 97% в присутствии остаточных количеств Н202.

8. Разработана технология очистки технологических и сточных вод от соединений меди и хрома на примере производства тканей специального назначения (противогнилостная обработка).

86

9. Определена остаточная концентрация меди и хрома в сточных водах после осаждения их разработанным методом: медь - отсутствует, хром - следы.

10. Разработана технологическая схема получения осадков амфотерных гидроксидов металлов смешиванием 2-х растворов, содержащих анионные и катионные комплексы этих металлов.

11. Предложены пути возможной утилизации отходов соединений меди и хрома путем разработки состава для противогнилостной обработки древесины и изготовления полировальных паст.

1. Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. // Методы очистки производственных сточных вод / Справочное пособие М.: Стройиздат, 1977.

2. Охрана окружающей среды на предприятиях текстильной промышленности / ОИ ЦНИИТЭИ легпром Сер. Механика и энергетика. 1987, №1.

3. Гаврилов М.И., Круглова Н.Л., Монгайт Л.И. // Перспективные методы обработки осадков сточных вод (уплотнение, кондиционирование, механическое обезвоживание). М.: ЦИНИС, 1975.

4. Минц Д.М. // Теоретические основы технологии очистки воды М.: Стройиздат, 1964.

5. Охрана окружающей среды / Под ред. Проф. С.В.Белова. М.: Высшая школа, 1983, с. 162.

6. Орловский З.А. // Очистка сточных вод за рубежом. М.: Стройиздат,1974.

7. Ахметов Н.С. // Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1988, с.640.

8. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. // Общая и неорганическая химия. --М.: Химия, 1981, с.632.

9. Лурье Ю.Ю. // Аналитическая химия промышленных сточных вод. --М.: Химия, 1984, с.448.

10. Schwarzenbach G. und Biedermann W. // Helv. chim. Acta, 1958, №31, s. 459.

11. Schwarzenbach G. // Die komplexometrische Titration, 1956, №2, s. 95.

12. Wehber P. //Z. anal ehem. 1956, №№150, 186.

13. Doppler G. u. Patzak R. // Z. anal ehern, 1956, №152.

14. Weiner Р., Hey E. // Z. anal ehem. 1957, №№157, 105,2.

15. Павлов H.H., Кузнецов A.P., Арбузов Г.А. // Научные труды МТИЛП, --1960, №18, с.41.

16. Doppler G und Patzak R // Z. anal ehern, 1956, №152, s.45.

17. Арбузов Г.А., Кузнецов А.Р., Павлов H.H. // Заводская лаборатория. -1961, №2, с.225.

18. Павлов H.H., Кузнецов А.Р., Арбузов Г.А. // Известия вузов. Технология легкой промышленности. 1960, №3, с.28.

19. Баталева С.Е., Чернова И.В., Чибискова В.И. // Межвузовский сборник научных трудов МТИ. М.: 1990, с.94 - 97.

20. Schwarzenbach G. // Chimia- 1968, №2, s/56.

21. Schwarzenbach G. Gysling H. // Helv. Chim. Acta. 1959, №32, s. 1108, 1314.

22. Schwarzenbach G. // Ann. 1953, №278, s/233.

23. Р.Пришбил. // Комплексоны в химическом анализе. М.: Издательство иностранной литературы., 1955, с.57.

24. Крииков А.П., Ярославцев A.A. // Курс аналитической химии. М.: Химия, т.2, 1964, с. 161.

25. Макаров-Землянский Я.Я. // Межвузовский сборник научных трудов МТИ, М., 1990.

26. Грушко Я.М. // Вредные неорганические соединения в промышленных сточных водах. -М.: Химия, 1979, с. 160.

27. Синицина Е.Л. // Гигиена труда в кожевной промышленности. М.: Химия, 1979.

28. Smyth H.F., Carpenter С.Р., Weil C.S. // Amer. Jnd. Hyd. Assoc. y., 1969, v.30, №5, p.470.

29. Химия окружающей среды / Под ред. Дж.О.М.Бокриса. М.: Химия, 1982.

30. Предельно допустимые концентрации и ориентировочно безопасные уровни воздействия вредных веществ в объектах внешней среды (Нормативы). Северодонецк, 1978, с.94.

31. Петрова И.М., Сергеев А.Н. // Гигиена и санитария, 1973, №9, с. 19.

32. Измерев Н.Ф. и др. // Параметры токсиметрии промышленных ядов при однократном воздействии. Справочник. М.: Медицина. 1977, с.240.

33. Предельно допустимые концентрации веществ в воздухе рабочей зоны, №841-70 от 30.04.70.

34. Перегуд Е.А. // Санитарно-химический контроль воздушной среды. --Л: Химия, 1978Ю с.332.

35. Файдыш Е.В. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. - М: Медгиз, 1954, вып.2, с.93.

36. ПДК вредных веществ в воде водоемов санитарно-бытового водоис-пользования, №847-70 от 28.04.70.

37. Грушко Я.М. // Ядовитые металлы и их неорганические соединения в промышленных сточных водах. Л: Медицина, 1972.

38. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. №1166 от 16.05.74.

39. Мельников H.H. и др. // Химические средства защиты растений (пестициды). Справочник. -М: Химия. 1980. с.288.

40. Калабина М.М. В кн. Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. М: Медгиз, 1954, вып.2, с.76.

41. Савранская Т.М. В кн. Доклады VI НТК управления водопроводно-канализационного хозяйства. М: Мосочиствод. 1968, с.64.

42. ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест, №1892-78 от 01.08.78.

43. Технические условия на методы определения вредных веществ в воздухе. М: Медицина. 1962, вып.2, с.60.

44. Карелин Я.А. и др. // Очистка производственных сточных вод в аэро-тенках. М: Стройиздат, 1973. с.223.

45. Беспамятнов Г!П., Кротов Ю.А. '// Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. JI: Химия, 1985. с.528.

46. Минх A.A. // Справочник по санитарно-гигиеническим исследованиям. М: Медицина. 1973, с.400.

47. Руководство по химическому и технологическому анализу воды. М: Стройиздат. 1973. с.272.

48. Химические вредные вещества в промышленности / Справочник. Л.: Химия, 1977, т.З.

49. Батшева Г.Н., Скрипниченко C.B. // Врачебное дело. 1963, №9, с.601.

50. Воробейчиков Г.Н. // Гигиена труда. 1969, №7, с.100.

51. Берштейн Г.А. // Успехи современной биологии 1960, №29, с.2, 177.

52. Русанов И.П. // Клиническая медицина 1961, №9, с.58.

53. Веседов Ю.С., Лавров И.С. Рукобратский Н.И. // Водоочистное оборудование. Л: Машиностроение, 1985.

54. Проскуряков В.А. Шмидт Л.И. // Очистка сточных вод в химической промышленности. Л: Химия, 1977, с.464.

55. Аширов А. // Ионообменная очистка сточных вод. растворов и газов. --Л: Химия, 1983, с.295.

56. Немилова Т.В., Присекина О.В. и др. // Химические волокна, 1990, №3, с.51 53.

57. Чесунов С.В., Санкин Л.Б. // Экологические проблемы использования соединений хрома в дублении / ОИ 1989, с.8 - 12.

58. Чесунов В.М., Захарова A.A. // Очистка и рекуперация отходов в ко-жевенно-обувной промышленности. М.: Легпромбытиздат, 1987.

59. Химия и технология кожи и меха. / под ред. И.П. Страхова. М.: Легпромбытиздат, 1987.

60. Гузо Е. // Кожевенно-обувная промышленность. 1981, №2, с.51.

61. Eder W. // Die Pelzwirtschaft. 1981, №7, с.34 - 40.

62. Reichardt W., Feigel Т. // Leder Schuhe Leder Waren. 1988, №3, s.133 - 136.

63. СмирновВ.И.//Кожевенно-обувнаяпромышленность, 1985, №8, c.49-50.

64. Крешков А.П. // Основы аналитической химии. М: Химия, т.2, 1965,с.211.93

65. Лурье Ю.Ю. // Справочник по аналитической химии. М: Химия, 1971, с.275 и сл.

66. ВЕМ. Кожевенное и дубильно-экстрактовое производство. М: Гиз-легпром, ч.2, 1955.

67. Перельман В.Й. Краткий справочник химика. М: Госхимиздат, 1963.

68. Ращук М.Л., Уфимцева В.П. и др. // Анализ сточных вод и реагентов. -- Челябинск; Южно-Уральское кн. изд., 1966, с.4 5.

69. Берг Л.Г. // Введение в термографию. М: Академия наук СССР, 1961, с.5 - 18.

70. Меерсон С.И. // Методические указания к выполнению работ по химии полимеров. М: МТИ, 1977, с.20.

71. Павлов Н.Н. и др. // Машиностроение, приборостроение, энергетика (Программа «Университеты России») М: МГУ, 1955, с.301.