Введение к работе
Актуальность работы. Загрязнение сточных вод органическими соединениями, в том числе красителями, представляет серьезную опасность для природных водоемов и водотоков, особенно для регионов с дефицитом пресной воды. Выбор технологии очистки таких вод в каждом конкретном случае определяется требованиями, предъявляемыми к воде, предназначенной для повторного использования в технологических процессах, сброса в горколлектор или в поверхностные водные объекты.
Для обесцвечивания красителей применяют физико-химические, деструктивные, биологические и другие методы. Все эти способы обладают определенными достоинствами и недостатками в отношении конкретных красителей.
Целью работы было установление физико-химических закономерностей процессов обесцвечивания и деструкции красителей производства Сирийской Арабской Республики.
Поставленная цель достигалась путём решения следующих задач:
- сравнительное исследование процессов обесцвечивания и деструкции индивидуальных красителей методами коагуляции, окисления и сорбции;
- выявление на качественном уровне превращений органических красителей в результате их деструкции;
- оценка токсичности растворов красителей методами биотестирования;
- разработка рекомендаций по организации технологий очистки сточных вод от исследованных красителей.
Научная новизна
В результате проведения сравнительных исследований процессов обесцвечивания и деструкции индивидуальных красителей различных типов методами коагуляции, окисления и сорбции
- установлено, что коагуляция является эффективным методом обесцвечивания всех исследованных красителей в диапазоне низких концентраций при рН = 5-6;
- впервые показано отсутствие корреляции между показателем ХПК, степенью обесцвечивания и токсичностью растворов красителей;
- с использованием методов биотестирования оценена острая токсичность исходных и обесцвеченных различными методами растворов красителей;
- доказано, что окислительная деструкция красителей (исключая малорастворимые формы) может быть осуществлена пероксидом водорода в присутствии соединений железа (реактив Фентона) или раствором анолита – продуктом электролиза раствора поваренной соли;
- установлено, что гомогенная окислительная деструкция красителей реактивом Фентона в кислой среде протекает быстрее и эффективнее, чем гетерогенное окисление в присутствии магнетита или комплекса железа с EDTA, иммобилизованного на активных углях, определены константы скоростей перечисленных реакций;
- предложены гипотетические схемы окислительной деструкции красителей.
Практическая значимость
- на основании сравнительного анализа эффективности различных методов обработки растворов индивидуальных красителей созданы основы для организации технологий очистки сточных вод текстильных производств от красителей;
- определены условия (рН, температура, дозы реагентов и продолжительность процессов), обеспечивающие максимальные степени очистки вод от красителей;
- предложена принципиальная схема деструкции красителей, включающая их гомогенное окисление реактивом Фентона с последующей нейтрализацией растворов, регенерацией и утилизацией железосодержащих шламов.
Вклад автора. Освоение методик, экспериментальные исследования, обработка данных проведены лично автором. Постановка цели и задач исследования, планирование экспериментов и интерпретация полученных результатов проведены соискателем совместно с научным руководителем.
Публикации и апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на XXIII международной конференции молодых ученых «Успехи в химии и химической технологии», Москва, 2008. По результатам работы опубликовано 2 статьи в реферируемых журналах и 2 тезисов докладов.
Достоверность результатов работы основана на использовании сертифицированных физико-химических методов исследования, воспроизводимости экспериментальных данных, непротиворечивости полученных результатов литературным источникам.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 149 стр., содержит 24 табл., 51 рис. и состоит из введения, литературного обзора, методики исследований, экспериментальной части и обсуждения результатов эксперимента, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 107 наименований.
