Введение к работе
Актуальность работы. Промывные хромсодеркащие сточные воды
г процессов обработки металлических поверхностей, как правило,
вляютея локальными и, кроме ионов Cr(VI), могут содержать со-
^тствующие ионы цинка, никеля,1 меди, образующиеся в результате
давления печатных плат, цветных металлов или нанесения хромовых
экрыткй. _, '
Большинство используемых способов очистки промывных стоков їзволяют в достаточной степени обезвреживать соединения Cr(VI) і локальных установках, однако практически во всех случаях их >йствне оказывается однонаправленным и задача комплексного воэ-эйствия на другие виды ионов практически ни в одном из этих споров не решается.
Кроме этого, применение большинства из используемых методов последнее время сопровождается резким повышением эксплуатацион-IX расходов из-за постоянного увеличения стоимости реагентов, ітериалов и особенно затрат на электроэнергию, что уменьшает их шкурентоспособность. Эти обстоятельства^ позволяют по-новому іглянуть на применение гальванокоагуляционного способа с исполь-жанием алюминиисодержащих отходов.
В последнее время / наметилась тенденция использования для юцессов очистки зернистых материалов - отходов производства : «таллическая стружка, опилки, скрап и др. Применение этих мето->в позволяет сделать процесс очистки достаточно интенсивным и іфективним, однако использование зернистых форм металлов исклюют их утилизацию как вторичных ресурсов. Помимо этого, такие юцессы отличает неустойчивость технологических режимов, связан-ія с эффектом пассивации материала.
По этим причинам представляется актуальным поиск новых мате-іалов, которые позволили бы, сохраняя принципиальные преимущест-1 гальванокоагуляционного метода, решить задачу повышения степе-I использования материала и глубины очистки, расширить возмож-сти воздействия на сопутствующие примеси и увеличить степень метки стоков на последующих стадиях. Одним из таких потенциаль-к материалов может служить отход специального производства, корни представляет собой комбинированный материал : тонкие стек-нные нити, покрытые слоем алюминия. Благодаря малым размерам локон и большой удельной поверхности, такие структуры, сохраняя ектрохимическую природу процессов, приближаются по эффективное-
ти работы к электровосстановленип на объемно-пористых материалах, не требуя при этом внешних источников тока. Цель работы.
Разработка технологических процессов обезвреживания соединений шестивалентного хрома с использованием комбинированного ал»-минизированного стекловолокнистого материала ( АСВМ ), а так» избирательного извлечения ионов меди в кислых промывных стоках < минимальными затратами энергии и комплексным улучшением показателей качества воды,
изучение механизмов, лежащих в основе процессов обезвреживания и избирательного извлечения при работе комбинированного материала,
изучение возможности утилизации используемых в процессе отработанных материалов.
Научная новизна. Получены данные о физических свойствах і химическом составе АСВМ, на основании которых предложено использовать АСВМ для очистки от ионов тяжелых металлов. Выявлены особенности протекания реакции восстановления Cr(Vl) при малых поляризациях на медном и графитовом электроде и растворения алюминиевого анода в условиях, характерных для процессов, протекающих і объеме волокнистой насадки. Определены константы скорости реаюпс восстановления Cr(Yl) на поверхности АСВМ. Установлены режима» параметры процесса обезвреживания промывных вод от Cr(VI) до значений ПДК на модельных и реальных системах. Определены гидродинамические параметры и коэффициенты массоотдачи в сдое водовдшстоп материала.
Практическая значимость. Установлена возможность использования комбинированного материала для глубокого восстановления соединений Cr(VI) с одновременным увеличением эффективности очисти: по нецелевым ионам в кислых малоконцентрированных средах. Разов: ботаны два новых способа обезвреживания соединений шестивалентно го хрома. Разработаны конструкции и рабочие чертежи аппаратов в различную производительность с улучшенными показателями очистк промывных кислых стоков по обезвреживанию Cr(VI), селективном удалению ионов меди и усилению эффективности очистки от други нецелевых компонентов загрязнений. Разработана концепция исполь зования алюминийсодержащих отходов в рекуперациокном процесс очистки н* обезвреживания промывных вод.
Основные положения, выносимые иа защиту.
концепция использования АСВМ в технологии очистки промыв-ос сточных вод, содержащих Cr(VI) и другие тяжелые металлы,
представления об особенностях электрохимического восста-івления Cr(Vl) на медиом и графитовой электроде и растворения юниния при малых поляризациях в разбавленных хромовых раство-
IX,
кинетические характеристики процесса восстановления Cr(VI) і поверхности АСВМ,
гидродинамические параметры и коэффициенты ыассоотдачи в :ое АСВМ,
режимные параметры процессов обезвреживания промывных вод 1 Cr(VI) и очистки от Cu(II) до значений ПДК,
аппаратурное и технологическое оформление процесса очистки ды с использованием АСВМ.
Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуж-кы на Седьмой международной конференции молодых ученых и сту-нтов по химии и химической технологии " МКХТ - 93 " (Москва, 93), Третьем международном научно-техническом семинаре "Пути н «детва повышения экологической безопасности гальванических про-водств"(Ярославль, 1994), научно-технической конференции "Эко->гические проблемы рационального использования и охраны водных сурсов'Ч Вологда, 1994) и на заседании подсекции "Технология и орудование для химических и гальванических методов обработки ітериалов. Защита от коррозии. Защита окружающей среды" Межот-слевого экспертного совета (Москва, 1994).
Публикация результатов. Материалы диссертации изложены в дготовленных в соавторстве 6-ти публикациях в виде 3-х тезисов кладов и 3-х статей, а также 2-х заявках на изобретение, по кода* получены положительные решения ВНИИГПЗ о выдаче патентов.
Объем и структура работы. Работа изложена на 176 страницах шиюписного текста, содержит 46 рисунков, 16 таблиц и состоит введения, 5 глав, выводов и приложений. Список литературы настывает 282 наименования.