ВВЕДЕНИЕ 10
1. ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 10
1.1. Очистка сточных вод. Методы очистки 10
1.1.1. Механическая очистка 10
1.1.2. Физико-химическая и химическая очистки сточных вод 11
1.1.2.1. Химическая нейтрализация 11
1.1.2.2. Коагуляция и флокуляция 12
1.1.2.3. Химическое окисление 13
1.1.2.4. Озонирование 14
1.1.3. Биологическая очистка 15
1.1.4. Методы доочистки сточных вод 17
1.2. Фотокатализ. Общие понятия о фотокатализе 19
1.2.1. Особенности фотокаталитических реакций 20
1.2.2. ZnO как фотокатализатор 21
1.2.3. Кристаллическая структура вюрцитообразного оксида цинка 23
1.2.4. Фотокатализ на наночастицах 24
1.2.5. Фотокаталитическая очистка воды. Постановка цели и задач
исследования 25
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 27
2.1. Характеристика используемых реагентов 27
2.1.1. Этиленгликоль 27
2.1.2. Параметры наночастиц оксида цинка для очистки раствора
этиленгликоля 29
2.2. Перечень и описание методик 30
3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 33
3.1. Подбор оптимальных параметров фотокатализа 33
3.1.1. Выбор реактора 33
3.1.2. Выбор размера наночастиц 35
3.2. Обработка полученных данных 36
3.2.1. Фотокатализ на сборной установке 36
3.2.2. Фотокатализ на фотохимическом реакторе 41
3.2.3. Сравнение эффективностей двух реакторов 45
3.2.4. Сравнение зависимости эффективности фотокатализа от размера
частиц 53
Результаты и обсуждение 55
Заключение 56
Список используемой литературы и источников
Стремительный рост скорости развития промышленности вынуждает к принятию мер в сторону предотвращения негативного влияния производственных водных стоков на природные водоёмы. В связи с огромным разнообразием состава, качества и свойств промышленных стоков химических предприятий требуется применение специальных методов отчистки, а также создание и установка локальных сооружений по предварительной и полной очистке этих вод. Одной из главных целей в данной отрасли является создание безотходных или малоотходных технологических процессов очистки сточных вод.
Во всех технологических процессах производства используется вода, а это, в свою очередь, означает, что образуется огромное количество сточных вод. В данных сточных водах присутствуют различные вещества всех классов опасностей. При попадании данных веществ в водохранилища (Куйбышевское, Саратовское), они оказывают негативное влияние на микроорганизмы, живущие в этой воде, а так же на всю водную экосистему в целом.
В городе Тольятти находится множество химических предприятий, непосредственно взаимодействующий с Куйбышевским водохранилищем. Помимо водоотведения и водопотребления данной воды данными предприятиями, она так же используется для водозабора на питьевые нужды города Тольятти, а значит, чистота воды напрямую влияет на здоровье жителей города.
На данный момент, известно множество способов очистки воды, такие как механическая, физическая, физико-химическая, биологическая и др очистки. Все методы очистки воды не совершенны и имеют недостатки, такие как: недостаточная степень очистки, дороговизна, селективность или образование вторичных отходов. Современным методам очистки необходим дополнительный способ доочистки. Таким способом является фотокаталитический метод очистки и дезинфекции вод от микроорганизмов и бактерий.
Целью бакалаврской работы является определение оптимальных условий фотокаталитической очистки сточных вод с применением микро и наночастиц оксида цинка.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1) Исследовать фотокаталитическую активность процесса.
2) Подобрать оптимальные параметры для проведения фотокатализа.
3) Обсудить результаты и сделать выводы.
В данной бакалаврской работе были подобраны оптимальные условия для проведения фотокатализа в присутствии нано- и микро частиц оксида цинка.
Были проведены исследования фотокаталитической активности процесса, подобраны оптимальные параметры проведения процесса, а так же найдены подходящие методы оценки результатов.
В результате, увеличение скорости фотокатализа достигается уменьшением размеров частиц, а так же наличием постоянного перемешивания.
