Новые сорбционные материалы для очистки сточных вод от нефтепродуктов и фенола

Аннотация 2
Введение 4
Глава 1 Методы очистки сточных вод 7
1.1 Современные методы очистки сточных вод 7
1.2 Механические методы очистки сточных вод 7
1.3 Химические методы очистки сточных вод 14
1.4 Физико-химические методы очистки сточных вод 22
1.5 Биологические методы очистки сточных вод 26
1.6 Сорбционные методы очистки сточных вод 28
1.7 Выбор объекта исследования и постановка цели и задач 38
Глава 2. Методы получения и исследования сорбционных материалов 40
2.1 Метод получения сорбционных материалов на основе глины и древесных опилок 40
2.2 Методы исследования структуры и свойств 42
2.2.1 Сканирующая электронная микроскопия 42
2.2.2 Низкотемпературная газовая адсорбция 44
2.2.3 Оптическая микроскопия 47
2.2.4 Спектроскопические методы исследования 49
2.2.4.1 УФ-спектрофотометрия 49
2.2.4.2 ИК-спектроскопия 52
2.2.4.3 Спектрофлюориметрия 55
2.2.4.4 Газовая хроматография 57
2.2.4.5 Масс-спектрометрия 59
Глава 3 Структура, свойства и методика получения сорбционного материала 62
3.1 Способ получения 62
3.2 Исследование морфологии поверхности, структуры, химического состава разработанных сорбентов 63
3.3 Исследование сорбционной способности 65
3.4 Методика получения сорбционных комплексов 82
Заключение 83
Список используемой литературы 84
Приложение 93
Купить

Основная экологическая проблема в современном мире - это непрекращающиеся выбросы загрязненных сточных вод в гидросферу. В связи с этим фактором, защита водоемов и водных ресурсов выходит на передовые позиции среди решаемых проблем современности.
Чаще всего со сточными водами предприятий попадают в водоемы токсические вещества, особое внимание среди которых привлекают органические вещества всевозможных классов, такие как нефтепродукты, фенол и его производные. Самыми опасными являются хлорфенолы, так как они обладают действием токсического характера, повреждающим генную и клеточную системы человеческого организма [1]. Из 40 идентифицированных фенольных соединений 11 % относятся к веществам 1 и 2 классов опасности, а 18 % - не нормированы (не имеют установленных значений ПДК), что показывает анализ стоков заводов и предприятий. Загрязнение водоемов стоками с нефтепродуктами приводит к гибели флоры и фауны в водоемах. Урон экологической обстановке водоемов, прежде всего приносит отсутствие обмена кислородом с гидросферой, возникающем в процессе распределения молекул нефтепродуктов в виде пленки в приповерхностном слое воды. Теряется эффективность в работе очистных сооружений и замедляется развитие активного ила в результате сброса нефтепродуктов на биологические очистные сооружения, а нефть оказывает губительное действие на систему биоорганизмов.
Очистные сооружения должны иметь любые предприятия, имеющие в своих сточных водах нефтепродукты в любой концентрации.
Химический состав нефтесодержащих вод укажет на способы и приемы удаления загрязнений, эффективно очищая сточные воды от нефтепродуктов и фенолов. Учитывая максимальные концентрации нефтепродуктов и фенолов, превышающих ПДК, выбираются соответствующие очистные сооружения. Методы очистки стоков подразделяют на: механические, химические, физико-химические и биологические. Очистка является комбинированной, если применяется сразу несколько видов очистки. В зависимости от вредности загрязнений и их характера в каждой конкретной ситуации определяется тот или иной метод очистки. В действительности, как самый уникальный, выбирается комплексный способ очистки воды, как позволяющий получить на выходе наиболее качественно очищенную воду от вредных примесей.
В настоящее время рассматривается применение древесных опилок для удаления фенолов, ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов из сточных вод, что является объектом многих исследований [2,3,4,5]. Опилки являются природно-органическим материалом, экономически выгодным и имеющимся повсеместно.
Цель - создание новых сорбционных материалов на основе органических веществ для очистки сточных вод от фенола и нефтепродуктов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Провести литературный обзор по теме исследования.
2) Подобрать необходимые компоненты с целью создания сорбционных материалов.
3) Разработать методику создания сорбентов.
4) Исследовать структуру и химический состав сорбционных материалов.
5) Провести испытания полученных сорбентов на эффективность очистки сточных вод от фенола и нефтепродуктов.
Объект исследования: очистка сточных вод нефтехимических предприятий.
Предмет исследования: сорбционные материалы для очистки сточных вод.
Практическая значимость состоит в том, что были получены новые сорбционные материалы, проведены испытания новых сорбционных материалов, показана их эффективность при очистке воды от нефтепродуктов, в частности, от дизельного топлива и фенолов.
Положения, выносимые на защиту:
1) Методика получения нового сорбционного материала.
2) Сорбционная емкость и способность полученных сорбентов к нефтепродуктам и фенолам.
Научная новизна:
1) разработана методика создания новых сорбционных комплексов на основе органических материалов;
2) созданы сорбционные комплексы на основе органических материалов - глина и древесный наполнитель - с активацией ортофосфорной кислотой.
Апробация результатов исследования (результаты исследования докладывались на Международной конференции «Композит-2016», а также на семинарах НИО-3 Тольяттинского государственного университета). Исследовательская часть работы была выполнена при поддержке гранта Министерства образования и науки РФ, постановления № 220, в ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет» договор №14.В25.31.0011.
Магистерская диссертация содержит 93 страницы, в том числе 39 рисунков, 22 таблицы, 81 источник, 1 приложение.
Работа состоит из введения, 3 глав, заключения, списка источников литературы и приложения.
Личный вклад автора: написание литературного обзора, создание сорбентов на основе природных материалов, исследование поверхности полученных сорбентов и их сорбционной емкости.
В приложении указаны публикации по теме исследования.
Купить