Утилизация многокомпонентного гальванического шлама
|
Сокращения 8
Введение 9
Глава I. Литературный обзор 11
1.1 Сточные воды машиностроительных производств 11
1.2 Гальванические сточные воды и гальваношламы 12
1.3 Методы очистки гальванических сточных вод 13
1.3.1 Механическая очистка сточных вод 13
1.4 Гальванические отходы: источники образования, класс опасности 17
1.5 Методы обработки гальванических шламов 20
1.5.1 Обезвоживание 20
1.5.2. Стабилизация 22
1.5.3. Утилизация гальваношламов 24
1.5.4 Ликвидация гальваношламов 26
1.5.5 Результаты патентного поиска по переработке гальванических
шламов 28
1.6 Сведения о хозяйственной деятельности Завода двигателей ПАО
«КАМАЗ» 33
1.6.1. Образование многокомпонентных гальванических шламов 36
Глава II. Методы и аппаратура 40
2.1 Потенциометрия 40
2.1.1 Принцип метода 42
2.1.2 Анион 4111 42
2.2 Кондуктометрия 43
2.2.1 Принцип метода 44
2.2.2 Кондуктометр АНИОН-7025 45
2.3 ИК-спектроскопия 46
2.3.1 Принцип метода 49
2.3.2 КН-3 концентратомер 51
2.4 Метод определения фракционного состава 53
2.5 Определение токсичности веществ по смертности тест-объектов 54
2.5.1 Принцип методики 54
2.6. ИК-спектроскопическое определение нефтепродуктов анализатором- КОНЦЕНТРАТОМЕРОМ КН-3 59
2.6.1 Принцип метода 59
2.6.2 Концентратомер КН-3 61
2.7 Определение массовой доли влаги в твердых и жидких отходах
гравиметрическим методом 63
2.8 Ионная хроматорафия 64
2.8.1 Принцип ионообменной хроматографии 64
2.8.2 Хроматограф жидкостный «Стайер» 65
2.9 Атомно-эмиссионная спектроскопия 66
2.9.1 Принцип метода 67
2.9.2 Атомно-эмиссионный спектрометр Agilent 720^ES 67
2.9.3 Обработка результатов измерений 68
Глава III. Результаты и их обсуждения 68
3.1 Определение фракционного состава 68
3.2 Определение pH, УЭП и минерализации водной вытяжки 69
3. Определение токсичности водной вытяжки из шлама фосфатирования по смертности тест-объектов 70
3.4 Определение содержания нефтепродуктов 72
3.5 Содержание влаги 72
3.6 Показатели водной вытяжки шлама фосфатирования 73
3.7 Ферритизация 75
3.9 Изучение влияния СВЧ-излучения на ферритизированный шлам
фосфатирования 78
3.10 Ионно-хроматографический анализ водной вытяжки
ферритизированного шлама фосфатирования 79
3.11 Приготовление образцов строительных материалов с добавкой шлама
фосфатирования 82
3.12 Испытание образцов строительных материалов с добавкой шлама
фосфатирования 83
3.13 Изучение водных вытяжек из строительных материалов с добавкой
шлама фосфатирования 84
3.14 Метод утилизации шлама фосфатирования 87
Глава IV. Техника безопасности при работе в лаборатории 89
4.1. Общие правила техники безопасности в лаборатории на занятиях по биотехнологии, микробиологии, биохимии 89
4.2 Правила техники безопасности в лаборатории с химической посудой. 90
4.3 Правила техники безопасности в лаборатории с электрооборудованием
и электроприборами 91
4.4 Правила техники безопасности в лаборатории при работе с реактивами. 92
4.5 Правила по технике безопасности при работе в микробиологической
лаборатории 94
Заключение 97
Источники литературы 98
Введение 9
Глава I. Литературный обзор 11
1.1 Сточные воды машиностроительных производств 11
1.2 Гальванические сточные воды и гальваношламы 12
1.3 Методы очистки гальванических сточных вод 13
1.3.1 Механическая очистка сточных вод 13
1.4 Гальванические отходы: источники образования, класс опасности 17
1.5 Методы обработки гальванических шламов 20
1.5.1 Обезвоживание 20
1.5.2. Стабилизация 22
1.5.3. Утилизация гальваношламов 24
1.5.4 Ликвидация гальваношламов 26
1.5.5 Результаты патентного поиска по переработке гальванических
шламов 28
1.6 Сведения о хозяйственной деятельности Завода двигателей ПАО
«КАМАЗ» 33
1.6.1. Образование многокомпонентных гальванических шламов 36
Глава II. Методы и аппаратура 40
2.1 Потенциометрия 40
2.1.1 Принцип метода 42
2.1.2 Анион 4111 42
2.2 Кондуктометрия 43
2.2.1 Принцип метода 44
2.2.2 Кондуктометр АНИОН-7025 45
2.3 ИК-спектроскопия 46
2.3.1 Принцип метода 49
2.3.2 КН-3 концентратомер 51
2.4 Метод определения фракционного состава 53
2.5 Определение токсичности веществ по смертности тест-объектов 54
2.5.1 Принцип методики 54
2.6. ИК-спектроскопическое определение нефтепродуктов анализатором- КОНЦЕНТРАТОМЕРОМ КН-3 59
2.6.1 Принцип метода 59
2.6.2 Концентратомер КН-3 61
2.7 Определение массовой доли влаги в твердых и жидких отходах
гравиметрическим методом 63
2.8 Ионная хроматорафия 64
2.8.1 Принцип ионообменной хроматографии 64
2.8.2 Хроматограф жидкостный «Стайер» 65
2.9 Атомно-эмиссионная спектроскопия 66
2.9.1 Принцип метода 67
2.9.2 Атомно-эмиссионный спектрометр Agilent 720^ES 67
2.9.3 Обработка результатов измерений 68
Глава III. Результаты и их обсуждения 68
3.1 Определение фракционного состава 68
3.2 Определение pH, УЭП и минерализации водной вытяжки 69
3. Определение токсичности водной вытяжки из шлама фосфатирования по смертности тест-объектов 70
3.4 Определение содержания нефтепродуктов 72
3.5 Содержание влаги 72
3.6 Показатели водной вытяжки шлама фосфатирования 73
3.7 Ферритизация 75
3.9 Изучение влияния СВЧ-излучения на ферритизированный шлам
фосфатирования 78
3.10 Ионно-хроматографический анализ водной вытяжки
ферритизированного шлама фосфатирования 79
3.11 Приготовление образцов строительных материалов с добавкой шлама
фосфатирования 82
3.12 Испытание образцов строительных материалов с добавкой шлама
фосфатирования 83
3.13 Изучение водных вытяжек из строительных материалов с добавкой
шлама фосфатирования 84
3.14 Метод утилизации шлама фосфатирования 87
Глава IV. Техника безопасности при работе в лаборатории 89
4.1. Общие правила техники безопасности в лаборатории на занятиях по биотехнологии, микробиологии, биохимии 89
4.2 Правила техники безопасности в лаборатории с химической посудой. 90
4.3 Правила техники безопасности в лаборатории с электрооборудованием
и электроприборами 91
4.4 Правила техники безопасности в лаборатории при работе с реактивами. 92
4.5 Правила по технике безопасности при работе в микробиологической
лаборатории 94
Заключение 97
Источники литературы 98
Из 7 млрд. т отходов, что ежегодно образуется в России, в настоящее время используется 28%. На полигонах, свалках, хранилищах и отвалах скопилось более 80 млрд. т твердых отходов. При этом тяжелые металлы в отходах по уровню опасности занимают первое место. Среди экологически опасных отходов особая значимость отводится шламам гальванических производств, отходы II или III классов опасности. Цех гальванопроизводства нередко включает участки фосфатирования, поэтому иногда шламы фосфатирования ошибочно причисляют к гальваническим шламам. Фосфатирование — это обработка металла растворами фосфорнокислых солей, в результате чего на поверхности появляется защитная пленка. Процесс фосфатирования всегда сопровождается шламообразованием. Рациональным решением утилизации шламов фосафатирования должна быть их комплексная переработка с получением продуктов с полезными свойствами. В ближайшем будущем вторичное сырье в производстве материалов может стать одним из основных ресурсов.
При размещении отходов в недостаточно обустроенных полигонах загрязняющие вещества могут вымываться в водную среду и почвенный покров атмосферными осадками и ливневыми стоками.
Проблема обезвреживания и переработки таких опасных отходов, как шламы гальванических производств, не теряет своей остроты на протяжении многих десятилетий.
Особую трудность в переработке представляют шламы фосфатирования в силу многокомпонентности состава и опасности для окружающей среды. Фосфатная обработка металлической поверхности многоступен-чатая и предусматривает применение ряда химических агентов и композиций. Это приводит к многочисленным сложностям в системе управления обращением с отходами фосфатирования деталей в машиностроении.
Предложениям по переработке шламов должны предшествовать исследования по составу, прежде всего, подвижных форм загрязняющих компонентов, которые в первую очередь должны обезвреживаться посредством перевода в нерастворимую в воде форму для исключения миграции в водную фазу и почвенный покров.
Актуальность работы обусловлена высокой опасностью для окружающей среды шламов фосфатирования гальванического производства предприятия автомобилестроения, наибольшей сложностью их переработки среди прочих гальванических шламов, трудностью извлечения металлов из фосфатных шламов.
Цель данной выпускной квалификационной работы заключается в поиске и предложении способа утилизации многокомпонентного гальванического шлама.
Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Изучение технологического процесса образования осадков ванн фосфатирования.
2) Определение гранулометрического состава ШФ.
3) Определение рН, УЭП и минерализации водной вытяжки ШФ.
4) Определение токсичности ШФ методом биотетсирования.
5) Определение влажности, содержания нефтепродуктов и нерастворимой в воде части ШФ.
6) Определение содержания макро-ионов в подвижной форме в ШФ.
7) Получение образцов ферритизированного НФ (ФШФ) гидротермальным способом.
8) Определение содержания макро-анионов в ФШФ.
9) Получение образцов строительного раствора (СР) с добавлением ФШФ.
10) КХА водной вытяжки образцов СР на предмет содержания ИТМ.
11) Испытание образцов СР на прочность.
При размещении отходов в недостаточно обустроенных полигонах загрязняющие вещества могут вымываться в водную среду и почвенный покров атмосферными осадками и ливневыми стоками.
Проблема обезвреживания и переработки таких опасных отходов, как шламы гальванических производств, не теряет своей остроты на протяжении многих десятилетий.
Особую трудность в переработке представляют шламы фосфатирования в силу многокомпонентности состава и опасности для окружающей среды. Фосфатная обработка металлической поверхности многоступен-чатая и предусматривает применение ряда химических агентов и композиций. Это приводит к многочисленным сложностям в системе управления обращением с отходами фосфатирования деталей в машиностроении.
Предложениям по переработке шламов должны предшествовать исследования по составу, прежде всего, подвижных форм загрязняющих компонентов, которые в первую очередь должны обезвреживаться посредством перевода в нерастворимую в воде форму для исключения миграции в водную фазу и почвенный покров.
Актуальность работы обусловлена высокой опасностью для окружающей среды шламов фосфатирования гальванического производства предприятия автомобилестроения, наибольшей сложностью их переработки среди прочих гальванических шламов, трудностью извлечения металлов из фосфатных шламов.
Цель данной выпускной квалификационной работы заключается в поиске и предложении способа утилизации многокомпонентного гальванического шлама.
Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) Изучение технологического процесса образования осадков ванн фосфатирования.
2) Определение гранулометрического состава ШФ.
3) Определение рН, УЭП и минерализации водной вытяжки ШФ.
4) Определение токсичности ШФ методом биотетсирования.
5) Определение влажности, содержания нефтепродуктов и нерастворимой в воде части ШФ.
6) Определение содержания макро-ионов в подвижной форме в ШФ.
7) Получение образцов ферритизированного НФ (ФШФ) гидротермальным способом.
8) Определение содержания макро-анионов в ФШФ.
9) Получение образцов строительного раствора (СР) с добавлением ФШФ.
10) КХА водной вытяжки образцов СР на предмет содержания ИТМ.
11) Испытание образцов СР на прочность.
Изучен технологический процесс фосфатирования деталей в цехе гальванического производства завода двигателей ПАО «КАМАЗ»
Методом биотестирования подтверждено, что шлам фосфатирования имеет 2 класс опасности. Предложен способ лабораторной переработки ШФ способом ферритизации с переводом в нерастворимую форму ионов ТМ и фосфатов.
Изготовлены и испытаны на прочность образцы строительных материалов с добавкой шлама фосфатирования. Установлено, что образец - куба с добавкой шлама фосфатирования прочнее образца без добавки в 5 раз.
С целью изучения эмиссии загрязняющих веществ методом атомноэмиссионной спектроскопии изучили содержание ИТМ в водных вытяжках строительных растворов с добавкой ФШФ и без добавки. Вводные вытяжки СР с ФШФ по содержанию всех ИТМ не превышают нормативов как для вод хозяйственно-питьевого и культурно-бытового пользования, так и для вод водоемов рыбохозяйственного значения. Образцы СР со ФШФ не загрязняют водную среду.
На основании проведенных исследований предложена переработка ШФ для изготовления строительных растворов. Возможная область применения - кладочные, отделочные строительные растворы и растворы специального назначения.
Научная новизна работы - новая рецептура для приготовления строительных растворов.
Инновационность работы - новая упрочняющая добавка для строительных растворов.
Практическая значимость работы - новые строительные растворы с повышенной прочностью.
Методом биотестирования подтверждено, что шлам фосфатирования имеет 2 класс опасности. Предложен способ лабораторной переработки ШФ способом ферритизации с переводом в нерастворимую форму ионов ТМ и фосфатов.
Изготовлены и испытаны на прочность образцы строительных материалов с добавкой шлама фосфатирования. Установлено, что образец - куба с добавкой шлама фосфатирования прочнее образца без добавки в 5 раз.
С целью изучения эмиссии загрязняющих веществ методом атомноэмиссионной спектроскопии изучили содержание ИТМ в водных вытяжках строительных растворов с добавкой ФШФ и без добавки. Вводные вытяжки СР с ФШФ по содержанию всех ИТМ не превышают нормативов как для вод хозяйственно-питьевого и культурно-бытового пользования, так и для вод водоемов рыбохозяйственного значения. Образцы СР со ФШФ не загрязняют водную среду.
На основании проведенных исследований предложена переработка ШФ для изготовления строительных растворов. Возможная область применения - кладочные, отделочные строительные растворы и растворы специального назначения.
Научная новизна работы - новая рецептура для приготовления строительных растворов.
Инновационность работы - новая упрочняющая добавка для строительных растворов.
Практическая значимость работы - новые строительные растворы с повышенной прочностью.
Подобные работы
- Утилизация многокомпонентных гальванических шламов
Бакалаврская работа, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4330 р. Год сдачи: 2017 - Переработка гальванического шлама машиностроительного производства
Магистерская диссертация, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4870 р. Год сдачи: 2018 - Эмиссия опасных ингредиентов осадков нейтрализации
гальванических производств
Бакалаврская работа, химия. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2019 - Получение и применение магнитных сорбентов для очистки водных растворов от тяжелых металлов
Бакалаврская работа, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4255 р. Год сдачи: 2018 - ИЗВЛЕЧЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ШЛАМОВ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
Магистерская диссертация, металлургия. Язык работы: Русский. Цена: 5500 р. Год сдачи: 2018 - Сорбенты из углеродсодержащих отходов для очистки сточных вод от тяжелых металлов
Бакалаврская работа, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4255 р. Год сдачи: 2017 - Сорбционные свойства карбонизатов углеродосодержащих отходов
Бакалаврская работа, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4300 р. Год сдачи: 2018 - Сорбционная обработка сточных вод стекловолоконного производства
Магистерская диссертация, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4960 р. Год сдачи: 2017 - Сорбенты из продуктов пиролизной переработки углеродсодержащих отходов
Магистерская диссертация, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4835 р. Год сдачи: 2017