Помощь студентам в учебе
Сорбционная очистка сточных вод от нефтепродуктов отходами деревообработки
|
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1 Загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами 7
1.1.1 Загрязнение водных поверхностей нефтью и нефтепродуктами 8
1.1.2 Влияние нефтепродуктов на почву 9
1.1.3 Загрязнение атмосферы 10
1.2 Методы очистки сточных вод от нефтепродуктов 11
1.2.1 Механическая очистка сточных вод 12
1.2.2 Химические методы очистки сточных вод 15
1.2.3 Физико-химические методы очистки сточных вод 16
1.2.4 Биологическая очистка сточных вод 17
1.3 Сорбционные методы очистки СВ от ННП 18
1.4 Применение отходов деревообработки для удаления нефтепродуктов с
поверхности водных объектов 22
1.5 Методы модификации материалов растительного происхождения с
целью улучшения их сорбционных свойств 25
1.6 Патентные исследования 28
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 34
2.1 Используемые реактивы, химическая посуда 34
2.2 Применяемые средства измерения и вспомогательное оборудование 35
2.3 Методика ультразвуковой обработки СМ 36
2.4 Определение фракционного состава сорбционного материала 37
2.5 Определение насыпной плотности сорбционного материала 37
2.6 Определение гигроскопической влажности сорбционных материалов 38
2.7 Определение адсорбционной активности по йоду 38
2.7.2 Обработка результатов 39
2.8 Определение адсорбционной активности по метиленовому голубому 40
2.8.1 Построение градуировочного графика 40
2.9 Методика определения маслоемкости 42
2.10 Удаление пленок работавшего масла с водной поверхности 42
2.11 Удаление пленок нефти с водной поверхности 43
2.12 Моделирование разливов нефти и нефтепродуктов на водной
поверхности. Методика определения содержания нефти и нефтепродуктов в воде 43
2.12.1 Сущность метода 43
2.12.2 Проведение испытания 43
2.13 Определение водопоглощения сорбционных материалов 44
2.14 Порядок работы КФК-3 45
2.15 Метод определения токсичности 46
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ 50
3.1 Определение физико-механических характеристик сорбента 50
3.2 Определение адсорбционной способности активности по йоду и
метиленовому голубому 53
3.2 Характеристики сорбата 56
3.3 Построение градуировочного графика 57
3.6 Определение маслоемкости исследуемых образцов сорбционного материала 59
3.5 Определение масло- и водопоглощения исходного и обработанного ультразвуком образцов сорбционного материала 64
3.4 Определение нефте- и водопоглощения исходного и обработанного ультразвуком образцов сорбционного материала 65
3.7 Определение токсичности сорбционных материалов 67
4 ОХРАНА ТРУДА ПРИ РАБОТЕ В УЧЕБНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХ КАФЕДРЫ ХИМИИ И ЭКОЛОГИИ 70
4.1 Общие положения работы в химической лаборатории 70
4.2 Требования началом работы в лаборатории 70
4.3 Требования во время работы в лаборатории 70
4.4 Правила работы с нефтепродуктами и легковоспламеняющимися жидкостями 71
4.5 Техника безопасности при работе с применением УЗ ванны 72
4.5.1 Требования охраны труда перед началом работы с УЗ ванной 74
4.5.2 Требования охраны труда во время работы с УЗ 75
4.5.3 Требования охраны труда в аварийных ситуациях 77
4.5.4 Требования охраны труда по окончании 78
4.6 Правило поведения по окончанию работы в лаборатории 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
СПИСОКСОКРАЩЕНИЙ 82
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 83
ПРИЛОЖЕНИЕ 90
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1 Загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами 7
1.1.1 Загрязнение водных поверхностей нефтью и нефтепродуктами 8
1.1.2 Влияние нефтепродуктов на почву 9
1.1.3 Загрязнение атмосферы 10
1.2 Методы очистки сточных вод от нефтепродуктов 11
1.2.1 Механическая очистка сточных вод 12
1.2.2 Химические методы очистки сточных вод 15
1.2.3 Физико-химические методы очистки сточных вод 16
1.2.4 Биологическая очистка сточных вод 17
1.3 Сорбционные методы очистки СВ от ННП 18
1.4 Применение отходов деревообработки для удаления нефтепродуктов с
поверхности водных объектов 22
1.5 Методы модификации материалов растительного происхождения с
целью улучшения их сорбционных свойств 25
1.6 Патентные исследования 28
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 34
2.1 Используемые реактивы, химическая посуда 34
2.2 Применяемые средства измерения и вспомогательное оборудование 35
2.3 Методика ультразвуковой обработки СМ 36
2.4 Определение фракционного состава сорбционного материала 37
2.5 Определение насыпной плотности сорбционного материала 37
2.6 Определение гигроскопической влажности сорбционных материалов 38
2.7 Определение адсорбционной активности по йоду 38
2.7.2 Обработка результатов 39
2.8 Определение адсорбционной активности по метиленовому голубому 40
2.8.1 Построение градуировочного графика 40
2.9 Методика определения маслоемкости 42
2.10 Удаление пленок работавшего масла с водной поверхности 42
2.11 Удаление пленок нефти с водной поверхности 43
2.12 Моделирование разливов нефти и нефтепродуктов на водной
поверхности. Методика определения содержания нефти и нефтепродуктов в воде 43
2.12.1 Сущность метода 43
2.12.2 Проведение испытания 43
2.13 Определение водопоглощения сорбционных материалов 44
2.14 Порядок работы КФК-3 45
2.15 Метод определения токсичности 46
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ 50
3.1 Определение физико-механических характеристик сорбента 50
3.2 Определение адсорбционной способности активности по йоду и
метиленовому голубому 53
3.2 Характеристики сорбата 56
3.3 Построение градуировочного графика 57
3.6 Определение маслоемкости исследуемых образцов сорбционного материала 59
3.5 Определение масло- и водопоглощения исходного и обработанного ультразвуком образцов сорбционного материала 64
3.4 Определение нефте- и водопоглощения исходного и обработанного ультразвуком образцов сорбционного материала 65
3.7 Определение токсичности сорбционных материалов 67
4 ОХРАНА ТРУДА ПРИ РАБОТЕ В УЧЕБНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХ КАФЕДРЫ ХИМИИ И ЭКОЛОГИИ 70
4.1 Общие положения работы в химической лаборатории 70
4.2 Требования началом работы в лаборатории 70
4.3 Требования во время работы в лаборатории 70
4.4 Правила работы с нефтепродуктами и легковоспламеняющимися жидкостями 71
4.5 Техника безопасности при работе с применением УЗ ванны 72
4.5.1 Требования охраны труда перед началом работы с УЗ ванной 74
4.5.2 Требования охраны труда во время работы с УЗ 75
4.5.3 Требования охраны труда в аварийных ситуациях 77
4.5.4 Требования охраны труда по окончании 78
4.6 Правило поведения по окончанию работы в лаборатории 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
СПИСОКСОКРАЩЕНИЙ 82
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 83
ПРИЛОЖЕНИЕ 90
Нефть является одним из основных факторов мирового экономического развития в 21 веке и остается важнейшим энергоресурсом на обозримое будущее. В то же время нефть и нефтепродукты являются одними из самых распространенных и опасных поллютантов окружающей среды. Процессы добычи, транспортировки и переработки нефти сопровождаются загрязнением атмосферы, почвы и гидросферы.
В настоящее время проблема чистой воды является одной из наиболее актуальных, так как с развитием промышленности потребление воды увеличивается, в то время как обратно в водоемы сбрасываются лишь отходы промышленного и бытового водопользования. В свою очередь, промышленное предприятие выбрасывает в окружающую среду такие продукты технологического цикла, как сточные воды, твердые отходы, отработанные газы, причем качественный состав отходов варьируется в зависимости от профиля предприятия. С ростом производства объёмы вредных выбросов становятся все больше[1]. Это приводит к стремительному загрязнению водоемов большими количествами нуждающихся в очистке сточных вод, что позволяет назвать эту проблему одной из актуальных.
Для очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов используются различные технологические и инженерные схемы, часто включающие применение сорбционных материалов (СМ).Высокой эффективностью обладают синтетические полимерные нефтесорбенты, недостатком которых является высокая стоимость получения и применения. В этой связи поиск новых, доступных, дешевых, экологически чистых сорбентов для удаления нефти и нефтепродуктов из водных сред является актуальной задачей.
В качестве таких сорбентов могут быть рассмотрены отходы деревообработки, образующиеся в больших количествах.
Целью данной выпускной квалификационной работы является изучение свойств и сорбционной способности отходов деревообработки для дальнейшего их применения в качестве сорбентов для удаления нефти и нефтепродуктов из водных объектов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- Изучение физико-механических характеристик СМ.
- Определение маслоемкости исследуемых СМ.
- Ультразвуковая модификация СМ.
Моделирование разливов нефти и нефтепродуктов на водной поверхности. Определение масло-, нефте- и водопоглощения исходного и обработанного ультразвуком образцов СМ при удалении пленок с водной поверхности.
- Определение токсичности СМ.
В настоящее время проблема чистой воды является одной из наиболее актуальных, так как с развитием промышленности потребление воды увеличивается, в то время как обратно в водоемы сбрасываются лишь отходы промышленного и бытового водопользования. В свою очередь, промышленное предприятие выбрасывает в окружающую среду такие продукты технологического цикла, как сточные воды, твердые отходы, отработанные газы, причем качественный состав отходов варьируется в зависимости от профиля предприятия. С ростом производства объёмы вредных выбросов становятся все больше[1]. Это приводит к стремительному загрязнению водоемов большими количествами нуждающихся в очистке сточных вод, что позволяет назвать эту проблему одной из актуальных.
Для очистки сточных вод от нефти и нефтепродуктов используются различные технологические и инженерные схемы, часто включающие применение сорбционных материалов (СМ).Высокой эффективностью обладают синтетические полимерные нефтесорбенты, недостатком которых является высокая стоимость получения и применения. В этой связи поиск новых, доступных, дешевых, экологически чистых сорбентов для удаления нефти и нефтепродуктов из водных сред является актуальной задачей.
В качестве таких сорбентов могут быть рассмотрены отходы деревообработки, образующиеся в больших количествах.
Целью данной выпускной квалификационной работы является изучение свойств и сорбционной способности отходов деревообработки для дальнейшего их применения в качестве сорбентов для удаления нефти и нефтепродуктов из водных объектов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- Изучение физико-механических характеристик СМ.
- Определение маслоемкости исследуемых СМ.
- Ультразвуковая модификация СМ.
Моделирование разливов нефти и нефтепродуктов на водной поверхности. Определение масло-, нефте- и водопоглощения исходного и обработанного ультразвуком образцов СМ при удалении пленок с водной поверхности.
- Определение токсичности СМ.
В ходе выполнения данной работы были определены свойства СМ, к которым относятся отходы деревообрабатывающего производства, с целью дальнейшего их использования для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности водных объектов.
Результаты опытов по моделированию разливов нефти и отработанного моторного масла на водной поверхности показали, что опилки липы и ясеня являются эффективными нефтесорбентами. При небольшом количестве нефти и работавшего масла эффективность очистки с использованием исходных и обработанных ультразвуком опилок липы и ясеня одинакова и составляет более 99 %. Однако при большей толщине нефтяной и масляной пленки более эффективное поглощение нефти и масла происходят при применении модифицированных опилок, что, вероятно, связано с увеличением пористости СМ при его обработке.
Материалы растительного происхождения, в частности, отходы деревообрабатывающего производства, могут успешно применять в качестве альтернативных сорбционных материалов для извлечения различных поллютантов из водных сред. Значительный интерес представляют методы улучшения их сорбционных свойств. Проведенными экспериментами показано, что ультразвуковая обработка способствует увеличению сорбционной активности исследуемых материалов (опилок ясеня и опилок липы) по йоду на 18,01% и 18,81% и метиленовому синему на 204,46 и 194,15% соответственно.
В статических условиях определялась маслоемкость опилок липы и ясеня по отношению к работавшему моторному маслу.
Показано, что основной объём сорбата поглощается опилками в первые 5 минут контактирования, при этом большей маслоемкостью обладает образцы, обработанные УЗ.
Определена токсичность исходных образцов опилок липы и ясеня по методике измерений количества Daphnia magna Straus. Из полученных данных, можно сделать вывод, что опилок ясеня и липы относятся к 4 классу опасности. Показано, что исследуемые СМ оказывают острое токсическое воздействие, для опилок ясеня БКРЮ-48 =10 раз, для опилок липы БКРЮ-48 = 7,94 раз.
Результаты опытов по моделированию разливов нефти и отработанного моторного масла на водной поверхности показали, что опилки липы и ясеня являются эффективными нефтесорбентами. При небольшом количестве нефти и работавшего масла эффективность очистки с использованием исходных и обработанных ультразвуком опилок липы и ясеня одинакова и составляет более 99 %. Однако при большей толщине нефтяной и масляной пленки более эффективное поглощение нефти и масла происходят при применении модифицированных опилок, что, вероятно, связано с увеличением пористости СМ при его обработке.
Материалы растительного происхождения, в частности, отходы деревообрабатывающего производства, могут успешно применять в качестве альтернативных сорбционных материалов для извлечения различных поллютантов из водных сред. Значительный интерес представляют методы улучшения их сорбционных свойств. Проведенными экспериментами показано, что ультразвуковая обработка способствует увеличению сорбционной активности исследуемых материалов (опилок ясеня и опилок липы) по йоду на 18,01% и 18,81% и метиленовому синему на 204,46 и 194,15% соответственно.
В статических условиях определялась маслоемкость опилок липы и ясеня по отношению к работавшему моторному маслу.
Показано, что основной объём сорбата поглощается опилками в первые 5 минут контактирования, при этом большей маслоемкостью обладает образцы, обработанные УЗ.
Определена токсичность исходных образцов опилок липы и ясеня по методике измерений количества Daphnia magna Straus. Из полученных данных, можно сделать вывод, что опилок ясеня и липы относятся к 4 классу опасности. Показано, что исследуемые СМ оказывают острое токсическое воздействие, для опилок ясеня БКРЮ-48 =10 раз, для опилок липы БКРЮ-48 = 7,94 раз.
Подобные работы
- 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 - Получение и применение магнитных сорбентов для очистки водных растворов от нефтепродуктов
Бакалаврская работа, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4255 р. Год сдачи: 2018 - Сорбенты для очистки эмульсионных сточных вод
Магистерская диссертация, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4840 р. Год сдачи: 2017 - Разработка сорбентов тяжелых металлов из углеродосодержащих отходов
Магистерская диссертация, экология и природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2019 - Получение и свойства нефтесорбентов на основе отходов деревообработки
Магистерская диссертация, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4955 р. Год сдачи: 2018 - Сорбция нефти и нефтепродуктов модифицированными отходами деревообрабатывающего производства
Магистерская диссертация, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4960 р. Год сдачи: 2018 - Получение и свойства нефтесорбентов на основе отходов деревообработки ясеня (Fraxinus excelsior)
Бакалаврская работа, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4200 р. Год сдачи: 2016 - ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ
Бакалаврская работа, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4375 р. Год сдачи: 2016 - Применение отходов деревообработки липы (Tilia cordata) и их химических модификатов для очистки нефтезагрязненных вод
Бакалаврская работа, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4295 р. Год сдачи: 2016