ВВЕДЕНИЕ 5
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1. Источники загрязнения воды тяжелыми металлами 7
1.2 Методы очистки сточных вод 10
1.3. Мембранные системы очистки сточных вод 13
1.4. Ионообменные мембраны 18
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 22
2.1 Используемые реактивы 22
2.2 Используемое материалы и оборудование 22
2.3 Кондуктометрический анализ 22
2.3.1 Основы метода 23
2.5 Атомно-абсорбционный анализ 28
2.5.1. Основы метода 28
2.5.2. Атомно-абсорбционный спектрометр «Квант - Z. ЭТА» 29
2.6 Лабораторная установка вакуумной фильтрации 32
2.7. Метрологическая обработка результатов исследований 34
2.7.1. Приборы и средства измерения, применяемые в работе 34
2.7.2. Обработка результатов прямых измерений 34
2.7.3. Определение погрешности измерения объема фильтрата 35
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 38
3.1. Мониторинг образования сточных вод содержащих ионы ТМ 38
3.2. Свойства исходных мембранных элементов 44
3.3. Химическое модифицирование мембран 45
3.4. Исследование удельной производительности исходной и
модифицированной мембран 50
3.5. Анализ степени очистки ионов ТМ 49
4. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.
4.1 Охрана труда при работе в учебных лабораториях кафедры химии и
экологии 55
4.1.1 Общие положения 55
4.1.2. Требования безопасности перед началом работы 55
4.1.3 Требования безопасности во время работы 56
4.1.4 Требования безопасности по окончании работы 60
4.1.5 Действия персонала при несчастных случаях и пожаре 58
4.2 Охрана труда при работе с химической посудой и приборами из стекла.
4.3 Охрана труда при работе с кислотами и щелочами 61
4.3.1 Общие положения 61
4.3.2 Требования безопасности перед началом работы 62
4.3.3 Требования безопасности во время работы 62
4.3.4 Действия персонала в аварийной ситуации 64
4.3.5. Требования безопасности по окончании работы 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 70
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 71
Состояние окружающей природной среды является важнейшим фактором, определяющим жизнедеятельность человека и общества. Вода - одна из самых главных, бесценных веществ на Земле. Загрязнение воды тяжелыми металлами является самой большой проблемой во всем мире. Накапливаясь в воде, они оказывают острое токсическое действие на живые и растительные организмы, в том числе и на человека. Тяжелые металлы составляют значительную долю загрязнителей воды и по токсичности занимают второе место после пестицидов. Вся опасность воздействия тяжелых металлов заключается в том, что они остаются в организме человека навсегда.[1]
Основными источниками загрязнения вод тяжелыми металлами служат сточные воды гальванических цехов, предприятий горнодобывающей, черной и цветной металлургии, машиностроительных заводов. Тяжелые металлы входят в состав удобрений и пестицидов и могут попадать в водоемы вместе со стоком с сельскохозяйственных угодий.
Поэтому на сегодняшний день является актуальным предотвращение попадания тяжелых металлов в водную среду. На сегодняшний день существует множество методов очистки сточных вод. Но самым наилучшим методом очистки, является мембранный метод. Основными достоинствами мембранных методов очистки сточных вод являются их компактность, высокая степень очистки, низкие эксплуатационные затраты.[2]
Таким образом, актуальность данной работы состоит в улучшении качества очистки сточных вод путем применения модифицированных мембран.
Цель работы заключается в получении модифицированных мембран для доочистки гальванических стоков на заводе двигателей ПАО «КАМАЗ» от ионов ТМ, и изучение их эксплуатационных свойств.
Для выполнения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Изучить основные мембранные методы очистки сточных вод;
2. Модифицировать мембраны полианилином;
3. Отобрать гальванические стоки, исследовать их состав и свойства;
4. Исследовать степень очистки и удельную производительность исходной и модифицированной мембраны.
5. Произвести доочистку гальванических стоков ионообменной мембраной.
Очистка сточных вод от ТМ - одна из наиболее важных проблем, требующих, немедленного решения. В настоящее время метод очистки сточных вод мембранами является наиболее доступным и универсальным при обработке стоков.
К преимуществам мембранной установки относят ее компактные размеры, и низкая стоимость. Технология с использованием мембран является довольно перспективным методом очистки сточных вод, используемым для выполнения глубокой очистки, после которой сточные воды могут быть возвращены в цикл производства. С ее помощью из сточных вод удаляют твердые вещества, вирусы и опасные микроорганизмы.
В данной дипломной работе были получены модифицированные мембраны АМА-ПАНИ из ацетат-целлюлозы химическим модифицированием раствором гидрохлоридом анилина и персульфатом аммония. По результатам исследования доказано, что мембрана обладает ионообменными свойствами. Показатели загрязненности гальванической сточной воды говорят нам о наличие нарушения нормативного показателя общих свойств сточных вод никеля, взвешенных веществ и pH. Была изучена удельная производительность исходной и модифицированной мембран, и проанализирована степень очистки от ионов ТМ. Производилась доочистка гальванических стоков модифицированными мембранами от ионов ТМ. Средняя степень очистки по ионам тяжелых металлов в исходной пробе составила 80,6%, а в очищенной 77,3%. Очистка модифицированной мембраной «АМА-ПАНИ», позволила нам получить очищенную воду с соблюдением всех нормативных показателей к воде, предназначенной к сбросу в систему промышленной канализации.
Следовательно, модифицированные мембраны ПАНИ использовать для доочистки сточных вод от ТМ и для очистки технической воды от ионов ТМ.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
