Диссертация (1095047), страница 28
Текст из файла (страница 28)
coli в 100млКолифагив 100 млЭнтерококкив 100 млСтафилококкив 100 мл< 10 БОЕ< 10 КОЕ10 КОЕ< 50 КОЕ0 БОЕ0 КОЕ8 КОЕ< 50 КОЕ< 50 КОЕ0 БОЕ0 КОЕ0 КОЕ8.49 (8.39)230 КОЕ< 50 КОЕ0 БОЕ0 КОЕ0 КОЕ0.48.80 (8.70)< 50 КОЕ< 50 КОЕ0 БОЕ0 КОЕ0 КОЕ50.59.20 (9.09)230 КОЕ60 КОЕ0 БОЕ0 КОЕ0 КОЕ60.69.49 (9.38)230 КОЕ< 50 КОЕ0 БОЕ0 КОЕ0 КОЕ10004.3.3 Окисление и коагуляция токсичных вод 64-ой карты и 68-ойкарты полигона «Красный Бор», г.
Санкт-ПетербургДля проверки окислительной и коагулирующей способности феррата натрия напромышленных стоках, загрязненных токсичными химическими веществами, было проведенопробное введение небольших доз раствора феррата в воду 64 и 68 карт полигона токсичныхотходов «Красный бор», Санкт-Петербург.Воду 64-ой карты до (1 - бирюзовая линия) и после добавления 10 мл феррата сконцентрацией 6 г/л (60мг/л) (4 - черная линия) экстрагировали в CH2Cl2 и снялихроматограмму.
По масс-спектру основные пики соответствуют циклогексанолу, бутановойкислоте, циклогексанону, гептановой кислоте, 2-дибутиламиноэтиламину (рисунок 4.11). Послеобработки ферратом их либо не стало, либо они уменьшились, кроме циклогексанола. Этоговорит о высокой окислительной и коагулирующей способности феррата натрия в отношениитоксичных промышленных стоков.138Рисунок 4.11 – Хроматограммы воды 64-ой карты до и после окисления ферратом.1394.3.4 Апробация феррата для детоксикации ливневой воды наполигоне «Красный Бор», г.
Санкт-ПетербургВ продолжение опытов с водой 64-ой и 68-ой карт, попробовали на ливневой воде(рисунок 4.12) вводить феррат от 1 мл (примерно 6 мг/л при концентрации 6 мг/л) до 2,5 мл(добавляли 3 раза порциями 1 мл+ 1мл +0,5 мл).При концентрациях 12-15 мг/л происходило быстрое осаждение осадка, мутностьзначительно уменьшалась в пределах нескольких минут.В ливневых водах ферратом окисляется и выпадает в виде осадка преимущественноорганика. Содержание железа после окисления и фильтрации в пределах погрешности, pH притаких дозах феррата увеличивается незначительно.Рисунок 4.12 – Ливневые воды до (справа) и после окисления 12-15 мг/л феррата(добавляли 3 раза порциями) и фильтрации на бумажном фильтре.Предварительные результаты показали эффективность применения раствора ферратанатрия для очистки ливневых вод и хозбытовых стоков.1404.3.5 Апробация феррата для детоксикации воды кислых карт59-ой, 66-ой и 67-ой на полигоне «Красный Бор», г.
Санкт-ПетербургС увеличением концентрации феррата в обрабатываемой сточной воде увеличиваетсящелочность раствора, а феррат эффективно окисляет в основном в кислой и нейтральной среде.Учитывая этот факт, феррат был введен в воду трех карт (56-ой, 66-ой и 67-ой, всекислые) из расчета 10 мл феррата на 1 л жидкости (примерно 60 мг/л), с некоторым избытком(рисунок 4.13).
Предположительно можно снизить концентрацию до 30-40 мг/л, но для каждойкарты нужно подбирать свою концентрацию. Исходная вода, результат после окисления ипосле отстаивания и фильтрования приведены на фото. По 59-ой карте снижение азота общегос 480 до 48, хлоридов с 1500 до 520, нефтепродуктов с 0,43 до 0,05; рН увеличился с 4,0 до 9.Исходная вода 59-ой, 66-ой и 67-ой кислых картПосле отстаивания и фильтрования,осадки на фильтрахПосле окисления 60 мг/л ферратаРисунок 4.13 – Исходная вода кислых карт, после окисленияферратом и после отстаивания и фильтрования.Полученные на кислых картах результаты показали высокую эффективность феррата вочистке сточных вод.141Следующим шагом в выборе технологии очистки воды перечисленных кислых карт сталпоиск подходящего сорбента для фильтрационной колонны, в которую после окисления икоагуляции ферратом должна поступать очищаемая вода.На рисунке 4.14 представлен результат окисления ферратом и фильтрации через сорбент«Балтек» воды 59, 66 и 67 карт.
Время фильтрования значительно снижается, кроме того, нафильтре задерживаются частицы, которые после окисления находились в виде взвеси.На рисунке 4.15 приведены протоколы исследований воды 59 карты в исходномсостоянии (№1), после окисления 60мг/л феррата и отстаивания (№2) и фильтрации черезсорбент (№3). Наблюдается снижение ХПК, БПК и взвесей примерно в 2 раза, фторидов,хлоридов и нитратов в 3 раза, железа в 100 раз. Кроме того, после фильтрации через сорбент рНс 9 после феррата снизился до 6,5, что позволяет провести еще один цикл окисления ферратомменьшей дозой и снова фильтрацию сорбентом.Рисунок 4.14 – Результат окисления ферратом и фильтрациичерез сорбент воды 59-ой, 66-ой и 67-ой карт.4.3.6 Снижение содержания тяжелых металлов в водах карт полигона«Красный Бор» ферратом натрияОпределение содержания тяжелых металлов в водах карт полигона «Красный Бор»проводилосьвлабораторииэлектрохимииамальгамированном рабочем электроде (Ag).СПбГУнапотенциостатеTA-lab,на142Токсичную воду предварительно отфильтровывали на фильтре «синяя лента».
Далеетоксичную воду обрабатывали ферратом натрия и повторно отфильтровывали на фильтре«синяя лента».Предподготовку отфильтрованного образца осуществляли УФ-облучениемэлектрохимических ячеек из кварцевого стекла в течение 5 минут. Затем проводили накоплениеCd и Pb на электроде при -0.8 В (30-120 с). Методом стандартных добавок определяликонцентрацию Cd и Pb в токсичной воде.Рисунок 4.15 – Протоколы исследований воды 59 карты в исходном состоянии (№1),после окисления 60мг/л феррата и отстаивания (№2) и фильтрации через сорбент (№3)В таблицах 4.12 и 4.13 представлены результаты удаления тяжелых металлов из воды 64и 68 карты раствором феррата натрия в количестве 5 мл, показывающие его эффективность вотношении тяжелых металлов и принципиальную возможность снижения их концентрации дотребований ПДК.Согласно ПДК, содержание Cd не должно превышать 0,001 мг/л, а Pb – 0,01 мг/л.143Таблица 4.12 – Эффективность удаления тяжелых металлов ферратом натрия из воды 64 карты.Эл-тCdPbСодержание, мг/лисх.
вода карты 64,после введения 5 мл феррата2,20,000940,0580,02ПДК, мг/л0,0010,01Таблица 4.13 – Эффективность удаления тяжелых металлов ферратом натрия из воды 68 картыЭл-тCdPbСодержание, мг/лисх. вода карты 64,после введения 5 мл феррата2,50,0570,0960,00ПДК, мг/л0,0010,014.4 Сравнительная оценка эффективности обеззараживания воды истоков анолитом и ферратом с другими реагентамиС точки зрения стоимости дезинфектанта, наиболее дешевым является собственно хлор,в соответствии с данными таблицы 4.14.
Однако современные требования к безопасностиобъекта, на котором используются такие опасные вещества, как хлор, таковы, что стоимость ихстроительства в несколько раз выше стоимости строительства новой станции обеззараживанияна анолите, а в этом случае стоимость сырья (поваренной соли) значительно ниже стоимостихлора.В случае же сравнения установок, производящих гипохлорит либо анолит необходимоучитыватьбольшуюокислительнуюспособностьанолита,меньшийрасходсолииэлектроэнергии на его производство.Важнымфакторомприоценкеэкономическойэффективностиработыобеззараживающего оборудования является объем вырабатываемого дезинфектанта в единицувремени, приведенный к активному хлору на единицу площади, занимаемой оборудованием,так как вклад в затраты по выработке дезинфектанта расходов на содержание помещений можетоказаться существенно выше влияния КПД установки на этот показатель.Поэтому существенную роль в снижении затрат на обеззараживание воды играетмощность, высокоэффективность и компактность установленного оборудования, которымивыгодно отличаются технологии мембранного электролиза, применяемые при производствеанолита.Стоимость анолита с учетом необходимой дозы для обеззараживания практически в 2раза меньше стоимости гипохлорита.144Таблица 4.14 – Сравнительный технико-экономический анализ технологий производства хлора,анолита и гипохлоритаТехнологияЖидкий хлорГипохлоритАнолитАктивное веществоХлорХлорСмесь активных веществ: Cl,ClO2,O3,перекиси(электрохимический хлор)0,6(причина – наличие ClO2,перекиси)Минимальное количество 0.82веществадлянормированногообеззараживания воды (30мин.), мг/дм3Расход NaCl для получения1 кг Cl, кгРасход электроэнергии дляполучения 1 кг Cl, кВт/чБезопасностьОчень опасенСтоимость, руб/кг0,824-63-3,54,53-3,5Опасенпри Безопасен, вследствие слабойсмешивании с концентрациираствораикислотоймалыхколичестввырабатываемыходномоментнона 38 – 4528 - 3812 – 15производстве.70-200 с учетомдоставкиихранения57-16431-37Стоимость, руб/куб.
м.17-23При производстве феррата из покупной электролизной щелочи его себестоимостьсоставляет примерно 580 руб./кг. При концентрации феррата 6 г/л для приготовления 3 гферрататребуется0,5лраствора20%-нойэлектролизнойщелочи,3А*3,4*В*1чэлектроэнергии, 2 г трансформаторной стали. Для приготовления 0,5 л щелочи с плотностью 1,2г/см3 необходимая масса раствора равна 0,6 кг, из которых масса сухой щелочи составляет 0,12кг. Стоимость электролизной щелочи в пересчете на сухое вещество составляет 10 руб./кг.Стоимость щелочи для приготовления раствора составляет 1,2 руб.
Стоимость электроэнергиисоставляет 0,05 руб. Стоимость расходуемой стали 2 г*0,25=0,5 руб. Стоимость феррата 1,75руб/3 г = 580 руб/кг.Расчет стоимости обработки различными реагентами осуществляется путем умножениянеобходимой дозы реагента (количества реагента, г/м.куб., таблицы 4.15) на его стоимость(руб/г). Например, стоимость феррата 0,58 руб/г, необходимая доза для обеззараживания водына водоканале г. Дзержинска 0,5 г/куб. м, т.е. стоимость обработки ферратом дляобеззараживания составляет 0,58*0,5=0,29 руб/м.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
