123148 (689376)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ВВЕДЕНИЕ

Для сохранения структуры кожи и предотвращения гниения кожу подвергают обработке различными дубильными веществами. Для этой цели широко используют трехвалентный хром, обычно гидрат основного сульфата хрома. Трехвалентный хром часто приготовляют на кожевенной фабрике восстановлением шестивалентного хрома сахаром и серной кислотой.

В течение нескольких лет потери растворимых соединений в стоках кожевенного производства постепенно возрастали, поскольку было дешевле покупать хромсодержащие вещества заново, чем проводить выделение хрома.

Глава 1 СНИЖЕНИЕ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ СТОКОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Учитывая токсичность хрома, стоки, содержащие соединения хрома (VI) и хрома (III) подлежат обязательной очистке перед их сбросом в поверхностные источники. Основными источниками образования хромсодержащих стоков являются кожевенные предприятия и гальванические участки металлообрабатывающих предприятий. Содержание ионов хрома в стоках кожевенного производства может достигать 3000 и более мг/дм³ , а в стоках гальванических производств до 700 мг/дм³.

Существующий реагентный способ очистки хромсодержащих сточных вод не всегда обеспечивает полноту осаждения гидроксидов, кроме того возникает необходимость складирования больших объемов шламов, а также происходит потеря металлов, который необходимо восстанавливать, что влечет за собой экономические потери.

Целью проведенного исследования была разработка эффективного конкурентоспособного метода очистки хромсодержащих сточных вод. В лабораторном масштабе были проведены исследования по очистке хромсодержащих стоков цеолитами Тайжузгенского и бентонитовыми глинами Таганского месторождений, а также комплексными сорбентами, приготовленными на их основе 1.

Исследования проводились на модельных растворах, идентичных по составу АО «Кожмехобьедининия» города Семипалатинска и на реальных сточных водах ОАО Усть-Каменогорский Арматурный завод «ОАО УКАЗ». Обработку хромсодержащих модельных растворов и сточных вод проводили в статическом режиме. Концентрацию ионов хрома в модельных растворах варьировали в интервале 10 100 мг/дм³, в стоках ОАО УКАЗ концентрация ионов хрома составляла 250 мг/дм³. Расход сорбента варьировали в интервале Т:Ж=1:5 1:20, время контакта растворов с сорбентом составляло 0,5 24 часа, образующиеся пульпы отстаивали, затем отделяли твердое от жидкого фильтрацией. Контроль за процессом вели по содержанию хрома в фильтрате, которое определяли фотоколориметрическим методом по реакции с дифенилкарбазидом. По результатам анализа рассчитывали количество хрома, поглощенного 1 г сорбента и степень извлечения хрома из растворов.

По результатам экспериментальных исследований по сорбции ионов хрома на модельных растворах, идентичных по составу АО «Кожмехобьедининия» города Семипалатинска при расходе сорбента в соотношении Т:Ж 1:10 и 1:20 удается извлечь из растворов более 99% ионов хрома, при этом максимальная удельная сорбция составляет 1,33 мг/Сr³⁺/г сорбента при начальной концентрации ионов хрома 100 мг/дм³ и Т:Ж 1:20, однако при этом падает степень извлечения. Поэтому на основании полученных данных в качестве оптимальных условий обработки растворов сорбента можно рекомендовать следующие: при Т:Ж = 1:10 и высоких начальных концентрациях время контакта до 24 часов; при Т:Ж =1:20 и более низких начальных концентрациях время контакта до 6 часов.

Полученные данные были обработаны методами математического планирования трехфакторного эксперимента 2,3, в результате обработки получено уравнение регрессии.

Уравнение регрессии в естественных переменных:

У = 101,56 -0,439u₁ –0,11 u₂ + 0,072 u₃ +0,000785 u₁ u₂+0,0119 u₁ u₃ – 0,00249u₂ u₃ – 0,00019 u₁ u₂ u₃ (1)

На основании математической модели находим оптимальный режим сорбции - оптимальная масса сорбента составляет 10 г или при Т:Ж 10 и время контакта сорбента – 6 часов.

Также полученные данные при проведении эксперимента были обработаны также на компьютере средствами Microsoft Offise, которые позволяют смоделировать сорбционный процесс 4,5.

В нашем случае модель процесс сорбции можно выразить в виде:

С = f ( С_о, m, t), (2)

где, С – концентрация металла на выходе, мг/дм³,

С_о – начальная концентрация металла на входе, мг/дм³,

m – масса сорбент, г

t – время контакта сорбента с раствором, час.

Общий вид уравнения зависимости концентрации ионов хрома от времени сорбции имеет вид:

С=k*t^a (3),

где, t – время контакта сорбена с раствором, мин

Коэффициенты k и t в уравнении (3) зависят от массы сорбента. Для этого находим данную зависимость, как и выше полуэмпирическим методом.

Обрабатывались данные «Кожевенно-мехового объединения», полученные при проведении эксперимента в одностадийной обработке при следующих начальных концентрациях ионов хрома 20 мг/дм³, 40 мг/дм³, 100 мг/дм³.

Таким образом, нами получено уравнение, позволяющее найти остаточную концентрацию ионов хрома, зная массу сорбента и время сорбции хрома, при начальных концентрациях.

Полученная зависимость наилучшим образом подчиняется полиномиальному уравнению второй степени и параметры уравнения выражены степенной функцией.

Рассчитанные коэффициенты корреляции, соответствующие вышеназванным концентрациям равны 0,97, 0,96 и 0,98 и подтверждают, что полученные уравнения регрессии с большой степенью достоверности отвечают, полученным экспериментальным данным и полностью описывают данный физико-химический процесс.

Наиболее оптимальным временем контакта сорбента с водой 6 часов, при этом степень очистки от ионов хрома достигает 99% и более.

Также была изучена сорбция ионов хрома в стоках гальванического цеха АО «Арматурный завод». Сточные воды, содержащие ионы хрома в статическом режиме обрабатывались на комплексном сорбенте, цеолите и бентонитовой глине 14 горизонта в определенных соотношениях.

Учитывая, что при обработке стоков со значительным содержанием ионов хрома в одну стадию при высокой степени извлечения остаточная концентрация хрома может быть высокой, обработку данных стоков проводили в две стадии, время контакта раствора с сорбентом до 24 часов.

При концентрации 250 мг/дм³ на первой стадии сорбции во всех трех случаях достигается степень очистки 90,3%, 92,8%, 97,6% соответственно для цеолита, комплексного сорбента и бентонитовой глины. Максимальная степень извлечения достигается при сорбции на бентонитовой глине за 2 часа обработки, С увеличением времени обработки степень несколько снижается, очевидно в результате процесса десорбции. Наименьшая остаточная концентрации ионов Сr³⁺ составляет 5,9 мг/дм³.

При помощи цеолита из стоков гальванического производства удается извлечь в две стадии 96% хрома, комплексным сорбентом 98%, а бентонитовой глиной 99%.

При исходном содержании 400 мг/дм³ степень извлечения ионов Cr³⁺ в первой стадии достигает максимального значения 95,1 % соотношением Т:Ж=1:10, а на второй стадии – 86,1, суммарная степень извлечения – 99,3%. Наибольшие показатели сорбции достигается при соотношении Т:Ж=1:5, где суммарная степень извлечения составляет 99,6%.

При содержании 600 мг/дм³ показатели суммарного степени составляют при соотношениях 1:10 – 97,1% и 1:5 – 99,8%.

Оптимальность сорбционной очистки определяется по бентонитовой глине зависимостью от внутренних параметров и внешних факторов совместно, которые дают высокие показатели эффективности сорбции.

Уравнение регрессии в естественных переменных по хромсодержащим сточным водам «Арматурного завода» получены по плану двухфакторного эксперимента и имеет вид:

У = 112,41- 1,29u₁ +0,3 u₂ + 0,03u₁* u₂ (9)

Моделирование сорбционного процесса в двух стадийной обработке рассчитаны при начальных концентрациях ионов хрома 250 мг/дм³ и 600 мг/дм³.

Для начальной концентрации 250 мг/дм³ получено следующее уравнение остаточной концентрации:

С = (-0,2405m+8,4157)*t^{(-0,0073m-0,4737)} (10)

Для концентрации 600 мг/дм³ получено следующее уравнение остаточной концентрации:

С=(-3,1951m+67,996)*t^{(-0,0317m-0,0967)} (11)

Коэффициенты корреляции равны 0,96 ит 0,91.

В общем виде уравнение запишется следующим образом:

C=((-0,0084Co+1,8699)m+0,1702Co-34,142)* t^{((-7E-05Co+0,0101)m-0,0002Co+0,0147)} (12)

Из уравнения 12 можно сделать вывод, что показатель эффективности очистки зависит в большем зависит от массы сорбента, также здесь учитывается стадийность обработки.

По полученным экспериментальных данным можно сделать выводы о том, что сорбция ионов металлов протекает с заметной скоростью в зависимости от увеличения массы сорбента и времени контакта, лучшей сорбирующей способностью обладают комплексные сорбенты и бентонитовые глины, расход сорбента составляет 100 г сорбента на 1 дм³ обрабатываемой сточной воды и увеличить степень извлечения ионов металлов в статическом режиме из стоков до 99 и более процентов можно в результате двухступенчатой очистки.

Таким образом для очистки хромсодержащих стоков можно рекомендовать в качестве сорбционного материала бентонитовую глину Таганского месторождения Восточно-Казахстанской области. Для более полного удаления ионов Cr³⁺ из стоков и в целях сокращения расхода сорбента целесообразно проводить многоступенчатую, противоточную схему процесса с последующей сернокислотной регенерацией сорбента и его повторным использованием в процессе сорбционной очистки.

Глава 2 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КОЖЕВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Изделия из кожи всегда, в большей или меньшей степени, являются предметом высокой моды. Это связано с тем, что кожа является одним из наиболее универсальных материалов для дизайнеров. Из нее изготавливают верхнюю одежду и обувь, бижутерию и аксессуары, сумки и ремни и др. Проблемы экологии, связанные с изделиями из кожи, имеют две основные составляющие: первая - это воздействие на окружающую среду самого кожевенного производства (какие отходы и в каком количестве поступают в биосферу, прежде всего в землю, реки и водоемы), и вторая - каково воздействие самих кожевенных изделий на экологию человека. Очень часто мы забываем про вторую составляющую и покупаем изделия из кожи или из других материалов только из необходимости или из-за того, что они нам понравились и не задумываемся о том воздействии, которое оказывают эти изделия на кожу человека. Здесь уместно процитировать Ben Mezrich "SKIN" - "… Многие люди просто не представляют, что такое кожа…. Им кажется, будто это нечто неизменное - пальто, надетое, чтобы не замерзли кости. Как же далеки они от истины! Кожа - удивительный, нет, самый удивительный орган. Жизнь здесь просто кипит - базальные клетки выходят на поверхность из глубины, чтобы сменить отмирающие клетки эпидермиса, кровеносные сосуды несут кислород и питательные вещества, потовые железы оберегают тело от перегрева. Клетки дермиса тоже постоянно взаимодействуют друг с другом и перемещаются.

Из исторических хроник известно, что природоохранными мероприятиями, связанными с производством кожи, занимались в России достаточно давно. Известно, например, что еще императрица Елизавета Петровна в XVIII веке издала указ, по которому запрещалось строить кожевенные заводы ближе, чем на 100 верст от Москвы - уже тогда сохранению чистоты воздуха и водоемов придавалось большое значение. В конце XVIII века по указу Сената было запрещено промывать в реках кожи. Такое решение было принято по представлению директора Казанской гимназии М.И.Веревкина, который собрал пробы грунта со дна реки, в которую сбрасывались отходы кожевенного производства, проанализировал эти пробы и установил, что именно кожевенные отходы являются причиной "скверного запаха" и антисанитарного состояния рек.

В начале XX века, благодаря разработки технологии хромового дубления кож, в отрасли произошла промышленная революция. Однако, наряду с ростом производства кож, улучшения ее качества и значительным расширением ассортимента происходит значительное усиление техногенного воздействия на окружающую среду, что связано прежде всего с потреблением трудно восполнимых природных ресурсов, сбросом большого объема токсичных сточных вод, образованием плохо утилизируемых хромсодержащих отходов. В последние десятилетия ежегодная практика переработки шкур крупного рогатого скота установилась на уровне ~ 4,8 млн. тонн. География этой продукции выглядит следующим образом:

-950 тыс. тонн (20%) перерабатывается в Западной Европе;

-760 тыс. тонн (15%) перерабатывается в Северной Америке;

-180 тыс. тонн (4%) перерабатывается в Японии;

-800 тыс. тонн (16%) перерабатывается в Южной Америке.

Оставшиеся 2100 тыс. тонн (45%) шкур перерабатывается в России, странах Восточной Европы, Африке, Азии. Здесь необходимо отметить, что из-за чрезвычайно вредного воздействия отработанных растворов и отходов кожевенного производства на окружающую среду, а также огромного потребления воды и энергии, в западноевропейской кожевенной практике наметилась устойчивая тенденция к перемещению производства полуфабриката хромового дубления (WET-BLUE) на восток (в том числе и в Россию). Этот факт не может не вызывать беспокойства в плане защиты национальных экологических интересов.

Для того, чтобы в полной мере представлять степень воздействия кожевенного производства на окружающую среду, необходимо иметь представление об основных стадиях кожевенного производства. В настоящее время существуют три основные стадии кожевенного производства:

(1)-отмочно-зольные процессы;

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы