Разработка эффективных методов очистки сточных вод на основе новых сорбентов и реагентов из местного сырья

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. На сегодняшний день в мире применение современных технологий в ускорение развитие промышленности, решение экологических проблем, производства конкурентоспособных и экологический чистых веществ превращается в актуальную проблему. В последние годы на основе новые разработки, инновации и рост производства необходимых продуктов. На этих технологии с применением активных химических веществ для очистки сточных вод разработать анионитов и катионитов, улучшение их физико-химических, адсорбционных свойств важное научно-практическая значения. В металлургической, химической и других отраслях для очистки промышленных сточных вод, а также выделения ионов некоторых металлов, широко используются сорбционноспособные, ионообменные сорбенты и реагенты. В связи с ростом потребности республики в различных ассортиментах ионообменных сорбентов, является целесообразным внедрение их в производство на основе местного сырья. Проблема очистки промышленных сточных вод, а также их деминерализация может решить не только проблему охраны окружающей среды, но и разрешить эффективное использование материальных ресурсов и сырья нашей страны, посредством производства импортозамещающих сорбентов и реагентов. Основной задачей усовершенствования технологических процессов и природоохранной деятельности, является модернизация и реконструкция производственных предприятий, снижение воздействия на окружающую среду, повышение эффективности комплексного и рационального использования природных ресурсов посредством внедрения экологически чистых и ресурсосберегающих технологий, в том числе источников восстановления энергии. Использование большого количества водных ресурсов в руднометаллургической и химической промышленности, требует осуществления комплекса мероприятий по снижению загрязнения окружающей среды и внедрения в производство, с экологической точки зрения, малоотходных технологий. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, посвященной «О приоритетах развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах» утверждённой постановлением Президента Республики Узбекистан № 1442 от 15 декабря 2010 года и постановлении № 142 Кабинета Министров Республики Узбекистан от 27 мая 2013 года «О Программе действий охраны окружающей среды Республики Узбекистан на 2013-2017 годы», а также вдругих нормативноправовых документах, принятых в данной сфере. Целью исследования является раскрытие возможностей применения ионообменных сорбентов в процессах деминерализации, при очистке сточных вод от ионов металлов в химической и металлургической промышленности, разработка методов получения реагентов из отходов производства и эффективных ионообменных сорбентов на основе фурфурола. Научная новизна исследования заключается в следующем: поликонденсацией фурфурола с бензогуанидином и дифенилгуанидином получены аниониты - сорбенты, образующие с ионами цветных металлов слабоосновной полифункциональный, термохимически устойчивый комплекс. путём поликонденсации фурфурола с акриловой кислотой, получен монофункциональный карбоксильный катионит - сорбент, обладающий свойствами избирательной сорбции ионов цветных металлов и уранила из промышленных растворов. на основе кинетического исследования процесса, определена зависимость константы скорости, энергии активации от температуры, концентрации исходных веществ, количества катализатора и других факторов; установлена корреляционная зависимость основных химических, физико-химических свойств (сорбция ионов кальция, магния, меди, никеля, молибдена и др., сорбционная ёмкость, монофункциональность, степень диссоциации функциональных групп) импортозамещающих ионообменных сорбентов с химическим составом, физико-химическими и адсорбционными свойствами исходных сырьевых материалов; разработана технология использования фурфурола местного производства и отхода Кунградского содового завода для получения ионообменных полимерных сорбентов различной фунциональности и реагента гидросиликата кальция с заранее заданными свойствами для процессов очистки и смягчения производственных сточных вод и извлечения ионов цветных металлов. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Рекомендован способ получения слабоосновных полифункциональных анионит - сорбентов с комплексообразующим свойством на основе фурфурола с бензогуанидином и дифенилгуанидином. 2. Рекомендован способ получения монофункционального карбоксильного катионит - сорбента, обладающего избирательной сорбционной способностью к ионам цветных металлов и уранила путём поликонденсации фурфурола с акриловой кислотой. 3. На основе кинетических исследований реакции поликонденсации фурфурола, ПЭПА и других мономеров, определено значение константы скорости и энергии активации реакции, показана зависимость технологии получения сорбентов от температуры реакции, концентрации исходных веществ, количества катализатора и других факторов; 4. Установлена корреляционная зависимость основных химических, физико-химических параметров (сорбция ионов кальция, магния, меди, никеля, молибдена и других ионов, сорбционная ёмкость, монофункциональность, степень диссоциации функциональных групп и др.) от химического состава, физико-химических и адсорбционных свойств исходных сырьевых материалов, пригодных для получения импортозамещающих сорбентов. 5. Впервые разработана технология использования отхода Кунградского содового завода для получения кальций гидросиликата различной фунциональности с заранее заданными свойствами для процессов очистки производственных сточных вод. 6. Разработан новый реагентный способ эффективной очистки производственных вод. Установлено, что степень очистки сточной воды составила 94-98 % при использовании в качестве реагента 200-600 мг/л кальций гидросиликата и 100-200 мг/л коагулянта сульфата алюминия. Предложена принципиальная технологическая схема данного способа. 7. На основе анализов химических, физико-химических и сорбционных свойств сорбентов определена область применения, а также рекомендовано к применению для очистки и смягчения промышленных вод АО «Кунградский содовый завод», АО «Бектемир спирт - экспериментал заводи» и АО «Ўзметкомбинат».