Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
диплом1.doc
Скачиваний:
103
Добавлен:
10.12.2013
Размер:
883.2 Кб
Скачать

2.1.1. Выбор сорбционных материалов для исследования и характеристика их адсорбционных свойств

Для разработки конструкции биофильтра наиболее важным является правильный выбор сорбционных и ионообменных материалов, обеспечивающих необходимую глубину очистки от органических и ионных примесей. Загрузочные материалы биофильтра должны обладать развитой пористой структурой, химической стойкостью, механической прочностью и соответствовать экономическим критериям (дешевизна и доступность).

На основании анализа литературных сведений и предварительных экспериментов по очистке фильтрационных вод полигонов от комплексных соединений металлов, ионов металлов и гуминовых веществ был выбран малоизученный природный материал уральского месторождения – диатомит, обладающий коагулирующими и ионообменными свойствами, а также некоторые виды отходов производств - шлак, недожог, отходы производства активированного угля БАУ.

Диатомит представляет собой минерал на основе оксида кремния состава: SiO2 – 81-92 %; Al2O3 – 2-6 %; Na2O – 1-2 %; Fe2O3 – 3-5 %; CaO – 0,3-0,5 %. Его плотность составляет 600 см3/г. Диатомит обладает более высокой межзерновой пористостью и удельной поверхностью, а также меньшей объемной массой по сравнению с песком, поэтому его применение для осветления и очистки фильтрационных вод позволяет значительно улучшить технологические параметры фильтрационных установок.

Каменноугольные шлаки содержат оксиды кремния, кальция, что объясняет их высокую осветляющую и сорбционную способность.

Сорбент-Н, представляющий собой недожог, образованный при сжигании отходов целлюлозно-бумажной промышленности и лесозаготовительных предприятий в котельных установках, режим работы которых по основным параметрам (температура, концентрация топочных газов) близок к условиям процесса активации древесных углей. Недожог обладает достаточно развитой поверхностью, мезо-пористой структурой и, соответственно, высокой адсорбционной способностью по отношению к органическим соединениям. /Тарасевич Ю.И. «Природные минеральные сорбенты и полусинтетические сорбционные материалы на их основе» - «Химия и технология воды», 1986, т.8, № 6/

Для всех исследуемых образцов по стандартным методикам [8] были определены основные физико-химические характеристики: гранулометрический состав, насыпная плотность, а также для сорбента-Н и отхода угля – адсорбционная активность по метиленовому голубому, свидетельствующая о наличии мезо- и макропор. Результаты исследования представлены в таблице 8.

Таблица 8.

Основные физико-химические характеристики

фильтрующих материалов

Материал

Насыпная плотность,

г/дм3

Суммарный

Объем пор по влагоемкости, см3

Адсорбционная активность по метиленовому голубому, мг/г

Сорбент-Н

160-180

0,5-0,6

80-100

Шлак

650

0,45-0,5

25

Отход

Угля

330

0,8

60-70

Диатомит

600

0,4-0,5

30

2.1.2. Выбор модельных растворов и их приготовление. Определение концентрации железа и меди в растворе

К гумусовым веществам относятся гуминовые и фульвокислоты, экстрагируемые из почв. Гумусовые вещества представляют собой комплекс органических веществ – продуктов конденсации ароматических соединений фенольного типа с аминокислотами и протеинами.

Гуминовыми кислотами называют соединения, вымываемые из почвы щелочами, фосфорнокислым, щавелевокислым или фтористым натрием и другими растворителями и осаждаемые из полученных растворов минеральными кислотами в виде темно-коричневого осадка.

Гуминовые и фульвокислоты образуют прочные комплексы с ионами тяжелых металлов.

Для приготовления модельных растворов гумусовых веществ 1 кг подзолистой почвы (основной тип почвы Пермского региона) заливали 3 л воды и выдерживали в течение 7 дней для экстракции гуминовых соединений. Из полученного экстракта готовили растворы гуминовых соединений с определенной цветностью (100 оЦ, 200 оЦ ). Цветность определяли по стандартной хромато-кобальтовой шкале

Ионы железа (III) и меди (II) являются типичными ионными примесями фильтрационных вод объектов складирования твердых бытовых отходов, поэтому в работе была проведено исследование по возможности извлечения гуматов этих металлов из модельных растворов.

Модельный раствор готовили следующим образом: к экстракту почвы с известной цветностью добавляли растворы солей в определенном соотношении и выдерживали в течение трех часов, после чего определяли цветность и содержание ионов металлов.

Концентрация железа в растворе определяется комплексонометрическим методом [], который основан на взаимодействии ионов железа в щелочной среде с сульфосалициловой кислотой с образованием окрашенного в желтый цвет комплексного соединения.

К приготовленному раствору железа приливают соляную кислоту и анализируемый раствор титруют трилоном Б до обесцвечивания. По объему пошедшему на титрование определяют концентрацию железа ().

Содержание железа находят визуально по интенсивности окраски пробы и шкалы стандартных растворов.

Концентрация меди в растворе также определяется комплексонометрическим методом с индикатором мурексидом.В качестве модельных растворов использовались гумусовые вещества и растворы гуматов металлов.

Соседние файлы в предмете Дипломная работа (подготовка и защита)