ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Сточные воды коксохимического производства — основной источник загрязнения водоемов. Поэтому проблема очистки сточных вод коксохимического производства решается комплексом физико-химических, механических и биохимических способов, которые используются для очистки локальных стоков и общего фенольного стока на биохимических установках. Выбор способов и эффективность очистки во многом определяются тем, как используются очищенные сточные воды[1].

1. Актуальность темы

Количество сточных вод на большинстве коксохимических заводов страны составляет 0,35–0,4 м3/т сухой шихты, или 0,45–0,53 м3/т кокса. Большую часть стоков составляет надсмольная вода после аммиачных колонн (более 60%).

Таблица 1 — Состав сточных вод различных коксохимических предприятий

Как видно из таблицы 1, фенольные сточные воды являются самыми загрязненными и нуждаются в тщательной очистке.

К фенольным сточным водам относят: •избыточную надсмольную воду, образующуюся за счет влаги шихты;
•воды, образующиеся за счет контакта острого пара и технической воды с химическими продуктами коксования при их улавливании и переработке[2]

2.Цель и задачи исследования

Поставлена задача проанализировать существующие методы очистки сточных вод. В процессе исследования наибольшее внимание уделено очистке сточных вод от фенолов, что обусловлено их токсичностью, а также способностью образовывать при хлорировании воды хлорфенолы, обладающие повышенной токсичностью и резким неприятным запахом даже при низких концентрациях. Выявить наиболее эффективные методы для очистки сточных вод, и разработать способы и средства для повышения их эффективности.

3. Физико–химические и токсические свойства фенолов

3.1 Физические свойства фенолов

Фенол C6H5OH (карболовая кислота) — бесцветное кристаллическое вещество на воздухе окисляется и становится розовым, при обычной температуре ограниченно растворим в воде, выше 66 °C смешивается с водой в любых соотношениях (рис 1). Фенол — токсичное вещество, вызывает ожоги кожи, является антисептиком.

Фенол. Структурная формула.

Рисунок 1 — Структурная и молекулярная формулы фенола
(анимация: 5 кадров, 10 циклов повторения, 182 килобайта)

3.2 Химические свойства

Кислотные свойства – выражены ярче, чем у предельных спиртов (окраску индикаторов не меняют):

С активными металлами:

2C6H5 – OH + 2Na → 2C6H5 – ONa + H2 - фенолят натрия

Феноляты — соли слабой карболовой кислоты, разлагаются угольной кислотой:

C6H5 – ONa + H2O + СO2 → C6H5 – OH + NaHCO3

3.3 Токсические свойства

Фенол ядовит. Вызывает нарушение функций нервной системы. Пыль, пары и раствор фенола раздражают слизистые оболочки глаз, дыхательных путей, кожу. Попадая в организм, фенол очень быстро всасывается даже через неповрежденные участки кожи и уже через несколько минут начинает воздействовать на ткани головного мозга. Сначала возникает кратковременное возбуждение, а потом и паралич дыхательного центра. Даже при воздействии минимальных доз фенола наблюдается чихание, кашель, головная боль, головокружение, бледность, тошнота, упадок сил. Тяжелые случаи отравления характеризуются бессознательным состоянием, синюхой, затруднением дыхания, нечувствительностью роговицы, скорым, едва ощутимым пульсом, холодным потом, нередко судорогами. Зачастую фенол является причиной онкозаболеваний[3].

4. Характеристика фенольных сточных вод

Фенольные сточные воды имеют резко выраженный запах смолы, фенола, нафталина, сероводорода, пережженного торфа, уксусной кислоты. Они имеют нулевую прозрачность и высокую температуру (до 70 °С). Содержат опасные для окружающей среды органические и неорганические компоненты. Среди них фенолы, нафталин, бензол, жирные кислоты, спирты, альдегиды, полициклические ароматические углеводы. В состав фенольных сточных вод входят также летучий и связанный аммиак, роданиды, цианиды, сероводород, сульфаты, хлориды и др., концентрация которых колеблется в широком диапазоне.

Фенольные сточные воды ухудшают органолептические свойства воды (рис.1).

Рисунок 2 — Сброс фенольных сточных вод

Неприятный запах и привкус, появляющиеся в воде при концентрации фенола 15 – 20 мг/л, а крезолов — 0,002 – 0,005 мг/л, делают воду непригодной для пользования. В питьевой воде вследствие ее хлорирования появляется аптечный запах при концентрации фенола 0,001 мг/л и 0,001 – 0,002 мг/л креозолов. Фенольные воды опасны для водоемов рыбохозяйственного назначения. Их нельзя использовать для культурно–оздоровительных и хозяйственно – бытовых нужд. Кроме того, поверхностные водоемы, загрязненные фенольными сточными водами, способствуют ухудшению качества воды подземных источников[4].

5. Существующие методы очистки сточных вод

5.1 Механичесие методы

Механическая очистка предназначена для выделения из сточной воды нерастворимых минеральных и органических примесей.

Цель механической очистки состоит в подготовке производственных сточных вод к более глубокой очистки. Механическая очистка на современных очистных станциях состоит из процеживания через решетки, пескоулавливания, отстаивания и фильтрования.

Как правило, механическая очистка обеспечивает выделение взвешенных веществ из этих вод до 90 – 95 % и снижение органических загрязнений до 20 – 25 %.

5.2 Химические методы

Основными методами химической очистки производственных сточных вод являются нейтрализация; окисление и осаждение. Из методов нейтрализации наиболее распространен метод известкования; к окислительным методам относятся в основном хлорирование и озонирование.

Химическая очистка может применяться как самостоятельный метод перед подачей сточных вод в систему оборотного водоснабжения, а также перед спуском их в водные объекты. Применение химической очистки в ряде случаев целесообразно (в качестве предварительной) перед биологической, механической или другими методами очистки.

5.3 Физико – химические методы

Физико – химические методы играют значительную роль при очистке производственных сточных вод. Они применяются как самостоятельно, так и в сочетании с механическими, химическими и биотехнологическими методами.

К физико – химическим методам относятся коагуляция, флокуляция, флотация, сорбция, включая ионный обмен, обратный осмос, экстракция, эванорация, электрохимические методы.

5.4 Электрохимические методы

Для очистки сточных вод от различных растворимых и диспергированных примесей применяют процессы электролиза анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции, электрофлокуляции и электродиализа. Все эти процессы протекают на электродах при пропускании через сточную воду постоянного электрического тока.

Электрохимические методы позволяют извлекать из сточных вод ценные продукты при относительно простой автоматизированной технологической схеме очистки, без использования химических реагентов. Основным недостатком этих методов является большой расход электроэнергии.

5.5 Физичесие методы

К ним относятся электрогидравлический, ультразвуковой, электростатический, радиационный, магнитный и термический методы.

5.6 Биотехнологические методы

Биологические методы очистки сточных вод основаны на естественных процессах жизнедеятельности гетеротрофных микроорганизмов. Микроорганизмы, обладают рядом особых свойств, из которых основным является способность потреблять в качестве источников питания самые разнообразные органические (и некоторые неорганические) соединения для получения энергии и обеспечения своего функционирования.

Выводы

Как видно из изложенного выше, сточные воды коксохимических предприятий являются основной причиной загрязнения водоемов. Судя по составу сточных вод, компонентом, наиболее превышающим ПДК для водоемов является фенол. Фенольные сточные воды являются самыми загрязненными и нуждаются в тщательной очистке.

В настоящее время применяются различные способы очистки сточных вод коксохимических предприятий. Наиболее эффективными из рассмотренных методов глубокой очистки являются методы химической и электрохимической очистки сточных вод. Дальнейшие исследования будут посвящены исследованиям указанных методов очистки сточных вод и разработке способов и средств повышения их эффективности.

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: март 2018 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список источников

  1. Очистка сточных вод в коксохимическом производстве . [Электронный ресурс]. — Режим доступа: Очистка сточных вод
  2. Лекция 2. Безотходные технологические процессы и охрана окружающей среды в химической технологии твердых и горючих ископаемых [Электронный ресурс]. — Режим доступа: Безотходные технологические процессы
  3. Урок № 33. Строение, свойства и применение фенола [Электронный ресурс]. — Режим доступа: Применение фенола
  4. Фенольные сточные воды. Коммунальная гигиена [Электронный ресурс]. — Режим доступа: Фенольные сточные воды