Получение и коллоидно-химические свойства сорбента на основе твердого отхода сахарной промышленности тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.11 ВАК РФ

Свергузова, Жанна Ануаровна АВТОР
кандидата технических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Белгород МЕСТО ЗАЩИТЫ
2008 ГОД ЗАЩИТЫ
   
02.00.11 КОД ВАК РФ
Диссертация по химии на тему «Получение и коллоидно-химические свойства сорбента на основе твердого отхода сахарной промышленности»
 
Автореферат диссертации на тему "Получение и коллоидно-химические свойства сорбента на основе твердого отхода сахарной промышленности"

На правах рукописи

003458005

СВЕРГУЗОВА ЖАННА АНУАРОВНА

ПОЛУЧЕНИЕ И КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ТВЕРДОГО ОТХОДА САХАРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 02.00.11 - Коллоидная химия и физико-химическая механика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

15 ДЕК 2008

Белгород —2008

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова» ( БГТУ им. В.Г. Шухова)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Павленко Вячеслав Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Лопанов Александр Николаевич

кандидат химических наук Собгайда Наталья Анатольевна

Ведущая организация: Российский химико-технологический университет

им. Д.И. Менделеева (г. Москва)

Защита состоится «Л9у>200 /г. в А? ^в ауд. 242 ГК на заседании диссертационного совета Д. 212.014.05 при Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова по адресу: 308012, г. Белгород, Костюкова, 46, БГТУ им. В.Г. Шухова, ауд. 242.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БГТУ им. В.Г. Шухова.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 308012, г. Белгород, Костюкова 46, БГТУ им. В.Г. Шухова, отдел аспирантуры.

Автореферат разослан ¡.СО^^]^ 200^г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Л.Ю. Огрель

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Адсорбционные методы извлечения

растворенных веществ из промышленных сточных вод получают все большее применение, так как позволяют достигнуть высокой эффективности очистки. Адсорбционная очистка позволяет исключить или значительно интенсифицировать последующие стадии биологической очистки сточных вод.

В многокомпонентных системах сложного состава, содержащих разнообразные классы соединений, таких, как анионные, катионные и неионогенные ПАВ, белки, жиры, аминокислоты эффективно использование сорбционных методов очистки. Примером подобных систем являются сточные воды предприятий молочной промышленности, которые представляют собой устойчивые эмульсии, трудно поддающиеся очистке.

Традиционно используемым сорбентом является активированный уголь. Активированный уголь имеет относительно высокую стоимость, что удорожает процесс очистки. Отработанный сорбент необходимо регенерировать или утилизировать, что связано с дополнительными затратами.

В сахарной промышленности образуются отходы, обладающие комплексом физико-химических свойств, позволяющих использовать их в качестве сорбентов. Примером такого отхода является осадок, образующийся в производстве сахара - дефекат, состоящий из тонкодисперсных частиц СаС03 с примесью органических веществ. Дефекат в результате термообработки при определенных условиях может образовать активный слой углеродистых частиц, обладающий высокими сорбционными свойствами.

Для получения эффективного и недорогого сорбента необходимо провести исследования физико-химических свойств дефеката, что позволит расширить круг веществ, используемых в промышленности для очистки сточных вод. Поэтому задача поиска эффективных сорбентов, в том числе и на основе отходов промышленности, является актуальной.

Целью данной работы является получение эффективного сорбента на основе термически модифицированного дефеката — отхода сахарной промышленности и изучение его коллоидно-химических свойств в процессе очистки сточных вод молочной промышленности.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- получение термически модифицированного дефеката (ТД), обладающего свойствами сорбента;

- изучение физико-химических свойств ТД с целью использования его в водоочистке;

- исследование коллоидно-химических и сорбционных особенностей процесса очистки модельных и технологических сточных вод с помощью ТД;

- разработка схемы технологического процесса очистки СВ;

- оценка возможности утилизации вторичных отходов водоочистки.

Научная новизна работы.

1. Обоснована теоретически и доказана экспериментально возможность получения сорбента путем термической модификации дефеката — отхода сахарной промышленности для очистки сточных вод, основанная на протекании процессов деструктуризации остатков органических веществ и образовании на поверхности частиц дефеката высокоразвитого углеродного слоя.

2. Определены оптимальные условия получения сорбента на основе дефеката, заключающиеся в обжиге в диапазоне температур 580...600°С в течение 30 мин.

3. Установлено, что углеродный слой, образующийся в процессе термической обработки дефеката, содержит углерод различных модификаций и обладает высокой сорбционной активностью.

4. Исследован механизм сорбционного взаимодействия различных веществ карбонизованной поверхностью дефеката. Выявлено, что для органических кислот (на примере молочной кислоты) взаимодействие может протекать по типу физической адсорбции с одновременным протеканием процесса нейтрализации. Адсорбция аминокислот (на примере аспарагина) может протекать как по физическому, так и по химическому механизмам. Осаждение жировых частиц протекает вследствие гидрофобного взаимодействия этих частиц с поверхностью углеродного слоя ТД.

5. Установлено, что процессы адсорбции адекватно описываются уравнениями Ленгмюра. Рассчитаны константы адсорбции и термодинамические параметры изотерм сорбции, которые подтверждают физическую природу адсорбции молочной кислоты углеродом на поверхности ТД и физико-химическую при адсорбции аспарагина на поверхности ТД.

Практическая значимость работы. Разработан способ получения эффективного сорбента для очистки сточных вод на основе ТД с средним размером частиц около I мкм, плотностью 2720 кг/м3, удельной поверхностью 72,2 м2/г, емкостью по метиленовому голубому 116 мг/г, и эффективностью очистки модельных и технологических вод 85% при исходном показателе химического потребления кислорода (ХПК) 300 мг О/л. Доказана высокая эффективность использования ТД в практике водоочистки.

Разработана технологическая схема очистки сточных вод молокоперерабатывающих предприятий (МП) с использованием ТД.

Предложен способ утилизации осадков водоочистки в качестве известковой добавки при производстве цементного клинкера. При этом установлено, что использование шлама водоочистки в качестве известкового компонента не приводит к изменению структуры и качества получаемого цемента.

Результаты исследований используются в учебном процессе при выполнении УНИРС, дипломных проектов студентами специальностей

28.02.01 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» и 28.02.02. «Инженерная защита окружающей среды».

Предлагаемый способ очистки апробирован на МУП «Горводоканал» г. Алексеевна и ОАО «Волоконовский молочно-консервный комбинат» (Волоконовский МКК), принят к внедрению на ОАО «Ника», ОАО «Волоконовский МКК». Рассчитанный предотвращенный экологический ущерб от внедрения предлагаемого способа водоочистки и утилизации осадков на примере ОАО «составит 1195 тыс. руб./год при объеме сточных вод 85 ООО м3/год.

На защиту выносятся:

- способ получения сорбента путем термического деструктурирования дефеката;

- коллоидно-химическое обоснование особенностей процесса водоочистки при использовании ТД;

- технические решения по снижению загрязнения водных объектов путем повышения эффективности очистки сточных вод молокоперерабатывающих предприятий;

- результаты исследований по утилизации осадка водоочистки при производстве цемента в качестве известковой добавки.

Апробация. Основные положения работы докладывались на следующих конференциях: Das Internationale Symposium «Euro-Eco, Hannover 2006» 1-2 Dezember 2006; «9-th Conference of junior researchers Science - the Future of Lithuania. Environmental protection engineering». 2006; Международной научно-практической конференции «Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов» (5 — 9 июня 2006 г., Щелкино, Украина); Международной научно-практической конференции «Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов» (4 —8 июня 2007 г., Щелкино, Украина); Международной научно-практической конференции. «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии» (Белгород, 2007 г.); М)жнародно! науково! конференци студента та молодих вчених ВТНЗ «Интеграцшш процеси та жновацшш технологи у свковому та нацюнальному BHMipi. Досягнення та перспективи техшчних наук» (Харьков, 2008 г.); Международной научной конференции «Геосистемы: факторы развития, рациональное использование, методы управления» (Туапсе, 2008 г.); Международной научно-практической конференции «Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов» (июнь 2008 г., Щелкино, Украина).

Публикации. Основные положения работы изложены в 16 печатных работах, включая 1 статью в издании, рекомендованном ВАК России.

Объем диссертации. Работа состоит из введения, 5 глав и заключения, 4 приложений, содержит список литературы из 167 наименований. Текст изложен на 103 страницах, иллюстрирован 33 рисунками и включает 19 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Сорбционные методы очистки в настоящее время базируются на применении природных и искусственных сорбционных материалов. Особенно эффективно применение сорбционных материалов при очистке многокомпонентных сточных вод, содержащих вещества различных классов химических соединений. Примерами таких вод являются сточные воды МП. Основными компонентами сточных вод МП являются продукты биохимического разложения молока: органические кислоты, остатки жиров и белков. Они образуют с водой высокодисперсную эмульсию, способную сохраняться в относительно стабильном состоянии длительное время. Эти воды трудно поддаются очистке и быстро загнивают, при этом в воздух выделяются вредные и дурнопахнущие вещества: сероводород, меркаптаны, аммиак. Растекаясь по поверхности воды, жиры образуют пленку, которая перекрывает доступ кислорода к воде, что приводит к гибели гидробионтов.

Очистка сточных вод активными углями и их регенерация — процессы дорогостоящие. Дешевле и доступнее мог бы быть сорбент, полученный на основе промышленных отходов, обладающий высокой сорбционной емкостью и низкой себестоимостью.

В производстве сахара из сахарной свеклы на стадии сатурации, т.е. очистки диффузионного сока от несахаров при помощи извести, образуется дефекат, содержащий -75% СаС03, до 22% органических веществ и представляющий собой тонкодисперсную систему влажностью до 30% и размером частиц 5...30мкм.

Исходный дефекат (ИД) содержит органические примеси. В качестве рабочей гипотезы предположили, что при определенных условиях процесс окисления органических веществ можно свести не к полному сгоранию, а до стадии обугливания, т.е. получения частиц углерода, образующихся на поверхности СаС03 Поскольку тонкодисперсный углерод обладает высокими адсорбционными свойствами, можно предположить, что полученный таким образом термически модифицированный дефекат может проявлять свойства сорбента, который можно будет использовать для очистки сточных вод. Таким образом, дальнейшая часть настоящей работы была посвящена разработке способа получения эффективного сорбента из капьцийсодержащего отхода сахарной промышленности (дефеката) и изучению его коллоидно-химических свойств.

Исследование характеристик исходного дефеката и сорбента, полученного на его основе

Объектом исследований явился дефекат Дмитротарановского сахарного завода. В процессе работы также были исследованы сточные воды ОАО «Волоконовский МКК» и МУП «Водоканал» (г. Алексеевка) с целью оценки эффективности полученного сорбента.

Для получения углесодержащего сорбента ИД подвергали обжигу при различных температурах. В результате термообработки ИД был получен тонкодисперсный порошок черного цвета, на поверхности частиц которого содержатся продукты обугливания органических веществ.

Результаты РФА, представленные на рис. 1, свидетельствуют об образовании углерода при обугливании органических веществ, содержащихся в ИД. Полученный углерод подобен по структуре активированному углю марки КАД.

Д *

я)

д д Д Д

"1 м CS

о

UJÜWLÄI

24,0 32.0

Д

40,0

43,0

б)

д

л л Д Л

LJvMjUAI

24,0

32.0

40,0

48,0

16.lt

54.0

л 3.0

Рис. 1. РФА исходного дефеката (а), термообработанного (о), активированного угля марки КАД (в), угля, смытого с поверхности ТД (г). Обозначения: — С.лОз (кальцит); □ —БЮг; 0 — СаО; • — С.

Физико-химические свойства продуктов термообработки ИД и их водных вытяжек представлены в таблице.

При обжиге происходит разложение кальциевых солей органических кислот, которые содержатся в ИД, с образованием СаО. Это приводит к повышению pH и электропроводности водной вытяжки ТД при повышении температуры обжига (таблица). Наличие небольшого количества СаО в ТД подтверждается данными РФА (рис. 1, б).

Температурный интервал обжига ИД от 580 до 600°С является оптимальным, поскольку в данном температурном интервале наблюдается наибольшее содержание углерода в ТД, что подтверждается данными исследований РФА.

Таблица

Физико-химические свойства продуктов термообработки ИД и их родных вытяжек

Продукты термообработки Водные вытяжки*

Температура Истинная Насыпная Электро-

обжига ИД, Цвет ТД плотность, плотность, проводн. рН

"С кг/м3 кг/м3 Ом"'м"!

ИД Коричневый 2320 1240 0,080 8,8

500 Коричневый 2680 1210 0,010 9,2

530 Коричневый 2680 1210 0,011 9,5

560 Темно-серый 2700 1230 0,012 9,9

580 Черный 2710 1270 0,013 10,0

600 Черный 2720 1320 0,013 10,1

620 Черный 2740 1370 0,015 11,0

650 Темно-серый 2790 1390 0,016 11,8

680 Темно-серый 2820 1390 0,040 12,2

710 Светло-серый 2860 1430 0,045 12,5

* Содержание ТД и ИД в 1 литре составляло 10 г.

Результаты седиментационного анализа ИД и ТДбоо показали, что при термообработке ИД происходит уменьшение средних размеров частиц от 0ср=10 мкм до Оср=1мкм, что можно объяснить разрушением исходных агрегатов вследствие механических напряжений, возникающих при паро- и газообразовании в процессе обжига ИД.

Для уточнения температуры начала интенсивного сгорания углерода проводился термогравиметрический анализ. Результаты исследования показывают, что сгорание углерода происходит в интервале температур 615...700 °С.

Для изучения физико-химических свойств полученного сорбента углерод с поверхности ТД отделяли от карбонатного компонента обработкой соляной кислотой. Порошок промывали, высушивали, полученный продукт исследовали методом РФА (рис.1, г) и ИК-спектрометрии.

Анализ состава углерода, полученного с поверхности термически модифицированного дефеката (УТД), по результатам РФА показал наличие углерода различных модификаций. Было высказано предположение о наличии ненасыщенных соединений углерода по типу карбена: =С=С=. Данное предположение было подтверждено исследованиями ИК-спектра ТД, а также взаимодействием ТД с йодной водой, при котором наблюдалось ее обесцвечивание. Наличие ненасыщенных связей может повысить сорбционную способность ТД.

Исследование коллондно-химическнх особенностей процесса очистки модельных растворов полученным сорбентом

Для исследования сорбционных свойств ТД и УТД были получены изотермы адсорбции метиленового голубого (МГ), представленные на рис. 2. На основании изотерм сорбции можно сделать вывод, что адсорбция МГ на

исследованных сорбентах носит мономолекулярный характер. Десорбция МГ у исследуемых сорбентов протекает в незначительной степени. Время установления сорбционного равновесия находилось в диапазоне 50...60 мин.

_в~тд я у-щ Сравновесная, моль/л * 10"3

—А—ТДдес --Ж-УТДдес

Рис. 2. Изотермы адсорбции и десорбции метиленового голубого на поверхности

ТД(,„„ и УТД

По изотерме адсорбции МГ была рассчитана удельная поверхность исследованных сорбентов, которая составила 72,2 и 87,2 м2/г для ТД и УТД соответственно. Различия в величине удельной поверхности ТД и УТД обусловлены вовлечением в сорбционный процесс участков углеродной поверхности, которые ранее были закрыты матрицей СаСОз

На микрофотографиях (рис. 3) видно, что частицы ТД и УТД представляют собой объемные рыхлые конгломераты, имеющие выступы, трещины, каналы, что свидетельствует о сильной дефектности их поверхности.

а) х 1000 б) х 10000

Рис. 3. Микроструктура термически модифицированного при 600°С дефеката (а) и углерода, отделенного от его поверхности (б)

С целью более подробного изучения коллоидно-химических процессов, протекающих при очистке, были выбраны молочная кислота и аспарагин (Ь-аспарагина моногидрат) как типичные представители органических кислот, присутствующих в сточных водах молокоперерабатывающих предприятий (рис. 4).

0,35 т А, моль/г

0 3 -.А, ноль/г

О 0,1 0.2 0,3 0,4

—и —«—[2

*--13 —&—Плес 12дес - - - (Здес

в)

-*

-я -13 -ж—12дес

-Идее -Идее

0,8 !

С равновесное, моль/л • 10'

б)

0,5 0,6

С равновесное, моль/л • 10

Рис. 4 Изотермы адсорбции молочной кислоты на УТД(а), на ТД(в) и аспарагина на

ТД (б), где И = 10°С, 12=20°С, 13=30°С некоторые коллоидно-химические

Время установления

сорбционного равновесия при взаимодействии с молочной кислотой, зафиксированное в экспериментах, находилось в диапазоне 30...40 мин, при взаимодействии с аспарагином — 50...60 мин. Исходные параметры: температура раствора 20°С, ХПКисх = 300 мг О/л, количество сорбента 10 г/л.

На основании изотерм сорбции были рассчитаны

показатели, такие

площадки веществ (Бо), АН, константы

как величина сорбционного

посадочной равновесия.

Согласно расчетам, посадочная площадка для молочной кислоты на УТД составляет 52,2* 10'2Ом2, для аспарагина на ТД— 53,3 МО'20 м2.

Из результатов расчетов размеров посадочных площадок следует, что при адсорбции молекулы молочной кислоты и аспарагина располагаются под некоторым углом к поверхности, что можно объяснить влиянием амино- и оксигрупп в молекулах аспарагина и молочной кислоты.

Расчеты АН проводили графически, строя график функции в координатах

1пСр=А;1/Т),

где Т - температура. К; Ср - равновесная концентрация, моль/л.

На основании полученных графиков изостер рассчитывали ДН. Полученные значения для взаимодействия молочной кислоты с УТД,

молочной кислоты с 'ГД и аспарагина с ТД составили соответственно -5,8; -15,2 и -10,5 кДж/моль.

Полученные значения ДН для молочной кислоты на УТД подтверждают ранее сделанные выводы о физической природе процесса сорбции молочной кислоты на УТД, в то время как при очистке модельных растворов с помощью ТД кроме физической адсорбции протекают процессы химического взаимодействия.

Величина АН для адсорбции аспарагина на ТД свидетельствует о наличии химического взаимодействия, что можно объяснить образованием координационных химических связей между аминогруппой и ионами кальция, находящимися в кристаллической решетке матрицы СаС03.

Обработка параметров изотерм сорбции с использованием ЭВМ и программного обеспечения «Сигма» позволили получить математическое описание процессов в виде уравнений Лэнгмюра:

А = Атах* Кл'Ср/(1+К„»Ср), где Атах — максимальная сорбционная емкость, моль/г; Ср — равновесная концентрация сорбата в растворе, моль/л; Кл - константа сорбционного равновесия.

Рассчитанная константа сорбции Кс для молочной кислоты составляет 19,8, а для аспарагина Кс=27,1. Более высокое значение константы сорбционного равновесия для аспарагина можно объяснить участием в сорбционном процессе как карбоксильных, так и аминогрупп, в то время как у молочной кислоты во взаимодействии принимают участие только карбоксильные группы.

Представляло интерес исследовать изменение ^-потенциала в растворах аспарагина и молочной кислоты. Результаты исследований представлены на рис. 5.

МВ При сорбции молочной

кислоты на поверхности ТД за счет отрицательного заряда карбоксильной группы потенциал снижается.

При адсорбции аспарагина происходит перезарядка поверхности частиц ТД из-за наличия положительно заряженных аминогрупп у сорбируемого вещества.

Сравновесная, моль/л

-Молочная кислота - Аспарагин

Рис. 5. Изменение величины ^-потенциала Выход на постоянное

поверхности частиц ТД в модельных значение ^-потенциала у обоих

растворах аспарагина и молочной кислоты веществ происходит при концентрациях, соответствующих насыщению мономолекулярного адсорбционного слоя.

Предполагаемый механизм очистки сточных вод

На основании полученных данных были сделаны предположения о возможности протекании различных процессов при очистке сточных вод при помощи ТД. При различных рН преобладающим может быть тот или другой механизм адсорбции. Так, при рН < 7,0:

- преобладает взаимодействие органической кислоты с карбонатной матрицей:

О

,,0 2+ СН -СНОМ -С Ч)ч

2 сн- снон -С-0{( + Са и 0 * ]си

2 СН-СНОН-С"

о

В среде, близкой к нейтральной, и при рН > 7 возможна сорбция по схеме:

п N11,- К

, «НгК

к-кп

Извлечение эмульсий молочного жира можно объяснить тем, что и карбонизированная поверхность ТДыхь и капельки жира имеют гидрофобные свойства, поэтому энергия их взаимодействия между собой значительно ниже энергии взаимодействия ТДы» и жира с молекулами воды. Это приводит к их слипанию по схеме:

о-да—зф:

Высказанное предположение хорошо согласуется с результатами микроскопических исследований, представленными на рис. 6. Видны частицы белковых и жировых веществ, покрывающих поверхность ТДЬ00

Рис. 6. Микрофотографии ( х 2000) термически модифицированного дефеката с белковыми частицами (а) и частицами молочного жира (о), где стрелками указаны

частицы ТД

В процессе сорбционной очистки сточных вод участвуют вещества различных классов соединений, которые оказывают влияние на процесс сорбции. Комплексным показателем эффективности очистки может служить изменение ХПК.

Исследование зависимости эффективности очистки модельных сточных вод от технологических факторов

Для сравнения характеристик полученного нами и известного сорбента использовали активированный уголь (КАД).

В производственных условиях образующиеся сточные воды до выхода на очистные сооружения находятся в производственном цикле несколько часов. Сточные воды молокоперерабатывающих предприятий на сбросе характеризуются значениями ХПК от 100 до'900 мг О/'л, в зависимости от производимой продукции. Модельные растворы сточных вод готовили путем разбавления цельного молока до концентраций, близких по значениям ХПК к сточным водам молокоперерабатывающих предприятий и выдерживали полученную жидкость в течение 5...6 ч при комнатной температуре. В исходных растворах ХПК находился в пределах 290...300 мгО/л.

Результаты опытов показывают (рис. 7), что эффективность очистки увеличивается с повышением дисперсности материала и достигает максимальных значений для наиболее тонкодисперсной фракции: 85,3% для ТД и 95,2% для КАД.

Исследование зависимости эффективности очистки от температуры обжига ИД показали (рис. 8), что максимальная эффективность очистки достигается при температуре обжига 580...600 °С, а затем снижается. Это, по всей видимости, объясняется протеканием процессов диссоциации карбоната кальция и выгоранием углерода.

>15 15...1 Оср=1 ПТД ¡ВКАД Диаметр частиц, мкм

Рис. 7. Влияние размеров частиц сорбентов на эффективность очистки

470 520 570 620 670 Температура обжига, град. С

Рис. 8. Зависимость эффективности очистки модельных сточных вод от температуры обжига дефеката, время обжига 30 мин

Результаты исследования зависимости сорбционных свойств от времени обжига дефеката при температуре 600СС показали, что оптимальным временным интервалом является обжиг в течение ~ 0,5 ч. Более продолжительный обжиг является экономически нецелесообразным, так как при дальнейшем обжиге исходного дефеката эффективность очистки возрастает незначительно.

Исследования по сравнению эффективности ТД и КАД сорбентов показали (рис. 9), что при добавлении сорбента КАД в количестве

10 г/л к модельным водам эффективность составляет 92%, в то время как при добавлении той же массы ТД достигается очистка в 85%.

Установлено, что

оптимальным диапазоном температур процесса

водоочистки для ТД60о является 20...30°С, при котором эффективность очистки максимальна и составляет по ХПК 86 %.

При изучении зависимости эффективности очистки от рН модельных сточных вод было выявлено, что оптимальным значением рН для очистки дефекатом является 8. При этом обеспечивается эффективность очистки 86%.

Результаты исследований показали, что оптимальным временным интервалом для проведения процесса при указанных условиях является 0,5 ч, при этом эффективность очистки для ТД составляет 85% , для КАД — 94%.

Установлено, что эффективность очистки по индивидуальным компонентам сточных вод молокоперерабатывающих предприятий

15 20 25

Масса сорбента г/л

0 5 10

-Ф- КАД ТД600

Рис. 9. Зависимость эффективности очистки модельных растворов от соотношения

составляет 95% для молочной кислоты, 78% для молочного жира, 60% для молочной сыворотки, 72 % для аспарагина при исходных концентрациях растворов, соответствующих 300 м г О/л ХПК.

Испытания сорбента на стоках, поступающих на очистные сооружения ОАО «Волоконовский МКК», показали, что ТД обладает способностью очищать воды от взвешенных веществ, жиров, нефтепродуктов, снижает значения химического и биологического потребления кислорода. Эффективность очистки достигает: 89,9% по взвешенным веществам; 89,2% по жирам; 93,1% по нефтепродуктам; по ХПК и БПКполн 65,3% и 61,9% соответственно.

Вторичным отходом предлагаемой схемы водоочистки является шлам, который содержит большое количество СаС03. В связи с этим было предложено использовать его в качестве известковой добавки в производстве цементного клинкера. Исследования с использованием РФА показали, что использование шлама водоочистки в качестве известкового компонента не приводит к изменению структуры получаемого цемента.

Нами разработана технологическая схема процесса очистки сточных вод с использованием ТД (рис. 10).

4

~л;

у' > 1

—\Г

//////

Л

неходким

О'А^ОИНЛв СОД

Н»

Рис. 10. Принципиальная схема установки для очистки сточных вод с помощью ТД Обозначения: ] — сушилка; 2 — обжиговая печь; 3 — бункер для ТД; 4 — усреднитель сточных вод; 5 — ленточный конвейер, 6 смеситель; 7 — насос, 8 — вертикальный отстойник; 9 — шламонакопителъ.

Разработанный сорбент был апробирован в промышленных условиях на ОАО «Волоконовский МКК» и МУП «Горводоканал» г. Алексеевка.

Предотвращенный экологический ущерб, рассчитанный по разности концентраций загрязняющих веществ до и после внедрения разработанных мероприятий и утилизации осадков водоочистки на примере ОАО «Волоконовский МКК», составил 1195 тыс руб/год при расходе сточных вод 85000 м3/год.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Определены условия получения сорбента на основе твердого отхода сахарной промышленности - дефеката. Показано, что термообработку дефеката следует проводить в интервале температур от 580 до 600 °С в течение 0,5 ч. Методом рентгенофазового анализа установлено, что входящие в состав дефеката органические соединения в результате термообработки обугливаются и образуют на поверхности частиц дефеката углеродный слой, состоящий из углерода различных модификаций и содержащий полиеновые цепи типа ~С=С=.

2. Методом электронной микроскопии установлено, что частицы углерода, образовавшиеся на поверхности дефеката, представляют собой рыхлые конгломераты со средним диаметром I мкм, имеющие развитую поверхность с множеством каналов, пор, трещин, что свидетельствует о высокой дефектности данной структуры. Удельная поверхность ТД составляет 72,2 м2/г, а удельная поверхность углерода, смытого с поверхности ТД, — 87,2 м2/г.

3. Изучены коллоидно-химические закономерности очистки сточных вод различного состава термически модифицированным дефекатом. Показано, что высокая эффективность очистки достигается при следующих технологических параметрах процесса: температура раствора 20...30 °С, время взаимодействия 30 мин, pH = 8, количество сорбента— Юг/л.

4. Проведено сравнительное исследование эффективности сорбентов (активированный уголь марки КАД, ТД и УТД) в процессах водоочистки на модельных сточных водах молочной промышленности. Показано, что полученный сорбент сопоставим по своим свойствам с традиционно используемыми активными углями и обеспечивает высокую эффективность очистки.

5. Исследованы сорбционные характеристики термически модифицированного дефеката в отношении молочной кислоты и аспарагина как типичных представителей загрязняющих веществ, присутствующих в сточных водах молокоперерабатывающих предприятий. В статических условиях рассчитаны термодинамические параметры сорбции, определена полная сорбционная емкость ТД, рассчитаны размеры посадочных площадок для молекул молочной кислоты и аспарагина. Полученные данные позволили сделать вывод о физической природе процесса сорбции молочной кислоты на УТД и о протекании физической и химической адсорбции молочной кислоты и аспарагина на ТД, а размеры вычисленных посадочных площадок дали возможность предположить наклонную ориентацию молекул молочной кислоты и аспарагина при их адсорбции поверхностью ТД.

6. Исследованы с помощью ЭВМ и программного обеспечения «Сигма» изотермы сорбции и рассчитаны константы сорбции молочной кислоты и аспарагина на поверхности ТД. Установлено, что полученные изотермы хорошо описываются уравнениями Ленгмюра. Рассчитанные значения

констант адсорбции, равные 19,8 для молочной кислоты и 27,1 для аспарагина. Это указывает на большую долю вероятности сорбционного взаимодействия молочной кислоты с поверхностью сорбента карбоксильными группами, а в случае с аспарагином взаимодействие происходит как по карбоксильным, так и по аминогруппам.

7. Разработана технология утилизации осадка водоочистки в качестве карбонатной составляющей в производстве цементного клинкера. Доказано, что при использовании осадка водоочистки не происходит изменение структуры получаемого цементного клинкера по сравнению с клинкером, изготовленным с использованием традиционного сырья.

8. Предложена и опробована в условиях очистных сооружений на предприятиях МУП «Горводоканал» (г. Алексеевка) и ОАО «Волоконовский МКК» (пос. Волоконовка) технология сорбционной очистки сточных вод от жиров, взвешенных веществ, ХПК, БПК. Показано, что эффективность очистки на реальных сточных водах составляет по ХПК 65,3%; БПК 61,5%; взвешенным веществам 92,3%; жирам 89,2%; что свидетельствует о перспективности предлагаемого сорбента.

9. Технология очистки сточных вод с использованием ТД принята к внедрению на ОАО «Ника» и ОАО «Волоконовский МКК». Рассчитан предотвращенный экологический ущерб на примере ОАО «Волоконовский МКК», величина которого составляет 1195 тыс руб/год при расходе сточных вод 85 ООО м3/год.

10. Подана заявка на изобретение № 2008142589 «Фильтрующий материал для очистки сточных вод» в соавторстве: Тарасова Г.И., Свергузова Ж.А., Свергузова C.B., Благадырёва A.M.

Основное содержание диссертации изложено в публикациях:

1. Тарасова, Г.И. Использование дефеката в качестве сырья для производства сорбента для очистки сточных вод от жиров/ Г.И. Тарасова, Ж.А. Свергузова//Труди м1жнародно1 науково-техшчно1 конференцп «Еколопя промисловмх пщприемств. Проблема утшнзаци вщхо;цв». — Киев: Т-во «Знания» Украши, 2004. — С. 57 — 69.

2. Тарасова, Г.И. Исследование процесса доочистки сточных вод молочных заводов от жиров с помощью нового сорбента - термолизного дефеката/ Г.И. Тарасова, Ж.А. Свергузова // Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов: сборник научных статей к XIII Международно-практической конференции УкрГНТЦ «Энергосталь». — Харьков: Райдер, 2005. — Т.2. — С. 50.

3. Тарасова, Г.И. Теоретическое обоснование процесса очистки сточных вод от молочного жира с помощью термолизного дефеката / Г.И. Тарасова, Ж.А. Свергузова // М1жнародна науково-практична конференшя «Еколопчна безпека: проблеми i шляхи виршення»: зб. наук, ст.: 2 т. УкрНД1ЕП. — Харьков: Райдер, 2005. — Т. 1. — С. 378 — 380.

4. Sverguzova, S. V. The ecological condition of water resources in Belgorod region./ S.V. Sverguzova, V.S. Lesovik, Z. A. Sverguzova , T.A. Vasilenko // Das Internationale Symposium «Euro-Eco 2006». Euroaische Akademie fur Naturwissenchaften, e.V. Hannover. Programm Abstracts. Dezember 2006. —

P. 30

5. Sverguzova, Z. A. Aqueous wastes treatment from fats waste products of the industry/Z.A. Sverguzova, G.I. Tarasova, I.I. Proskurina// Das Internationale Symposium «Euro-Eco 2006».Euroaische Akademie fur Naturwissenchaften, e.V. Hannover. Programm Abstracts. Dezember 2006. — P. 31.

6. Sverguzova, S. V. The usage of Sugar Industry Waster for Sewagw Purification/ S.V. Sverguzova, Z. A. Sverguzova, V.I. Pavlenko, G.I. Tarasova //9-th conference of junior researchers Science — the Future of Lithuania. Environmental protection engineering. 2006.— P. 57.

7. Свергузова, Ж.А. Дефекат в очистке сточных вод/ Ж.А. Свергузова // Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов: сборник научных статей Международной научно-практической конференции/ Щелкино (Украина), 5—9 июня 2006 г. — Харьков: Райдер. — Т. 1. — С. 374—376.

8. Свергузова, Ж.А. Очистка сточных вод термически модифицированным дефекатом / Ж.А. Свергузова // Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов: сборник научных статей международной научно-практической конференции/ Щелкино (Украина), 4 — 8 июня 2007 г. — Харьков: Райдер. —-Т.2. — С. 219—220.

9. Свергузова, Ж.А. Очистка сточных вод углеродсодержащими материалами/ Ж.А. Свергузова // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии: сб. докл. Междунар. науч-практич. конф. 4.5. — Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2007.

— С. 187—189.

10. Благадырёва, A.M. Использование отходов сахарного производства для очистки промышленных сточных вод. / A.M. Благадырёва,

Ж.А. Свергузова, С.В. Свергузова // Вода Magazine — 2008. — №7(11). — С.24—27.

11. Благадырёва, A.M. Использование промышленных отходов -ключевой аспект рационального природопользования / A.M. Благадырёва, Ж.А. Свергузова // Приоритетные направления развития науки и технологий: сб. докладов всероссийской научн.-техн. конф.; под общ. ред. чл.-кор. Российской акад. наук В.П. Мешалкина. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2008.

— С. 21—23.

12. Свергузова, Ж. А. Мониторинг водных объектов и аналитический контроль сточных вод предприятий Белгородской области/ Ж.А. Свергузова, С.Н. Дудина, А. М. Благадырёва, О.Д. Лашина, НЛО. Кирюшина // Научные ведомости БГТУ им. В.Г.Шухова.— 2008. — апрель — С.92 — 96.

13. Благадырёва, А.М. Использование дефеката при очистке сточных вод молокоперерабатывающих заводов и автозаправочных станций / A.M.

Благадырёва, Ж.А. Свергузова // Экология и промышленность России. — 2008, — №6, — С. 9—11.

14. Svergusova, S. Water quality in water objects and health of the population / S. Svergusova, N. Kirjushina, Z. Svergusova // Материали мижнародно1 науково! конференцп студент та молодих вчених ВТНЗ «1нтеграцшш процеси та шновацшш технологи у свгговому та нашональному BHMipi. Досягнення та перспективи техшчних наук» - Харюв: /Харьювський нацюнальний Автомобшьно- Дорожний Уншерситет. — 2008. —№1. — С. 148—150.

15. Свергузова, Ж.А. Очистка модельных растворов и эмульсий от молочного жира, сыворотки и аспарагина модифицированным дефекатом / Ж.А. Свергузова// Геосистемы: факторы развития, рациональное использование, методы управления: материалы Международной научной конференции; под ред. д.г.н., проф. С.Я. Сергина. — Туапсе: Стерх, 2008. — С. 218—219.

16. Свергузова, Ж.А. Извлечение молочной кислоты из водных растворов термообработанным дефекатом / Ж.А. Свергузова // Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов: тез. докл. Международной научно-практической конференции/ Щелкино (Украина), 2 — 6 июня 2008 г. — Харьков: Райдер. — Т.2.— С.146—147.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 28.11.08 Заказ ^//Уформат 60x84 /17. Усл. печ.л. 1,2. Тираж 100 экз. Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им. В.Г. Шухова 308012, г. Белгород, ул. Костюкова 46.

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата технических наук, Свергузова, Жанна Ануаровна

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Активированные угли в сорбционной очистке сточных вод

1.2. Традиционные методы обработки сточных вод предприятий молочной 9 промышленности

1.3. Характеристика сточных вод молочных комбинатов как источника 13 загрязнения поверхностных вод

1.4. Состав молока

1.5. Влияние сточных вод молочных комбинатов на водные экосистемы

1.6. Загрязнение водных объектов белгородской области

Глава 2. Объекты и методы исследований

2.1 .Объекты исследования

2.1.1 .Образование дефеката при производстве сахара

2.1.2. Физико-химические характеристики исходного дефеката 3О

2.1.3. Рентгенофазовый анализ исходного дефеката

2.1.4. Сточные воды молочных комбинатов 33 2.2. Методы исследований

Глава 3. Исследование физико-химических свойств ТД и 42 определение оптимальных условий водоочистки

3.1 Получение термически модифицированного дефеката

3.2. Определение влияния температуры обжига дефеката на рН и 43 электропроводность водной вытяжки

3.3 Влияние температуры обжига на размер частиц и величину удельной 44 поверхности дефеката

3.4. Термогравиметрические исследования

3.5 Электрокинетические свойства частиц дефеката

3.6 Определение модификации углерода на поверхности ТД

3.7 Исследования УДТ в инфракрасном спектре

3.8 Взаимодействие ТД и УТД с йодной водой

3.9 Определение сорбционной емкости ТД и УТД по метиленовому голубому

3.10 Исследование микроструктуры полученных сорбентов

3.11 Зависимость эффективности очистки сточных вод 56 от размера частиц сорбентов

3.12 Зависимость эффективности очистки от температуры и времени обжига 58 дефеката

3.13 Зависимость эффективности очистки от количества сорбента

3.14 Зависимость эффективности очистки сточных вод от жиров от температуры сточных вод

3.15 Зависимость эффективности очистки от рН сточных вод

3.16 Зависимость эффективности очистки сточных вод от времени взаимодействия сорбента со сточными водами

3.17 Исследование эффективности очистки термически модифицированным дефекатом компонентов сточных вод молокоперерабатывающих предприятий

3.18. Исследование коллоидно-химических особенностей процесса очистки сточных вод

3.19 Предполагаемый механизм процесса очистки

Глава 4. Утилизация шлама водоочистки и разработка технологической схемы очистки сточных вод

4.1 Использование отработанного ТД в производстве цементного клинкера

4.2 Испытание ТД на реальных стоках и разработка технологической схемы 80 очистки

4.2.1. Исследование процесса очистки сточных вод термообработанным дефекатом в производственных условиях

4.2.2. Разработка технологической схемы очистки

Глава 5. Расчет предотвращенного экологического ущерба

5.1. Расчет капитальных затрат на внедрение сорбционного материала

5.2. Определение себестоимости продукта

5.3. Расчет предотвращенного экономического ущерба от загрязнения водохозяйственного участка

5.4. Расчет экономической эффективности комплекса природоохранных 90 мероприятий

Выводы

Список использованных литературных источников

 
Введение диссертация по химии, на тему "Получение и коллоидно-химические свойства сорбента на основе твердого отхода сахарной промышленности"

Актуальность темы. Адсорбционные методы извлечения растворенных веществ из промышленных сточных вод получают все большее применение, так как позволяют достигнуть высокой эффективности очистки. Адсорбционная очистка позволяет исключить или значительно интенсифицировать последующие стадии биологической очистки сточных вод.

В многокомпонентных системах сложного состава, содержащих разнообразные классы соединений, таких как анионные, катионные и неионогенные ПАВ, белки, жиры, аминокислоты эффективно использование сорбционных методов очистки. Примером подобных систем являются сточные воды предприятий молочной промышленности, которые представляют собой устойчивые эмульсии, трудно поддающиеся очистке.

Традиционно используемым сорбентом является активированный уголь. Активированный уголь имеет относительно высокую стоимость, что удорожает процесс очистки. Отработанный сорбент необходимо регенерировать или утилизировать, что связано с дополнительными затратами.

В сахарной промышленности образуются отходы, обладающие комплексом физико-химических свойств, позволяющих использовать их в качестве сорбентов. Примером такого отхода является осадок, образующийся в производстве сахара - дефекат, состоящий из тонкодисперсных частиц СаСОз с примесью органических веществ. Дефекат в результате термообработки при определенных условиях может образовать активный слой углеродистых частиц, обладающий высокими сорбционными свойствами.

Для получения эффективного и недорогого сорбента необходимо провести исследования физико-химических свойств дефеката, что позволит расширить круг веществ, используемых в промышленности для очистки сточных вод. Поэтому задача поиска эффективных сорбентов, в том числе и на основе отходов промышленности, является актуальной.

Целью данной работы является получение эффективного сорбента на основе термодеструктурированного дефеката - отхода сахарной промышленности и изучение его коллоидно-химических свойств в процессе очистки сточных вод молочной промышленности.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- получение термически модифицированного дефеката (ТД), обладающего свойствами сорбента;

- изучение физико-химических свойств ТД с целью использования его в водоочистке;

- исследование коллоидно-химических и сорбционных особенностей процесса очистки модельных и технологических сточных вод с помощью ТД;

- разработка схемы технологического процесса очистки СВ;

- оценка возможности утилизации вторичных отходов водоочистки.

Научная новизна работы.

1. Обоснована теоретически и доказана экспериментально возможность получения сорбента путем термической модификации дефеката — отхода сахарной промышленности для очистки сточных вод, основанная на протекании процессов деструктуризации остатков органических веществ и образовании на поверхности частиц дефеката высокоразвитого углеродного слоя.

2. Определены оптимальные условия получения сорбента на основе дефеката, заключающиеся в обжиге в диапазоне температур 580.600°С в течение 30 мин.

3. Установлено, что углеродный слой, образующийся в процессе термической обработки дефеката, содержит углерод различных модификаций и обладает высокой сорбционной активностью.

4. Исследован механизм сорбционного взаимодействия различных веществ карбонизованной поверхностью дефеката. Выявлено, что для органических кислот (на примере молочной кислоты) взаимодействие может протекать по типу физической адсорбции с одновременным протеканием процесса нейтрализации. Адсорбция аминокислот (на примере аспарагина) может протекать как по физическому, так и по химическому механизмам. Осаждение жировых частиц протекает вследствие гидрофобного взаимодействия этих частиц с поверхностью углеродного слоя ТД.

5. Установлено, что процессы адсорбции адекватно описываются уравнениями Ленгмюра. Рассчитаны константы адсорбции и термодинамические параметры изотерм сорбции, которые подтверждают физическую природу адсорбции молочной кислоты углеродом на поверхности ТД и физико-химическую при адсорбции аспарагина на поверхности ТД.

Практическая значимость работы. Разработан способ получения эффективного сорбента для очистки сточных вод на основе ТД с средним о размером частиц около 1 мкм, плотностью 2720 кг/м , удельной

Г) поверхностью 72,2 м~/г, емкостью по метиленовому голубому 116 мг/г, и эффективностью очистки модельных и технологических вод 85% при исходном показателе химического потребления кислорода (ХПК) 300 мг О/л. Доказана высокая эффективность использования ТД в практике водоочистки.

Разработана технологическая схема очистки сточных вод молокоперерабатывающих предприятий (МП) с использованием ТД.

Предложен способ утилизации осадков водоочистки в качестве известковой добавки при производстве цементного клинкера. При этом установлено, что использование шлама водоочистки в качестве известкового компонента не приводит к изменению структуры и качества получаемого цемента.

Результаты исследований используются в учебном процессе при выполнении УНИРС, дипломных проектов студентами специальностей 28.02.01 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» и 28.02.02. «Инженерная защита окружающей среды».

Предлагаемый способ очистки апробирован на МУП «Горводоканал» г. Алексеевка и ОАО «Волоконовский МКК», принят к внедрению на ОАО «Ника», ОАО «Волоконовский МКК». Рассчитанный предотвращенный экологический ущерб от внедрения предлагаемого способа водоочистки и утилизации осадков на примере ОАО «Волоконовский молочно-консервный комбинат» (Волоконовский МКК) составит 1195 тыс. руб/год о при расходе сточных вод 85000 м /год. На защиту выносятся:

- способ получения сорбента путем термического деструктурирования дефеката;

- коллоидно-химическое обоснование особенностей процесса водоочистки при использовании ТД;

- технические решения по снижению загрязнения водных объектов путем повышения эффективности очистки сточных вод молокоперерабатывающих предприятий;

- результаты исследований по утилизации осадка водоочистки при производстве цемента в качестве известковой добавки.

Апробация. Основные положения работы докладывались на следующих конференциях: Das Internationale Symposium «Euro-Eco, Hannover 2006» 1-2 Dezember 2006; «9-th conference of junior researchers Science — the Future of Lithuania. Environmental protection engineering». 2006; международной научно-практической конференции «Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов» (5-9 июня 2006 г. г. Щелкино, Украина); международной научно-практической конференции «Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов» (4-8июня 2007 г,, г. Щелкино, Украина); международной научно-практической конференции. «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии», Белгород, 2007; м!жнародшл науково1 конференцн студент!в та молодих вчених ВТНЗ «Интеграцшш процеси та шновацшш технологи у свгговому та нацюнальному BHMipi. Досягнення та перспективи техшчних наук», Харьков, 2008 г; международной научной конференции «Геосистемы: факторы развития, рациональное использование, методы управления», Туапсе, 2008, международной научно-практической конференции «Экология и здоровье человека. Охрана воздушного и водного бассейнов. Утилизация отходов» (июнь 2008 г., г. Щелкино, Украина).

Публикации. Основные положения работы изложены в 16 печатных работах, включая 1 статью в издании, рекомендованном ВАК России.

Личное участие автора выразилось в теоретическом обосновании проблемы, постановке и решении задач исследования, постановке эксперимента, обработке и интерпретации экспериментальных результатов; апробации способа очистки сточных вод ТД в лабораторных и производственных условиях; определении качественных характеристик, выявлении коллоидно-хмических и сорбционных особенностей процесса очистки, разработке технологической схемы очистки сточных вод с использованием дефеката; утилизации осадка водоочистки.

 
Заключение диссертации по теме "Коллоидная химия и физико-химическая механика"

ВЫВОДЫ

1. Определены условия получения сорбента на основе твердого отхода сахарной промышленности - дефеката. Показано, что термообработку дефеката следует проводить в интервале температур от 580 до 600 °С в течение 0,5 ч. Методом рентгенофазового анализа установлено, что входящие в состав дефеката органические соединения в результате термообработки обугливаются и образуют на поверхности частиц дефеката углеродный слой, состоящий из углерода различных модификаций и содержащий полиеновые цепи типа =С=С=.

2. Методом электронной микроскопии установлено, что частицы углерода, образовавшиеся на поверхности дефеката, представляют собой рыхлые конгломераты со средним диаметром 1 мкм, имеющие развитую поверхность с множеством каналов, пор, трещин, что свидетельствует о высокой дефектности данной структуры. Удельная поверхность ТД составляет 72,2 м /г, а удельная поверхность углерода, смытого с поверхности ТД, — 87,2 м2/г.

3. Изучены коллоидно-химические закономерности очистки сточных вод различного состава термически модифицированным дефекатом. Показано, что высокая эффективность очистки достигается при следующих технологических параметрах процесса: температура раствора 20.30 °С, время взаимодействия 30 мин, рН = 8, количество сорбента — Юг/л.

4. Проведено сравнительное исследование эффективности сорбентов (активированный уголь марки КАД, ТД и УТД) в процессах водоочистки на модельных сточных водах молочной промышленности. Показано, что полученный сорбент сопоставим по своим свойствам с традиционно используемыми активными углями и обеспечивает высокую эффективность очистки.

5. Исследованы сорбционные характеристики термически модифицированного дефеката в отношении молочной кислоты и аспарагина как типичных представителей загрязняющих веществ, присутствующих в сточных водах молокоперерабатывающих предприятий. В статических условиях рассчитаны термодинамические параметры сорбции, определена полная сорбционная емкость ТД, рассчитаны размеры посадочных площадок для молекул молочной кислоты и аспарагина. Полученные данные позволили сделать вывод о физической природе процесса сорбции молочной кислоты на УТД и о протекании физической и химической адсорбции молочной кислоты и аспарагина на ТД, а размеры вычисленных посадочных площадок дали возможность предположить наклонную ориентацию молекул молочной кислоты и аспарагина при их адсорбции поверхностью ТД.

6. Исследованы с помощью ЭВМ и программного обеспечения «Сигма» изотермы сорбции и рассчитаны константы сорбции молочной кислоты и аспарагина на поверхности ТД. Установлено, что полученные изотермы хорошо описываются уравнениями Ленгмюра. Рассчитанные значения констант адсорбции, равные 19,8 для молочной кислоты и 27,1 для аспарагина. Это указывает на большую долю вероятности сорбционного взаимодействия молочной кислоты с поверхностью сорбента карбоксильными группами, а в случае с аспарагином взаимодействие происходит как по карбоксильным, так и по аминогруппам.

7. Разработана технология утилизации осадка водоочистки в качестве карбонатной составляющей в производстве цементного клинкера. Доказано, что при использовании осадка водоочистки не происходит изменение структуры получаемого цементного клинкера по сравнению с клинкером, изготовленным с использованием традиционного сырья.

8. Предложена и опробована в условиях очистных сооружений на предприятиях МУП «Горводоканал» (г. Алексеевка) и ОАО

Волоконовский МКК» (пос. Волоконовка) технология сорбционной очистки сточных вод от жиров, взвешенных веществ, ХПК, БПК. Показано, что эффективность очистки на реальных сточных водах составляет по ХПК 65,3%; БПК 61,5%; взвешенным веществам 92,3%; жирам 89,2%; что свидетельствует о перспективности предлагаемого сорбента.

9. Технология очистки сточных вод с использованием ТД принята к внедрению на ОАО «Ника» и ОАО «Волоконовский МКК». Рассчитан предотвращенный экологический ущерб на примере ОАО

Волоконовский МКК», величина которого составляет 1195 тыс руб/год при расходе сточных вод 85 ООО м3/год.

Заключение

Разработана технология утилизации осадка водоочистки в качестве карбонатной составляющей в производстве цементного клинкера. Доказано, что при использовании осадка водоочистки не происходит изменение структуры получаемого цементного клинкера по сравнению с клинкером, изготовленным с использованием традиционного сырья.

Предложена и опробована в условиях очистных сооружений на предприятиях МУП «Горводоканал» (г. Алексеевка) и ОАО «Волоконовский МКК» (пос. Волоконовка) технология сорбционной очистки сточных вод от жиров, взвешенных веществ, ХПК, БПК. Показано, что эффективность очистки на реальных сточных водах составляет по ХПК 65,3%; БПК 61,5%; взвешенным веществам 92,3%; жирам 89,2%; что свидетельствует о перспективности предлагаемого сорбента.

Технология очистки сточных вод с использованием ТД принята к внедрению на ОАО «Ника» и ОАО «Волоконовский МКК».

Глава 5. Расчет предотвращенного экологического ущерба

При обосновании применения нового сорбента, обязательно проводить экономические расчеты, которые показывают целесообразность предлагаемых мероприятий. Поэтому в работе была произведена экономическая оценка использования термически модифицированного дефеката по общепринятым методикам [166,167].

5.1. Расчет капитальных затрат на внедрение сорбционного метода

При внедрении метода очистки сточных вод от жиров при помощи термически модифицированного дефеката необходимо применение следующего оборудования:

- сушилка 15000 руб.,

- обжиговая печь 30000 руб.,

- бункер с дозатором 25000 руб.,

- ленточный конвейер 10000 руб.,

- усреднитель 60000 руб.,

- смеситель 70000 руб.,

- насос 5000 руб.,

- вертикальный Отстойник 150000 руб.,

- шламонакопитель 35000 руб.

Общая стоимость оборудования составляет 400 000 руб. При этом:

- Затраты на монтаж оборудования: Кмон = 400 ■ 10 / 100 = 40 тыс. руб.

- Транспортные расходы:

K™= 400 • 8,0 / 100 = 32 тыс. руб.

3. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования включают в себя : - капитальный и текущий ремонт, составляет 15% от капитальных вложений: (472000-15)/100 = 70800 руб/год.

- эксплуатацию - 3 %:

472000 ■ 3 )/100 = 14160 руб/год.

- амортизацию - 5 %:

472000 -5)/100 = 23600 руб/год. Е=70800+14160+23600=108560 руб/год. На основании вышеперечисленных расчетов составляем общую смету капитальных вложений на внедрение нового оборудования (табл. 5.1.).

 
Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата технических наук, Свергузова, Жанна Ануаровна, Белгород

1. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г. Касаткин. — Изд. 7-е. — М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1961.— 829 с.

2. Когановский, A.M. Адсорбционная технология очистки сточных вод / A.M. Когановский, Т.М. Левченко, И.Г. Рода, P.M. Марутовский. — Киев.:Техшка, 1981.-175 с.

3. Смирнов, А.Д. Методы физико-химической очистки воды: обзор / А.Д. Смирнов — М.: ВНТИЦентр, 1985. — 112 с.

4. Смирнов, А.Д. Сорбционная очистка воды / А.Д. Смирнов. — Л.:Химия, 1982. — 168 с.

5. Павлова, И.В. Доочистка сточных вод молокозавода / И.В. Павлова, Л.А. Чурмасова, Л.О. Никифорова // Экология и промышленность России. —2003. — июль. — С. 20-21.

6. Смирнов, А.Д. О повышении эффективности использования активных углей для доочистки сточных вод / А.Д. Смирнов, ЯМ. Тарадин, Г.М. Евсюкова // Труды ВНИИ ВОДГЕО. — М., 1979. — С. 18-21.

7. Гончарук, В.В. Научные и прикладные аспекты подготовки питьевой воды / В.В. Гончарук, В.В. Подлеснюк, Л.Е. Фридман // Хим. технол. воды. —1992. —№14. — С. 506-525.

8. Харьков, 1998. — С. 59-60.

9. Кузнецов, Б.Н. Термическая обработка гидролизного лигнина в реакторе с циркулирующим слоем / Б.Н. Кузнецов, Ю.Г. Головин, В.А. Винк, В.В. Головина // Химия растительного сырья. — 1999. — № 2.1. С. 53-59.

10. Журавлева, JI.JJ. Научные основы технологии переработки полимерных отходов в фильтрующие материалы для биологической очистки производственных сточных вод.: автореф. дис. . д-ра техн. наук / Л.Л. Журавлева. — Саратов.: СГТУ, 2005. — 42 с.

11. Кузнецов, Б.Н. Синтез и применение углеродных сорбентов / Б.Н. Кузнецов // Соросовский образовательный журнал. — 1999. — № 12.1. С. 29-34.

12. Ольшанская, Л.Н. Новые сорбционные материалы для очистки сточных вод / Л.Н. Ольшанская, Н.А. Собгайда, Т.В. Никитина // Энергосбережение в Саратовской области: научно-практический журнал.2007.—№2 (28) июнь. —С. 16-18.

13. Собгайда, Н.А. Волокнистые и углеродистые материалы для очистки сточных вод / Н.А. Собгайда, JI.H. Ольшанская, Т.В. Никитина // Химическое и нефтегазовое машиностроение. — 2008. — № 1. — С. 33-34.

14. Ольшанская, JI.H. Современные методы очистки и контроля сточных вод / J1.H. Ольшанская // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. — 2006.14.— С. 103-106.

15. Ольшанская, JI.H. Сорбенты для очистки сточных вод / JI.H. Ольшанская, Н.А. Собгайда, Ю.А. Тарушкина, Т.В. Никитина // Экология и промышленность России. — 2007. — нояб. — С. 32-33.

16. Кузнегрв, Б.Н. Получение углеродных сорбентов из продуктов экстракционной переработки коры лиственницы сибирской / Б.Н. Кузнецов, Ю.Г. Головин, В.В. Головина, А.О. Ершина, В.А. Левданский // Химия растительного сырья. — 2002. — № 2. — С. 57 61.

17. Никифорова, Т.Е. Изучение влияния ферментативной обработки короткого льняного волокна на его сорбционную способность / Т.Е. Никифорова, В.А. Козлов, Н.А. Багровская // Химия растительного сырья. — 2005. — № 4. — С. 45 52.

18. Patent 4916095, US. Modified clay sorbents / H. Scott Fogler, Keeran R. Srinivasan; assignee: The University of Michigan, Ann Arbor, Mich; date of patent: 10.04. 1990.

19. Егорова, Е.Ю. Получение сорбента из скорлупы кедрового ореха методом низкотемпературной обработки / Е.Ю. Егорова, Р.Ю. Митрофанов, А.А. Лебедева // Ползуновский вестник. — 2007. — № 3. —С. 35-39.

20. Кочева, JI.C. Модификация растительного сырья с целью получения биосорбентов / Л.С. Кочева, О.В. Броварова, И.И. Шуктомова, Н.Г. Рачкова, А.П. Карманов // Химия и технология растительных веществ: труды конф. Казань, 22-24 июня 2002. — 2002. — С. 139.

21. Пат. 2105724 РФ, Способ очистки сточных вод / Пономарев А.В., Макаров И.Е., Похило С.Б., заявитель и патентообладатель Пономарев А.В., Макаров И.Е., Похило С.Б.; опубл. 27.02.1998.

22. Кинле, X. Активные угли и их промышленное применение: пер. с нем, /X. Кинле, Э. Бадер. — Л.: Химия, 1984. — 216с.

23. Лукиных, Н.А. Методы доочистки сточных вод / Н.А. Лукиных, Б.П. Липман, В.П. Криштул. — М.: Стройиздат, 1978. — 156 с.

24. Stander, J. Gurrent status of research on waste water reclamation in South Africa / J. Stander, Van Vuuren, G. Dalton // Water Pollution Control. —1971. —№2. —P. 213-219.

25. McCarty, P.L. Operational experiences with actiwated carbon absorbers at Water Factory XXI / P.L. McCarty // Journal of American Works Association. — 1979. — № 10. —P. 683-696.

26. Hrubec, J. Studies of water reuse in Netherlands / J. Hrubec, J.C. Schippers // Proc. Water Reuse Sump.: Water Reuse-Res. Appl. — WashingtonD.C., 1979. —P. 785-807.

27. Kalinski, A. A. Reclamation of wastewater treatment plant effluent for high quality industrial reuse in Saudi Arabia / A.A. Kalinski, J.F. Willis, S.R. Martin // Proc. Water Reuse Symp.: Water Reuse Res. Appl. — Washington D.C., 1979. — P. 958-992.

28. Худенко, Б.М. Глубокая очистка и повторное использование сточных вод / Б.М. Худенко, М.Г. Тарнопольская, Н.В. Кравцова, А.В. Чапковский. под ред. Е.И. Апельцина. — М.: ВНИИС Госстроя СССР, 1974. —64 с.

29. Манн, Э. Сточные воды молочного производства / Э. Манн. пер.

30. A. Виноградовой // Переработка молока. — 2006. — № 1, январь — С. 51.

31. ЯромскшX В.Н. Опыт проектирования локальных очистных сооружений молокоперерабатывающих предприятий / В.Н. Яромский,

32. B.JI. Ковальчук // Техника и технология защиты окружающей среды: материалы докладов Международной научно технической конференции. — Минск.: БГТУ, 2002. — С. 48-50.

33. Скотт, Р. Производство сыра: научные основы и технологии / Р. Скотт, Р.К. Робинсон, Р.А. Уилби. — СПб.: Профессия, 2005. — 464 с.

34. СНиП 2.04.03. 85. Канализация. Наружные сети и сооружения.

35. М.: Стройиздат, 1986.— 72 с.

36. Яковлев, С.В. Канализация / С.В. Яковлев, Ю.М. Ласков. — М: Стройиздат, 1987. — 319 с.

37. Яковлев, С.В. Очистка производственных сточных вод / С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов — М.: Стройиздат, 1979. —320с.

38. Калинина, Е.В. Снижение содержания биогенных элементов в процессе биологической очистки городских сточных вод высшими водными растениями : автореф. дис. . канд. техн. наук / Е.В. Калинина.

39. Пермь: ПГТУ, 2007. — 18 с.

40. Дэвис, Д.Г. Лабораторный контроль в молочном производстве / Д.Г. Дэвис. пер. с англ., под ред. Г.А. Титова — М.: Пигцпромиздат, 1960 г.375 с.

41. Пат. 2016851 РФ, Способ очистки жиросодержащих сточных вод / Меледина Т.В., Соколова А.А. ; заявитель и патентообладатель Санкт-Петербургский технологический институт холодильной промышленности; опубл. 30.07.1994

42. Пат. 2228301 РФ, Способ очистки масло- и жиросодержащих сточных вод / Стрелков А.К., Шувалов М.В., Теплых С.Ю.; патентообладатель: Самарская государственная архитектурно-строительная академия; опубл. 10.05.2004.

43. Пат. 2070165 Способ очистки и обеззараживания сточных вод / Назаров В.Д., Русакович А.А., Гараев И,Ф., Рубайдуллин М.Ф.; заявитель и патентообладатель: Уфимск. госуд. тех. ун-т.; опубл. 16. 03. 2005.

44. Pat. 6030922 US, Synthesizing carbon from sludge / Khalili N.R., Arastoopour H., Walhof L.K.; assignee: Illinois Institute of techn.; patent issued on 29.02.2000.

45. Pat. 7294343 US, Biodegradable sorbents / Barresi F., Hulsey K., Taylor J.S., Schilling K.H.; assignee: Grain processing corporation; patent issued on 13.11.2007.

46. Пат. 2135419 РФ, Способ очистки сточных вод от органических примесей / Рязанцев А.А.; Батоева А.А.; Жалсанова Д.Б.; заявитель и патентообладатель: Байкальский институт природопользования Сибирского отделения РАН; опубл. 27.08.1999

47. Пат. 2031859 РФ, Способ биохимической очистки сточных вод активным илом / Семенов А.Р.; Баканов В.А.; Вотякова М.Г.; заявитель и патентообладатель: Нижнетагильский металлургический комбинат; опубл. 27.03.1995.

48. Мишуков, Б.Г. Исследование по предварительной очистке сточных вод предприятий молочной промышленности / Б.Г. Мишуков, Ю.А. Феофанов и др. // Межвузовский тематический сборник трудов. — Л.:ЛИСИ, 1976. — №5. —С. 119-123.

49. Шифрин, С.М. Очистка сточных вод предприятий молочной промышленности / С.М. Шифрин, Б.Г. Мишуков. — М.: Пищевая промышленность, 1968. — 117 с.

50. Рапопорт, Я.Д. Исследование технологических процессов обработки воды при использовании электролитических коагулирующих растворов: автореф. дис. . канд. техн. наук / Я.Д. Рапопорт. — М. 1970. — 23 с.

51. Ярославский, З.Я. Исследование электрокоагуляторов для очистки воды / З.Я. Ярославский // Труды ВНИИГиИ им. Костокова. — 1965. — Т. 43. С. 293-301.

52. Иванов, Г.В. Очистка жиросодержащих сточных вод во флотаторах импеллерного типа / Г.В. Иванов, Л.П. Дмитриева // Сб. трудов ЛИСИ. — 1975. —№ 103. —С. 111-120.

53. Феофанов, Ю.А. Разработка схемы локальной очистки сточных вод молочных заводов с применением электролитических методов / Ю.А. Феофанов, С.Ф. Калина-Шувалова // Межвуз. темат. сб. трудов. — Л.: ЛИСИ, 1977. —№ 6. — С.130-134.

54. Шифрин, С.М. Очистка сточных вод предприятий мясной и молочной промышленности / С.М. Шифрин, Г.В. Иванов и др. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. — 272 с.

55. Измайлова, В.Н. Очистка сточных вод от нефтепродуктов и жиров, белков / В.Н. Измайлова; под ред. Н.В.Петрякова-Соколова. — М.: Химия, 1988. —239 с.

56. Добрынкина, А.Ф. Влияние химического состава жиров на флокулирующие характеристики жиросодержащих систем / А.Ф. Добрынкина, Г.Г. Фейзуллина, В.П. Барабанов и др. //Химия и технология воды. — 2004. — Т.26, № 2. — С. 192-201.

57. Брождина, JI.B. Обезвреживание производственных сточных вод предприятий молочной промышленности на основе биологических методов обработки / Брождина Л.В., Зуева С.В // Экология ЦЧО РФ. — 1999. —№2. С. 103.

58. Зиятдинов Н.Н. Системный подход к повышению эффективности биологической очистки промышленных сточных вод : автореф. дис. . д-ра. техн. наук // Н.Н. Зиятдинов. — Казань: КГТУ, 2001. —35 с.

59. Fischer, К. Auswirkungen der biologischen Besiedlung aut die Absorption von Aktivkohle und aut deren Anwendung in der weitergehenden Abwasserreiningung / K. Fischer, D. Bardke // GWF — Wasser Abwasser. — 1981. —№2.

60. Сироткин, A.C. Современные технологические концепции аэробной очистки сточных вод/ А.С. Сироткин, C.JI. Понкратова, М.В. Шупаев. — Казанский гос. технол. ун-т. Казань, 2002. — 164 с.

61. Fischer, К. Abwasser in der Textilveredlungsindustrid Moglichkeiten zur Problemlosung "Wirkerei-und Strickerei technick" / K. Fischer — 1982. — №5. —P. 452-456.

62. Гончарук, Е.И. Интенсификация биоочистки сточных вод активным углем / Е.И. Гончарук, A.M. Когановский, В.Н. Гирин и др. // Химия и технология воды. ■— 1981. —№ 1. — С. 83-84.

63. Буряк, Н.Я. Исследование работы пилотной биоадсорбционной установки / Н.Я. Буряк, А.В. Мамченко, И.Г. Рода, А.И. Щетинин // Химия и технология воды. — 1982. № 1. — С. 65-68.

64. Pat. 3043820 BRD. МКИ3 С 02 F 3/08. Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser / V. Fuch, H. Reimann. — Publ. 24.06.82.

65. Specchia, V. Powdered activated carbon in an activated sludge treatment plant / V. Specchia, A. Gianetto // Water Research. — 1984. — № 2.1. P. 133 -137.

66. Патент № 525843, Швейцария МКИ С 02 С 1/02. / Wilhelm Syuindo; опубл. 15.09.72

67. Bernelt, C.L. Combining carbon with convertional greatest cost-effective treatment / C.L. Bernelt, R.M. Rolling // Pollution Engineering. — 1984. —№ 1.-— P. 34-35.

68. Grutsch, J.F. Optimizing the role of the activated sludge process to meet batea. / J.F. Grutsch J.F, D.C. Kloeckner // Industrial Water engineering.1979. —№ 1, —P. 34-35.

69. Grieves, C.G. Powdered versus granular carbon for oil rafinery wastewater treatment / C.G. Grieves, L.W. Crame, D.G. Verandos, Wei-Chi-Ying // Jornal of Water Pollution Control Federation. — 1980. — № 3. — P. 483 497.

70. Bettens, L. Powdered activated sludge unit / L. Bettens // Effluent and Water Treatment Journal. — 1979. — № 3. — P. 129 -135.

71. Sundstrom, D. W. Response of biological reactors to the addition of powdered activated carbon / D.W. Sundstrom, H.E. Klei, T. Tien, S. Nayar // Water Research. — 1979. — № 12. — P. 1225-1231.

72. Рыбаков, С.А. Интенсификация биохимической очистки сточных вод химико-фармацевтических производств с помощью активированногоугля / С.А. Рыбаков, Т.А. Карюхина, А.В. Ермолаев // Химико-фармацевтический журнал. — 1979. — № 9. — С. 73-84.

73. Eisenacher, К. Biocop: Weitergehende Abwasserrinigung mit pulverformiger Aktivkohle / K. Eisenacher, U. Neumann // Chemical Industry. — 1983.— №6.— P. 341-345.

74. Bauer, A. Einsatz von Aktivkohle im Biohoch-Reaktor; Verbesserung der Abbauleistung bei Problemabwasser / A. Bauer, G. Sell, L. Schafer //

75. Chemical Technology. — 1982. — № 6. — P. 611-621.

76. Reinbold M. Etude d incorporation de charbon actif en pourde dans une boue activee. / M. Reinbold // Techniques et Sciences Municipales. — 1982.— №5. —P.213-220.

77. Thuer, M. Adsorptionsverfahren in der Abwasserreinigung / M. Thuer // Chemical Rundschau. — 1980. — № 24. — P. 5-10.

78. Ferguson, J.F. Powdered activated carbon in cantact stabilization activated sludge / J.F. Ferguson, G.F.P. Keay, M.S. Merrill, A.H. Benedict // Journal Water Pollution Control Federation. — 1979. — № 9. — P. 2314-2323.

79. Berndt, C.L. РАС upgrades wastewater treatment / C.L.Bemdt, L.B. Polkowski // Water and Wastes Engineering. — 1978. — № 5. — P. 48-50.

80. Grutsch, J.F. The a,(3,y,8 of waste water treatment / J.F. Grutch // Environmental Sciense and Technology. — 1980. — № 3. —-P. 276-281.

81. Клименко, H.A. Биосорбция и биорегенерация активного угля в технологии глубокой очистки сточных вод / Н.А. Клименко, A.M. Когановский // Химия и технология воды. — 1997. — № 2. — с. 165181.

82. Куманова. Б.К. Биосорбционный метод очистки сточных вод / Б.К. Куманова, В.З. Лазарева // Химия и технология воды. —1988. — №1. — С. 40-46

83. Тамим, A.M. Йогурт и аналогичные кисломолочные продукты: научные основы и технологии / А.И. Тамим, Р.К. Робинсон; пер. с англ. под науч. ред. JI.A. Забодаловой. — СПб: Профессия, 2003. — 664 с.

84. Roye, Е. Wastewater characterization in multiproduct diary / E. Roye, V. Carawan, A. Jones, A.P. Hansen // Joyrnal of Diary Science. — 1979. — Vol 62, №8— P. 1243-1251.

85. Чеботарев, E.A. Технико-экономическая и экологическая оценка процессов центробежного выделения дисперсных фаз из сыворотки и ее концентратов / Е.А. Чеботарев, Н.Г. Чеботарева, Н.А. Ларкина // Вестник Сев КавГТУ, серия «Продовольствие». — 2004. — №1(7).

86. Валялина, С. А. Определение количества загрязнений, поступающих в сточные воды молочных предприятий / С.А. Валялина // Экология и промышленность России. — 2007. — октябрь. — С. 20 -21.

87. Седелкин, В.М. Формовочные растворы для создания технологии переработки вторичного молочного сырья / В.М. Седелкин, О.В. Пачина, А.Н. Суркова // Экология и промышленность России. — 2007. — июль. — С. 10-12.

88. Кручинина, Е.Н. Алюмокремниевые коагулянты-флокулянты в очистке сточных вод молочной промышленности / Е.Н. Кручинина, А.К. Шибеши, И.С. Валигун // Экология и промышленность России. — 2006. — сентябрь. —С. 19-21.

89. Hansen, A.P. Analysis of Lipids in Diary Wastewater / A.P. Hansen, S. Saad, V.A. Jones, R.E. Carawan // Joyrnal of Diary Science. — 1975. — Vol 59, №7. — P.1222-1225.

90. Herbert, H. Threatment of Wastewater from a whey processing plant using actiwated sluge and anaerobic process / H. Herbert, P. Fang // Joyrnal of Diary Science. — 1991.— Vol 74, № 6. — P.2015-2019.

91. Горбатова, K.K. Биохимия молока и молочных продуктов / К.К. Горбатова. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. — 344с.

92. Пушкарев, В.В. Очистка маслосодержащих сточных вод / В.В. Пушкарев, А.Г, Южанинов, С.К. Мэн. — М.: Металлургия, 1980. — 197с.

93. Ввозная, Н.Ф. Химия воды и микробиология: учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп / Н.Ф. Ввозная. — М.: Высшая школа, 1979.— 340 с.

94. Тепел, А. Химия и физика молока / А. Тепел; под ред. Н.А. Гроностайской, А.П. Патратий. — М.: Пищевая промышленность, 1979. —619 с.

95. Гришина, Е.Е. Очистка сточных вод от масел: автореф. дис. . канд. техн. наук. /Е.Е. Гришина. — М.: ВОДГЕО, 1961. — С. 3-410994. Айвазов, Б.В. Практикум по химии поверхностных явлений и адсорбции / Б.В. Айвазов. — М.: Высшая школа, 1973. — 177с.

96. Смайт, В. Электростатика и электродинамика / В. Смайт. — М.: Инлит, 1954. —604 с.

97. Бабенков, Е.Д. Воду очищают коагулянты / Е.Д. Бабенков. — М.: Химия, 1983. — 64 с.

98. Воюцкий, С.С. Курс коллоидной химии / С.С. Воюцкий. — М.: Химия, 1976. —512 с.

99. Ребиндер, П.А. Применение поверхностно-активных веществ и других химических реагентов в нефтедобывающей промышленности / П.А. Ребиндер. — М.: Недра, 1970. — 24 с.

100. Синельников, Б.М. Лактоза и ее производные / Б.М. Синельников, А.Г. Храмцов, И.А. Евдокимов и др. — СПБ.: Профессия, 2007. — 767 с.

101. Храмцов, А.Г. Продукты из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки / А.Г. Храмцов, Э.Ф. Кравченко, К.С. Петровский и др.; под ред. А. Г. Храмцова, П.Г. Нестеренко — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. — 296 с.

102. Твердохлеб, Г.В. Технология молока и молочных продуктов / Г.В. Твердохлеб, Г.Ю. Сажинов, Р.И. Раманаускас. — М.: Дели принт, 2006. —616 с.

103. Бредихин, С.А. Технология и техника переработки молока / С.А. Бредихин, Ю.В. Космодемьянский, В.Н. Юрен. — М.: Колос, 2001. — 400с.

104. Медузов, B.C. Производство детских молочных продуктов / B.C. Медузов, З.А. Бирюкова, JI.H. Иванова. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. — 208с.

105. Кравченок, Э.Ф. Состав и некоторые функциональные свойства белков молока / Э.Ф. Кравченок, Ю.Я. Свириденко, Н.В. Плисов // Молочная промышленность. — 2005. — № 11. — С. 42-44.

106. Юсфин, Ю.С. Промышленность и окружающая среда / Ю.С. Юсфин, Л.И. Леонтьев, П.И. Черноусов. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. — 459с.

107. Маклашевский, Н.В. Чистая вода. Системы очистки и бытовые фильтры / Н.В. Маклашевский, С.В. Королькова. СПб.: Издательская группа «Арлит», 2000. — 240 с.

108. Холодкевич, С.В. Перспективные методы обезвреживания органических загрязнений воды / С.В. Холодкевич, Г.Г. Юшина, Е.С. Апостолова // Экологическая химия. — 1996. — № 5(2). — С.75-106.

109. Рашидов, М.Т. Электрохимическое воздействие на молочную сыворотку с целью применения ее в качестве вторичного сырья при производстве спирта / М.Т. Рашидов, Л.А. Чурмасова // Экология и промышленность России. — 2004. — апрель. — С. 36-37.

110. Фалленберг, Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию / Г. Фалленберг; пер. с нем. — М.: Мир, 1997. — 232 с.

111. Бертокс, 77. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнений / П. Бертокс, Д. Радд; пер. с англ. под ред. Я.Б. Черткова. — М.: Мир, 1980. — 606с.

112. Собгайда, Н.А. Очистка сточных вод малых предприятий мясоперерабатывающей промышленности / Н.А. Собгайда, Е.А. Данилова // Экология и промышленность России. — 2005. — февраль. — С. 18-20.

113. Комаров, В.И.Проблемы экологии в пищевой промышленности / В.И. Комаров, Т.А. Майнулова // Экология и промышленность России. — 2002. — июнь. — С. 4-8.

114. Кульскш, Л.А. Химия и микробиология воды // JI.A. Кульский, Т.М. Левченко, М.В. Петрова. — Киев : Вища школа, 1976 — 115 с.

115. Березуцкый, В.В. Доочистка и обеззараживание маслоэмульсионных сточных вод / В.В. Березуцкий, А.Н. Древаль, Т.С. Павленко, В.В. Горбенко, Д.Л. Донской // Водоснабжение и санитарная техника. — 1992. — № 3. — С. 29.

116. Бердичевский, Е.Г. Малоотходная технология применения СОЖ в металлообработке: обзор / Е.Г. Бердичесвкий. — М.: НИИМАШ, 1981. — 64 с.

117. Получение и применение смазочно-охлаждающих жидкостей // Тематический научно-технический обзор. М.: ВНТИ, 1965. - 67 с.

118. Молочная сыворотка: переработка и использование в агропромышленном комплексе: пер. с нем. Н.А. Эпштейна; под ред. Н.Н. Липотова. —М: Агропромиздат, 1989. — 270с.

119. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Белгородской области в 2006 г. : областной доклад / Управление Роспотребнадзора по Белгородской области. — Белгород, 2007. — 175 с.

120. Авраменко, П.М. Состояние окружающей среды и использование природных ресурсов Белгородской области в 2005 году: справочное пособие / П.М. Авраменко, Л.В. Александрова, А. И. Анисимов и др.; под ред. С.В. Лукина. — Белгород: БелГУ, 2006. —- 240 с.

121. Состояние окружающей природной среды Белгородской области в 1999 году. / Государственный комитет по охране окружающей среды Белгородской области. — г. Белгород, 2000. — 90 с.

122. Состояние окружающей природной среды Белгородской области в 2001 году / Государственный комитет по охране окружающей среды Белгородской области. — Белгород, 2002. — 95 с.

123. Авраменко, П.М. Состояние окружающей среды и использование природных ресурсов Белгородской области в 2006 году: справочное пособие / П.М. Авраменко, Г.Л. Акинынина, А. И. Анисимов и др.; под ред. С.В. Лукина, — Белгород : КОНСТАНТА, 2007. — 208 с.

124. Авраменко, П.М. Состояние окружающей среды и использование природных ресурсов Белгородской области в 2007 году: справочное пособие / П.М. Авраменко, Л.В. Александрова, А. И. Анисимов и др.; под ред. С.В. Лукина, — Белгород: КОНСТАНТА, 2008. — 276 с.

125. Сапронов, А.Р. Технология сахарного производства / А.Р. Сапронов. — М.: Колос, 1998. — 495 с.

126. Гавриленков, A.M. Проблемы утилизации карбонатсодержащих отходов свеклосахарного производства / A.M. Гавриленков, И.Н. Матющенко // Экология и промышленность России. — 2005. — май. — С. 18-19.

127. Сапронов, А.Р. Сахар / А.Р. Сапронов, Л.Д. Бобровник. —М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. — 256 с.

128. Бутт, Ю.М. Практикум по химической технологии вяжущих материалов: учебное пособие для химико-технологических специальностей вузов / Ю.М. Бутт, В.В. Тимашев. —М.: Высшая школа, 1973. — 504 с.

129. Кировская, И.А. Коллоидная химия: учеб. пособие / И.А. Кировская. — Омск: ОмГТУ, 2006. — 200с.

130. ASTM. Diffraction data cards and alphabetical and grouped numerrical index of X-ray Diffraction data. — Philadelphia, 1969.

131. Грег, С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость: пер. с анг. / С. Грег, К. Синг. — 2-е изд. — М.: Мир, 1984. — 306 с.

132. ГОСТ 4453-74. Уголь активный осветляющий древесный порошкообразный. Технические условия. —М.: Изд-во стандартов, 1974.

133. Алесковский, В.Б. Физико-химические методы анализа. Практическое руководство: учеб. пособие для вузов / В.Б. Алесковский, В.В. Бардин, М,И. Булатов и др.; под ред. В.Б. Алесковского. — JL: Химия, 1988, —376 с.

134. ГОСТ 6217-74. Уголь активный древесный дробленый. Технические условия. —М.: Изд-во стандартов, 1974.

135. Практикум по коллоидной химии: учебное пособие для хим.-технол. специальностей вузов/ под ред. И.С. Лаврова. — М.: Высшая школа 1983. —С. 110-112.

136. Фомин, Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам: энциклопедический справочник / Г.С. Фомин. — М., 1995. — 618 с.

137. Лурье, Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод / Ю.Ю. Лурье. — М.: Химия, 1984. — 448с.

138. Химическая энциклопедия / под ред. И.Л. Кнуняц, Н.С. Зефиров., Н.Н. Кулов. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т.2. — 671 с.

139. Борисов, И.Н. Интенсификация технологических процессов во вращающихся печах и их особенности при использовании техногенных материалов: дис. . д-ра техн. наук / И.Н. Борисов. — Белгород, 2007. — 349 с.

140. Кнорре, Г.Ф. Топочные процессы / Г.Ф. Кнорре. — М.: Госэнергоиздат. 1959. ■—- 395 с.

141. Лопанов, А.Н. Расчет основных состояний углерода с учетом корреляции фазовых траекторий электронов / А.Н. Лопанов // Химия твердого топлива. — 1999. — № 2. — С. 69 -72.

142. Лопанов А.Н. Влияние неоднородности двойного электрического слоя антрацитов на константу адсорбционного равновесия / А.Н. Лопанов // Химия твердого топлива. — 2005. — №2. — С. 16-21.

143. Фридрихсберг, Д.А. Курс коллоидной химии: учеб. для вузов / Д.А. Фридрихсберг. — Л.: Химия, 1984. — 368 с.

144. Бутт, Ю.М. Химическая технология вяжущих материалов / Ю.М. Бутт, М.М. Сычев, В.В. Тимашев. —М.: Высшая школа, 1980, —472с.

145. Бутт, Ю.М. Портландцементный клинкер / Ю.М. Бутт, В.В. Тимашев. — М.: Издательство литературы по строительству, 1967. — 302 с.

146. Дуда, В. Цемент / В. Дуда: пер. с нем. , под ред. Б.Э. Юдовича. — М.: Стройиздат, 1981. — 464 с.

147. ГОСТ 310.4-85 Цементы. Методы определения прочности при изгибе и сжатии.

148. Балацкий О.Ф. Безотходное производство: экономика, технология, управление / О.Ф. Балацкий, Б.В. Ермоленко и др.// Итоги науки и техники. Сер.: охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. — ВИНИТИ.— 1987. — Т. 17. — 183 с.

149. Комиссия в составе: зав. химической лабораторией МУП «ГорВодоканал»t I$1.представителей Белгородского государственного технологического ^университета им. В.Г.Шухова аспирантов кафедры Промышленной экологии

150. Свергузовой Ж.А. и Благадыревой A.M. провели в полупромышленныхi 4условиях городских очистных сооружений г. Алексеевка исследования .эффективности очистки сточных вод от жиров и нефтепродуктов термическиsмодифицированным дефекатом.

151. Предлагаемый для очистки дефекат является твердым отходом

152. Эффективность процесса очистки оценивали по снижению содержаниящжиров и нефтепродуктов в очищенной воде. Для определения содержанияй»'ров и нефтепродуктов использовали методы, изложенные в нормативных :окументах.

153. Для исследования отбирали сточные воды, поступающие на очистные$вооружения. В серии экспериментов добавка дефеката к сточным водамs4 . '-V ■- "1. Ч ■ ' 'л4 . '• ■ 1составляла 15 мин, исходное рН воды- 6.8; температура 19°С, время Л отстаивания — 30 мин.

154. I ■'.-• ■ . ' . . v ., . , ■

155. Как показали результаты исследований, при добавлении к сточной . Результаты лабораторных испытаний

156. Добавка дефеката, г/л , Ингредиенты Ед. измерения До очистки После очистки эффективность очистки, %ю ; Жиры мг/л 9,51 6,3 33,75ю Нефтепродукты мг/л 2,78 1,9 31,65

157. ХПК мгО/ 408,55 295,2 27,7410 рн 6,8 6,95

158. Сульфаты мг/л 121,34 102,3 19,04 .1 10 Фосфаты мг/л 11,75 9,68 17,6220 Жиры мг/л 9,51 4,8 49,520 i Нефтепродукты мг/л 2,78 1,4 49,6ч 20. ХПК мг О/ 408,55 242,3 40,71 20 \ ■ рН 6,8 7,2

159. Сульфаты мг/л 121,34 93,4 23,320 . а.- Фосфаты мг/л 11,75 5,330 Жиры мг/л 9,51 , 3,2 66,41 30 Нефтепродукты мг/л 2,78 0,92 66,9

160. Ч 30 хпк : мг О/ 408,55 181,4 55,61. Г зо рн 6,8 7,5

161. П зо Сульфаты мг/л , 121,34 75,1 38,1

162. МУП «ГорВодоканал» г. Алексеевки1. Инженер-химик

163. МУП «ГорВодоканал» г. Алексеевки Аспирант БГТУ им. В.Г. Шухова

164. Аспирант БГТУ им. В.Г. Шухова1. О5 -(2iп

165. ОАО «Волоконовский молочно-консервный комбинат».t