Зменшення техногенного навантаження при очищенні стічних вод та утилізації осаду

Abstract

В дисертаційній роботі для зменшення техногенного навантаження на довкілля наведена інтегрована технологія очищення стічних вод комунальних підприємств від важких металів, що включає очищення стічних вод та утилізацію осаду. Обґрунтовано, що найбільш ефективним з точки зору ступеня очистки стічних вод від іонів важких металів є сорбційний метод із застосуванням природного цеоліту Сокирницького родовища. При досліджені сорбції іонів купруму та мангану встановлено високу адсорбційну здатність цеоліту в діапазоні їх концентрацій 0,05 мг/дм - 10 мг/дм . Проведено порівняння адсорбційної здатності двох сорбентів - цеоліту і антрациту та встановлено вищу сорбційну здатність цеоліту. Визначено оптимальні режимні параметри процесу сорбції. Проведено ідентифікацію експериментальних даних для теоретичних моделей, що використовуються для системи вода-твердий сорбент. Встановлено, що процес сорбційного вилучення купруму та мангану описується моделями Ленгмюра на основі теорії мономолекулярної адсорбції. Проведено порівняння сорбційної здатності двох сорбентів - цеоліту і антрациту та визначено оптимальні режимні параметри процесу сорбції іонів купруму і мангану. Встановлено, що сорбційна здатність цеоліту є вищою в порівнянні з сорбційною здатністю антрациту, найефективніше сорбція іонів купруму і мангану проходить в кислому середовищі при температурі 20° С з цеолітом, а антрацитом - при температурі 10° С. Описано методику одержання біосорбенту на основі осаду стічних вод - піролізом ОСВ при температурі 600°С. Досліджено кількісний та якісний склад біосорбенту, визначено питому площу поверхні біосорбенту з використанням аналізатора Quantachrome Autosorb NOVA 2200е за методом низькотемпературної адсорбції. Експериментально доведено високу адсорбційну здатність біосорбенту - з розчинів концентрацій 0,05 мг/дм , 0,1 мг/дм , 1,0 мг/дм біосорбент поглинає 100 % іонів купруму та 42 %, 49 % та 24,9 % іонів мангану відповідно заданих концентрацій.

The thesis is aimed at reduction of anthropogenic load on the environment and we present the integrated technology of municipal wastewater treatment from heavy metals, which includes wastewater treatment and sludge disposal. We have substantiated that the most effective from the point of view of the degree of wastewater treatment from heavy metal ions is the sorption method of wastewater treatment using natural zeolite of the Sokyrnytsia deposit. When studying the sorption of copper and manganese ions, a high adsorption capacity of zeolite was found in the range of their concentrations (0.05 mg/dm3 - 10 mg/dm3). We have compared the adsorption capacity of two sorbents - zeolite and anthracite, and established that zeolite had higher sorption capacity. We also determined the optimal mode parameters of the sorption process. There was carried out the identification of experimental data for theoretical models used for the system water-solid sorbent. It has been established that the process of sorption extraction of copper and manganese was described by Langmuir models based on the theory of monomolecular adsorption. We have described the method of obtaining the biosorbent by pyrolysis of wastewater sediments and experimentally proved its high adsorption capacity. We have compared the sorption capacity of two sorbents - zeolite and anthracite, and determined the optimal regime parameters of the sorption process of copper and manganese ions. It was found that the sorption capacity of zeolite is higher as compared to the sorption capacity of anthracite, the most effective sorption of copper and manganese ions takes place in an acidic environment at a temperature of 20°C with zeolite, and anthracite - at a temperature of 10°C.