Защита городской среды

В работе сделана попытка комплексного решения проблемы очистки СВ гальванических производств. Предложенная система очистки позволит не просто очистить промывные воды и рабочие растворы, но и организовать оборотный цикл водоснабжения гальванич. производства, что позволит сократить водопотребление на 90-92%. Решение этой задачи необходимо для аэрокосмич., авиац., оборонной, судостроит., электротехнич., приборостроит. и электронной промышленности, а также тяжелого, энергетич., транспортного и строительно-дорожного машиностроения. Кроме того, разработана технология утилизации полученных в процессе очистки осадков с выделением содержащихся в них цветных металлов, что делает процесс очистки экономически целесообразным.

Разработана специализир. расчетно-аналитич. система, возможности которой направлены на получение мат. модели изменения физ.-хим. свойств (плотность, вязкость, поверхн. натяжение) аммиачно-аммонийных экстрагентов в условиях насыщения их катионами тяжелых цветных металлов, а также оптимизации состава экстрагентов для достижения макс. растворимости комплексообразующих металлов. На основании эксперим. данных (плотности, вязкости,, поверхн. натяжения) при исходной концентрации аммиака от 5 до 25% (масс), концентрации хлорида аммония от 0 до 180 г/л, концентрации Zn{2+} и Cu{2+} (г/л) от 0 до насыщенного раствора в интервале температур от 20 до 50°C были получены обобщенные мат. уравнения, объединяющие в себе три параметра – концентрацию хлорида аммония, аммиака и температуру экстрагирования, что сделало возможным определение конкретных значений физ.-хим. свойств и критериев без интерполирования. Мат. моделирование экстракции делает возможным оценку растворимости оксидов тяжелых цветных металлов в широкой области концентраций экстрагентов, приготовленных из аммиачной воды и солей аммония при раздельном и совместном присутствии комплексообразующих ионов. Выполненные расчеты позволили численно оценить движущую силу экстракции при комплексной переработке возгонов, вторичных руд, огарков, шлаков, отработанных катализаторов и др. и определить значения физ.-хим. свойств комплексных растворов и растворимость тяжелых цветных металлов в буферных аммиачно-аммонийных растворах в широком интервале концентраций и температур.

Рассмотрены экономич. аспекты произ-ва указанного назначения и факторы, влияющие на экономичность бизнеса и состояние его рынка (цены на оборудование и материалы, спрос на данные виды услуг), вопросы технологии проведения очистных операций с высокой эффективностью и без повреждения очищаемых ПВ, специфич. трудности и требования к работе персонала.

Патентуется способ очистки почвы, воды и осадочных пород от содержащихся в них токсичных примесей с использованием реагентов, получаемых из исходного материала. Предлагаемый процесс предусматривает предварит. получение реагентов, обеспечивающих снижение содержания в исходном материале токсичных примесей, и последующее окисление полученных полупродуктов с целью получения конечных продуктов, не представляющих опасность для окружающей среды. На первом этапе очистки предусматривается использование процесса ферментации с применением естественных источников этого материала. Приведено описание технологии предлагаемого процесса и отмечается возможность его использования для снижения содержания в почве таких токсич. примесей, как нитроорганич. соединения (в т. ч. тринитротолуола, циклотриметилентринитрамина, циклотетраметилентетранитрамина, нитроцеллюлозы, пестицидов и др. аналогичных соединений), галогеносодержащие растворители и пестициды, циансодержащие химич. соединения, а также такие металлы, как хром. Представлены графики, характеризующие основные параметры процессов указанного класса и приводятся примеры использования патентуемой технологии для очистки почв от некоторых видов указанных выше токсичных примесей.

Метод предназначен для очистки промышленных СВ, преимущественно образующихся в процессах травления металлов. Эти СВ содержат соли металлов, образующихся при травлении, а также кислоты, например, соляную кислоту. В лабораторных экспериментах использовался мембранный модуль на базе полых волокон, внешний диаметр волокон составляет 2,6, внутренний 1,8 мм, размер пор около 0,22 мкм, суммарная рабочая ПВ мембран 120 см{2}. В экспериментах использовались мембраны на базе полипропилена и политетрафторэтилена, ПВ мембран из этих материалов гидрофобна. В экспериментах удельная скорость фильтрования достигала 76 л/м{2} сут, модельные СВ содержали хлорид железа и соляную кислоту, в результате фильтрования эффективность удаления солей железа составила около 99,5%, концентрация отделенной HCl в растворе равнялась в среднем 165 г/л.

Представлены лаб. эксперименты на синтетич. образцах для получения информации о процессах испарения Cd, Cu, Mo, Pb, Sb, Sn и Zn с применением Co, Mn, Ni и Ti в кач-ве эталонных элементов. Объединенные результаты полевых испытаний и лаб. экспериментов позволили приставить гипотезу о первостепенном влиянии хим. и физ. условий, а также процесса сжигания на испарение элементов в слое сжигаемого в-ва в печи. Отмечена возможность использования полученной информации для создания печей нового типа, в к-рой можно получать заданные продукты сжигания для последующей регенерации.

Выполнено теоретич. и экспериментальное исследование влияния введения костной муки в почву с целью фиксации присутствующих в этой почве цинка, свинца, кадмия, меди и никеля. Сообщены сведения о составе и свойствах проб почв, использовавшихся при проведении экспериментов. Рассмотрена методика выполнения исследований и анализируется влияние уровня водородного показателя (в интервале от рН 2,7 до рН 7,1) и др. факторов на эффективность проведения иммобилизации тяжелых металлов путем образования фосфатов соответствующих металлов, обладающих высокой устойчивостью к выщелачиванию. Обсуждены полученные при выполненных исследованиях результаты и отмечается эффективность и перспективность использования костной муки для восстановления свойств почв, содержащих примеси тяжелых металлов. Сравниваются аналогичные процессы с применением измельченных апатитов и костной муки для очистки почв от указанных видов примесей.

Сообщено о результатах лабораторных исследований в Японии, проводимых с целью определения возможностей метода извлечения экологически опасных тяжелых металлов (Cr, Cu, Pb, Zn) из летучей золы после сжигания твердых бытовых отходов. Применение этого метода считается целесообразным при обработке летучей золы перед ее захоронением или утилизацией. В качестве хелатных экстрагирующих агентов испытывались: нитрилуксусная кислота (NTA), этилендиаминпентаацетат (ЕДТА), диэтилентриаминпентаацетат (ДТРА). Результаты испытаний сравнивались с данными, полученными после обработки летучей золы растворами соляной кислоты. Условия проведения испытаний включали: дозировку отходов; поддержание pH среды в интервале 2,5-10; поддержание концентрации хелатных агентов в пределах от 0 до 3%. Отмечено, что максимальное извлечение упомянутых тяжелых металлов достигалось при концентрации хелатных агентов в пределах от 0,3% до 1,0%; в продуктах выщелачивания содержание этих металлов соответствовало требованиям нормативов.