Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов с использованием экстракта лузги гречихи.

Введение 5
Глава 1. Литературный обзор 8
1.1 Загрязнение вод тяжелыми металлами 9
1.2 Накопление тяжелых металлов в водных экосистемах 12
1.3 Методы очистки сточных вод от ионов меди Cu2+ 18
1.3.1. Метод реагентной очистки сточных вод 19
1.3.2. Метод сорбционной очистки сточных вод 23
Глава 2. Объекты и методы исследования 26
2.1. Объект исследования 27
2.2 Метод определения влажности лузги гречихи 29
2.3 Определения насыпной плотности лузги гречихи 29
2.4. Гранулометрический анализ 30
2.5 Определения потерь при прокаливании 30
2.6 Приготовления экстракта лузги гречихи 31
2.7 Определение сухого и прокаленного остатка 32
2.8 Проведение реакции осаждения ионов тяжелых металлов 33
2.8.1 Определение оптимального количества экстракта лузги гречихи. 33
2.8.2 Определение оптимального pH раствора 33
2.10 Выводы 34
Глава 3. Экспериментальная часть 35
3.1 Определение физико-химических свойств лузги гречихи 36
3.2 Определение состава экстракта лузги гречихи 37
3.3 Исследование процесса осаждения ионов меди в модельных растворах с помощью экстракта лузги гречихи 39
3.3.1 Выбор оптимальной дозы экстракта лузги гречихи для осаждения ионов меди (Cu2+) 39
3.3.2 Влияние массы добавки ЭЛГ на осаждение ионов меди (Cu2+) 42
3.3.3 Влияние pH ЭЛГ на осаждение ионов меди (Cu2+) 44
3.3.4 Механизм осаждение ионов меди (Cu2+) экстрактом лузги гречихи 45
Глава 4. Технологическая часть 51
4.1 Принципиальная технологическая схема очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов с помощью экстракта лузги гречихи 52
4.2 Расчет и подбор оборудования 54
4.2.1 Расчет вертикального отстойника 54
4.2.2 Расчет фильтра 56
4.2.3 Расчет смесителя 57
4.2.4 Выводы 58
Список литературы 60

Весь текст будет доступен после покупки

С увеличением объемов антропогенного воздействия человека на окружающую среду, а именно: развитием промышленности, сельского хозяйства и транспорта техногенная нагрузка на природные и водные объекты многократно возросла. Постоянное увеличение количества сточных вод представляет потенциальную опасность для окружающей среды. Ионы тяжелых металлов являются одними из самых опасных загрязнителей окружающей среды.
Соединения тяжелых металлов являются серьезной опасностью для поверхностных и грунтовых вод, они обладают кумулятивными и аддитивными токсическими свойствами и могут оказывать мутагенное и канцерогенное воздействие на живые организмы.
В данной работе проведены экспериментальные исследования по очистке сточных вод, содержащих ионы меди (Cu2+) экстрактом лузги гречихи. Лузга гречихи представляет собой отходы гречихи, которые образуются после переработки на крупяных предприятиях сельскохозяйственной отрасли. Это полые, легкие оболочки гречневых зерен. Имеют темно-коричневый цвет и обладают ярко-выраженным специфическим гречишным запахом.

Весь текст будет доступен после покупки

Загрязнение водных объектов в глобальном масштабе следует рассматривать как одно из последствий антропогенного воздействия человека на окружающую среду. Исходя из литературных источников [1-5], усиление антропогенного воздействия за последнее столетие было связано с изменением масштабов сельскохозяйственной и промышленной деятельности, и как следствие значительное увеличение темпов экономического роста.
Основным источником беспрецедентного экономического роста стали природные ресурсы, биологические ресурсы и в целом природа Земли. Таким образом, за последние 100 лет потребление пресной воды увеличилось с 400 до 5000 км3 в год, а потребление чистой продукции биоты увеличилось более чем на 30%.
Результатом хозяйственной деятельности человечества на сегодняшний день стало нарушение природных экосистем, и особенно гидроэкосистем. Годовой объем грязной воды увеличился более чем на 600 км3, и, по текущим оценкам, 1 м3 сточных вод загрязняет 60-70 м3 чистой воды [6].
Пресная вода составляет всего 2% биосферных запасов воды. Общий объём загрязнителей пресной воды превышает 16 миллиардов тонн в год. Одним из наиболее опасных загрязнителей являются тяжелые металлы, фенолы, пестициды, поверхностно-активные вещества, нефтепродукты и красители [7-9].
В исследованиях, посвященных проблемам загрязнения водных объектов и экологического мониторинга [10,11], к тяжелым металлам относятся более 30 металлов периодической системы Д.И. Менделеева. Тяжелые металлы могут классифицироваться по следующим признакам: их высокая токсичность для живых организмов при относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции. Почти все металлы, подпадающие под это определение, активно участвуют в биологических процессах живых организмов и входят в состав многих ферментов. Тяжелые металлы относятся к числу основных загрязнителей, подлежащих мониторингу во всех средах.
Основная роль тяжелых металлов среди загрязнителей водных экосистем обусловлено следующими причинами [12]:
• в отличие от органических загрязнителей, которые подвергаются процессам разложения, металлы могут перераспределяться только между отдельными компонентами водных систем;
• металлы имеют свойство накопления тканями и органами водных организмов, теплокровных животных и человека;
• тяжелые металлы, крайне токсичны для большинства биологических объектов.
Поступление тяжелых металлов в гидросферу происходит двумя способами: путем прямого сброса ионов тяжелых металлов в систему сточных вод, в результате антропогенной деятельности человека; и поступление ТМ из природных источников (выветривание горных пород, вулканическая деятельность и эрозийные процессы). К возможным источникам загрязнения биосферы тяжелыми металлами [3, 13] относят предприятия железа и цветной металлургии (выбросы аэрозолей, промышленные отходы, загрязнение поверхностных вод), предприятия машиностроения (гальванические ванны, никелирование, хромирование), заводы по переработке аккумуляторов, автомобильный транспорт.
Все эти источники загрязнения вызывают повышение содержания тяжелых металлов или компонентов тяжелых металлов в биосфере (воздух, вода, почва, живые организмы) по сравнению с естественным, так называемым фоновым уровнем. Тяжелые металлы не поддаются биологическому разложению и постепенно накапливаются в различных компонентах экосистемы, в последствии попадая в организм человека.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков: Кривошеин Д. А., Кукин П. П., Лапин В. Л. и др.– М.: Высшая школа, 2003. – 155с.
2. Шевченко В.Н. / Экологическая оценка состояния водных ресурсов Бел-городской области / В.Н.Шевченко // Сборник доклад международной конференции «…Белгород 2002 г.», БГТУ им. В.Г.Шухова . – С 181-183 .
3. Лукин С.В. / Состояние окружающей среды и использование природных ресурсов Белгородской области в 2008 г/ под ред.С.В. Лукина // Белгород: изд-во «Константа», 2009.- 245с.
4. ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения
5. Грег, С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость: Пер. с англ. / С. Грег, К. Синг. – 2-е изд. – М.: Мир, 1984. – 306 с.
6. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М. : Химия, 1984. – 448 с.
7. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. – М. : Химия 1971. – 456 с.
8. Сумм, Б.Д. Основы коллоидной химии / Б.Д. Сумм. – М. : Академия, 2007. – 240 с.
9. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты гидросферы. Учебное пособие -Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2004. - 188 с.
10. Василенко Т. А. Экология: методические указания к выполнению практических занятий, инндивидуального домашнего задания и самостоятельной работы для студентов очной, очно-заочной и заочной формы обучения/ сост. Т. А. Василеннко.- Белгород: Изд-во БГТУ, 2017,- 106 с.

Весь текст будет доступен после покупки