Курсовая работа: Извлечение хрома из стоков кожевенного производства
При исходном содержании 400 мг/дм3 степень извлечения ионов Cr3+ в первой стадии достигает максимального значения 95,1 % соотношением Т:Ж=1:10, а на второй стадии – 86,1, суммарная степень извлечения – 99,3%. Наибольшие показатели сорбции достигается при соотношении Т:Ж=1:5, где суммарная степень извлечения составляет 99,6%.
При содержании 600 мг/дм3 показатели суммарного степени составляют при соотношениях 1:10 – 97,1% и 1:5 – 99,8%.
Оптимальность сорбционной очистки определяется по бентонитовой глине зависимостью от внутренних параметров и внешних факторов совместно, которые дают высокие показатели эффективности сорбции.
Уравнение регрессии в естественных переменных по хромсодержащим сточным водам «Арматурного завода» получены по плану двухфакторного эксперимента и имеет вид:
У = 112,41- 1,29u1 +0,3 u2 + 0,03u1 * u2 (9)
Моделирование сорбционного процесса в двух стадийной обработке рассчитаны при начальных концентрациях ионов хрома 250 мг/дм3 и 600 мг/дм3 .
Для начальной концентрации 250 мг/дм3 получено следующее уравнение остаточной концентрации:
С = (-0,2405m+8,4157)*t(-0,0073 m -0,4737) (10)
Для концентрации 600 мг/дм3 получено следующее уравнение остаточной концентрации:
С=(-3,1951m+67,996)*t(-0,0317 m -0,0967) (11)
Коэффициенты корреляции равны 0,96 ит 0,91.
В общем виде уравнение запишется следующим образом:
C=((-0,0084Co+1,8699)m+0,1702Co-34,142)* t((-7E-05Co+0,0101)m-0,0002Co+0,0147) (12)
Из уравнения 12 можно сделать вывод, что показатель эффективности очистки зависит в большем зависит от массы сорбента, также здесь учитывается стадийность обработки.
По полученным экспериментальных данным можно сделать выводы о том, что сорбция ионов металлов протекает с заметной скоростью в зависимости от увеличения массы сорбента и времени контакта, лучшей сорбирующей способностью обладают комплексные сорбенты и бентонитовые глины, расход сорбента составляет 100 г сорбента на 1 дм3 обрабатываемой сточной воды и увеличить степень извлечения ионов металлов в статическом режиме из стоков до 99 и более процентов можно в результате двухступенчатой очистки.
Таким образом для очистки хромсодержащих стоков можно рекомендовать в качестве сорбционного материала бентонитовую глину Таганского месторождения Восточно-Казахстанской области. Для более полного удаления ионов Cr3+ из стоков и в целях сокращения расхода сорбента целесообразно проводить многоступенчатую, противоточную схему процесса с последующей сернокислотной регенерацией сорбента и его повторным использованием в процессе сорбционной очистки.
Глава 2 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КОЖЕВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Изделия из кожи всегда, в большей или меньшей степени, являются предметом высокой моды. Это связано с тем, что кожа является одним из наиболее универсальных материалов для дизайнеров. Из нее изготавливают верхнюю одежду и обувь, бижутерию и аксессуары, сумки и ремни и др. Проблемы экологии, связанные с изделиями из кожи, имеют две основные составляющие: первая - это воздействие на окружающую среду самого кожевенного производства (какие отходы и в каком количестве поступают в биосферу, прежде всего в землю, реки и водоемы), и вторая - каково воздействие самих кожевенных изделий на экологию человека. Очень часто мы забываем про вторую составляющую и покупаем изделия из кожи или из других материалов только из необходимости или из-за того, что они нам понравились и не задумываемся о том воздействии, которое оказывают эти изделия на кожу человека. Здесь уместно процитировать Ben Mezrich "SKIN" - "… Многие люди просто не представляют, что такое кожа…. Им кажется, будто это нечто неизменное - пальто, надетое, чтобы не замерзли кости. Как же далеки они от истины! Кожа - удивительный, нет, самый удивительный орган. Жизнь здесь просто кипит - базальные клетки выходят на поверхность из глубины, чтобы сменить отмирающие клетки эпидермиса, кровеносные сосуды несут кислород и питательные вещества, потовые железы оберегают тело от перегрева. Клетки дермиса тоже постоянно взаимодействуют друг с другом и перемещаются.
Из исторических хроник известно, что природоохранными мероприятиями, связанными с производством кожи, занимались в России достаточно давно. Известно, например, что еще императрица Елизавета Петровна в XVIII веке издала указ, по которому запрещалось строить кожевенные заводы ближе, чем на 100 верст от Москвы - уже тогда сохранению чистоты воздуха и водоемов придавалось большое значение. В конце XVIII века по указу Сената было запрещено промывать в реках кожи. Такое решение было принято по представлению директора Казанской гимназии М.И.Веревкина, который собрал пробы грунта со дна реки, в которую сбрасывались отходы кожевенного производства, проанализировал эти пробы и установил, что именно кожевенные отходы являются причиной "скверного запаха" и антисанитарного состояния рек.
В начале XX века, благодаря разработки технологии хромового дубления кож, в отрасли произошла промышленная революция. Однако, наряду с ростом производства кож, улучшения ее качества и значительным расширением ассортимента происходит значительное усиление техногенного воздействия на окружающую среду, что связано прежде всего с потреблением трудно восполнимых природных ресурсов, сбросом большого объема токсичных сточных вод, образованием плохо утилизируемых хромсодержащих отходов. В последние десятилетия ежегодная практика переработки шкур крупного рогатого скота установилась на уровне ~ 4,8 млн. тонн. География этой продукции выглядит следующим образом:
-950 тыс. тонн (20%) перерабатывается в Западной Европе;
-760 тыс. тонн (15%) перерабатывается в Северной Америке;
-180 тыс. тонн (4%) перерабатывается в Японии;
-800 тыс. тонн (16%) перерабатывается в Южной Америке.
Оставшиеся 2100 тыс. тонн (45%) шкур перерабатывается в России, странах Восточной Европы, Африке, Азии. Здесь необходимо отметить, что из-за чрезвычайно вредного воздействия отработанных растворов и отходов кожевенного производства на окружающую среду, а также огромного потребления воды и энергии, в западноевропейской кожевенной практике наметилась устойчивая тенденция к перемещению производства полуфабриката хромового дубления (WET-BLUE) на восток (в том числе и в Россию). Этот факт не может не вызывать беспокойства в плане защиты национальных экологических интересов.
Для того, чтобы в полной мере представлять степень воздействия кожевенного производства на окружающую среду, необходимо иметь представление об основных стадиях кожевенного производства. В настоящее время существуют три основные стадии кожевенного производства:
(1)-отмочно-зольные процессы;
(2)-подготовительные процессы и дубление;
(3)-химическая отделка и красильно-жировальные процессы.
На первой стадии отмочка имеет цель возвратить шкуре состояние (по степени содержания влаги), которое она имела в парном состоянии. После стадии отмочки в отработанных растворах находятся грязь, растворимые белки, соли (хлорид и карбонат натрия), нафталин, жиры, антисептики. В результате операции обезволошивания-золения происходит удаление волоса и эпидермиса, а также видоизменяется волокнистая структура дермы - происходит разволокнение и дефибриляция. После этой операции в отработанном растворе содержатся гидроксид кальция, сульфид и гидросульфид натрия, белки и продукты их расщепления, другие органические вещества небелкового происхождения, производные жиров, волос.