ВВЕДЕНИЕ

Для сохранения структуры кожи и предотвращения гниения кожу подвергают обработке различными дубильными веществами. Для этой цели широко используют трехвалентный хром, обычно гидрат основного сульфата хрома. Трехвалентный хром часто приготовляют на кожевенной фабрике восстановлением шестивалентного хрома сахаром и серной кислотой.

В течение нескольких лет потери растворимых соединений в стоках кожевенного производства постепенно возрастали, поскольку было дешевле покупать хромсодержащие вещества заново, чем проводить выделение хрома.

Глава 1 СНИЖЕНИЕ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ХРОМСОДЕРЖАЩИХ СТОКОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Учитывая токсичность хрома, стоки, содержащие соединения хрома (VI) и хрома (III) подлежат обязательной очистке перед их сбросом в поверхностные источники. Основными источниками образования хромсодержащих стоков являются кожевенные предприятия и гальванические участки металлообрабатывающих предприятий. Содержание ионов хрома в стоках кожевенного производства может достигать 3000 и более мг/дм3 , а в стоках гальванических производств до 700 мг/дм3.

Существующий реагентный способ очистки хромсодержащих сточных вод не всегда обеспечивает полноту осаждения гидроксидов, кроме того возникает необходимость складирования больших объемов шламов, а также происходит потеря металлов, который необходимо восстанавливать, что влечет за собой экономические потери.

Целью проведенного исследования была разработка эффективного конкурентоспособного метода очистки хромсодержащих сточных вод. В лабораторном масштабе были проведены исследования по очистке хромсодержащих стоков цеолитами Тайжузгенского и бентонитовыми глинами Таганского месторождений, а также комплексными сорбентами, приготовленными на их основе [ 1].

Исследования проводились на модельных растворах, идентичных по составу АО «Кожмехобьедининия» города Семипалатинска и на реальных сточных водах ОАО Усть-Каменогорский Арматурный завод «ОАО УКАЗ». Обработку хромсодержащих модельных растворов и сточных вод проводили в статическом режиме. Концентрацию ионов хрома в модельных растворах варьировали в интервале 10 ¸ 100 мг/дм3, в стоках ОАО УКАЗ концентрация ионов хрома составляла 250 мг/дм3. Расход сорбента варьировали в интервале Т:Ж=1:5 ¸ 1:20, время контакта растворов с сорбентом составляло 0,5 ¸ 24 часа, образующиеся пульпы отстаивали, затем отделяли твердое от жидкого фильтрацией. Контроль за процессом вели по содержанию хрома в фильтрате, которое определяли фотоколориметрическим методом по реакции с дифенилкарбазидом. По результатам анализа рассчитывали количество хрома, поглощенного 1 г сорбента и степень извлечения хрома из растворов.

По результатам экспериментальных исследований по сорбции ионов хрома на модельных растворах, идентичных по составу АО «Кожмехобьедининия» города Семипалатинска при расходе сорбента в соотношении Т:Ж 1:10 и 1:20 удается извлечь из растворов более 99% ионов хрома, при этом максимальная удельная сорбция составляет 1,33 мг/Сr3+/г сорбента при начальной концентрации ионов хрома 100 мг/дм3 и Т:Ж 1:20, однако при этом падает степень извлечения. Поэтому на основании полученных данных в качестве оптимальных условий обработки растворов сорбента можно рекомендовать следующие: при Т:Ж = 1:10 и высоких начальных концентрациях время контакта до 24 часов; при Т:Ж =1:20 и более низких начальных концентрациях время контакта до 6 часов.

Полученные данные были обработаны методами математического планирования трехфакторного эксперимента [2,3], в результате обработки получено уравнение регрессии.

Уравнение регрессии в естественных переменных:

У = 101,56 -0,439u1 –0,11 u2 + 0,072 u3 +0,000785 u1 u2+0,0119 u1 u3 – 0,00249u2 u3 – 0,00019 u1 u2 u3 (1)

На основании математической модели находим оптимальный режим сорбции - оптимальная масса сорбента составляет 10 г или при Т:Ж 10 и время контакта сорбента – 6 часов.

Также полученные данные при проведении эксперимента были обработаны также на компьютере средствами Microsoft Offise, которые позволяют смоделировать сорбционный процесс [4,5].

В нашем случае модель процесс сорбции можно выразить в виде:

С = f ( Со, m, t), (2)

где, С – концентрация металла на выходе, мг/дм3,

Со – начальная концентрация металла на входе, мг/дм3,

m – масса сорбент, г

t – время контакта сорбента с раствором, час.

Общий вид уравнения зависимости концентрации ионов хрома от времени сорбции имеет вид:

С=k*ta (3),

где, t – время контакта сорбена с раствором, мин

Коэффициенты k и t в уравнении (3) зависят от массы сорбента. ............