Вивчення проблеми зниження техногенного впливу хромовмісних стічних вод гальванічних виробництв. Аналіз стану забруднення біосфери. Підвищення рівня екологічної безпеки за рахунок розроблення маловідходних енергоефективних технологій захисту довкілля.
Аннотация к работе
Сумський державний університет Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана на кафедрі прикладної екології Сумського державного університету Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України Науковий керівник - доктор технічних наук, професор Пляцук Леонід Дмитрович, Сумський державний університет, завідувач кафедри прикладної екології. Михайла Остроградського, декан факультету природничих наук, завідувач кафедри екології; доктор технічних наук, професор Мальований Мирослав Степанович, Національний університет «Львівська політехніка», завідувач кафедри екології та охорони навколишнього середовища. Захист відбудеться «15» квітня 2011 р. о 12.00 на засіданні спеціалізованої вченої ради К 55.051.04 в Сумському державному університеті за адресою: 40007, м.Для захисту біосфери від хромовмісних сполук гальванічного виробництва перспективним вважається електрокоагуляційний метод знешкодження стоків, який дає можливість одночасно проводити відновлювальну деструкцію шестивалентного хрому і осадження його у вигляді суміші гідроксидів. У звязку з цим актуальним напрямком наукових досліджень є розроблення електрокоагуляційної технології знешкодження гальваностоків, яка дозволить створити на підприємстві маловідходні замкнені системи водоспоживання, зведе до мінімуму можливість утворення додаткових джерел забруднення та ризик порушення екологічної рівноваги, буде екологічно безпечною та економічно доцільною. Метою дисертаційної роботи є підвищення рівня екологічної безпеки шляхом розроблення та теоретично-експериментального обґрунтування електрокоагуляційного методу та виробничих схем знешкодження хромовмісних стічних вод, що дозволить створювати замкнені виробничі системи водообігу та істотно знизити техногенне навантаження відходів гальванічного виробництва на довкілля. провести моніторинг стану екологічної безпеки під час утворення, накопичення та утилізації хромовмісних стічних вод гальванічного виробництва на типовому підприємстві машинобудівної галузі; вперше одержано багатофакторну математичну модель процесу очищення хромовмісних стічних вод, що дозволяє забезпечити додержання нормативів шкідливого впливу іонів хрому на довкілля з урахуванням конструктивних та режимних параметрів роботи електрокоагулятора запропонованої конструкції;Визначено, що до найбільш перспективних належать технології електрохімічного очищення стоків, зокрема метод електрокоагуляції. Методом покоординатного спуску визначили, що найбільш оптимальними конструктивними параметрами є: відстань між анодною чарункою та катодом (Х1; rз = 0,03-0,04м); співвідношення між висотою електрокоагуляційної зони та радіусом поперечного перетину електрокоагулятора (Х2; Не:R = 3,4:1); співвідношення між висотою електродної системи та загальною висотою електрокоагуляційної зони (Х3; h:He = 0,8:1); кут нахилу конуса відстійної камери (Х4; a = 40-500); щільність завантаження анодної камери (Х5; gme = 90-120 кг/м3); повнота використання матеріалу анодного завантаження до зниження ефективності очищення (Х6; hm = 0,65-0,75). Визначено, що найбільш повно (рис.2) та енергоефективно (рис.3) процес знешкодження іонів шестивалентного хрому відбувається при використанні однорідної залізної стружки, що обумовлено високою відновлюючою здатністю іонів Fe2 за відношенням до Cr6 . Ефективність очищення стоків багато в чому визначається показником активної реакції середовища, який залежить від технологічних характеристик вживаних електролітів хромування. У результаті статистичної обробки результатів експериментів методом регресійного аналізу отримано залежність значення кінцевої концентрації Cr3 (Y) від режимів обробки стоків (густини струму (Х7), РН стоку (Х8), часу обробки стоків (Х9)): .У дисертаційній роботі вирішене актуальне науково-практичне питання щодо зниження екологічної небезпеки хромовмісних стічних вод гальванічного виробництва за рахунок удосконалення виробничих схем та електрокоагуляційної технології знешкодження стоків, що забезпечить раціональне використання природних ресурсів та додержання нормативів шкідливих впливів на довкілля. Визначено основні джерела та обєми накопичення стічних вод гальванічного виробництва на Україні. З метою підвищення рівня екологічної безпеки підприємств гальванічного профілю розроблено конструкцію електрокоагулятора з високорозвиненою поверхнею контакту фаз, яка забезпечується за рахунок використання в якості анода титанової перфорованої чарунки, заповненої металевою стружкою. Побудовано потенціодинамічну вольтамперну криву анодної поляризації заліза, яка дозволяє визначити зони його активного розчинення і пасивації, на підставі чого встановлено режимні параметри роботи електрокоагулятора (? =-0,4 - 0,4 В; і =1,8-7,2 А/м2, CNACL = 240-450 мг/л).