SCI Библиотека

В работе исследована кинетика электрохимического окисления красителя метиленового синего в водном растворе в зависимости от природы вспомогательного электролита и его исходной концентрации, величины рН и плотности тока. Несмотря на более низкую эффективность по сравнению с хлоридом натрия, сульфат натрия выбран как экологически безопасный вспомогательный электролит. При наибольшей концентрации данного электролита и плотности тока найдены максимальные константы скорости окисления красителя. Влияние рН раствора (3, 6 и 9) на скорость окисления метиленового синего в окисленной и восстановленной формах не выявлено. При оптимальных условиях (рН 6, 0.05 М Na2SO4, 66.1 мА/см2) за 60 мин обработки достигнуто разложение 85% красителя и минерализация 45% общего органического углерода. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности электрохимического метода для дальнейшего развития в области водоочистки.

В исследовании проанализированы высокотоксичные, канцерогенный, тератогенные, иммуносупрессирующие загрязняющие вещества – диоксины с точки зрения их формирования из прекурсоров. Они образуются в результате многостадийного синтеза, включающего образование свободного хлора и присоединение галогенов к фенолам. При хлорировании фенолов, лигнина, гуминовых и фульвокислот образуются различные продукты, являющиеся прекурсорами диоксинов. Прямым структурным предшественником диоксина являются 2-феноксифенолы, образующиеся при термической или фотохимической димеризации хлорфенолов и пестицидов. Определены ключевые причины и источники формирования диоксинов из прекурсоров. Опасными производствами, где могут формироваться диоксины, являются производства с применением хлорированных фенолов, бензолов, бифенилов и аналогичных соединений, а также производство фенолов и аналогичных соединений в присутствии галогенов и меди в роли катализатора. Термическая утилизация отходов и процесс отбеливания хлором также могут приводить к образованию диоксинов. В производстве бисфенола А, продукта реакции фенола с ацетоном, могут формироваться побочные продукты – фенол, фенольные соединения, хлорфенолы, которые являются прекурсорами диоксинов, и при сбросах в водные объекты совместно со свободным хлором и хлорсодержащими продуктами, медью (катализатор), образуют диоксины. Сделаны выводы по необходимости внедрения дополнительных мероприятий по доочистке от фенола и фенольных соединений с целью исключения возможности формирования диоксинов.

В данной статье приведено описание процесса производства азотной кислоты путем окисления аммиака кислородом воздуха. Рассмотрена технологическая схема получения азотной кислоты путем окисления аммиака кислородом воздуха, а также дана характеристика целевого продукта – азотная кислота, рассмотрены основные химические и физические свойства исходных веществ – аммиак и воздух (кислород). Произведен расчет и построены графики представленных математических моделей. Произведен практический расчет материального и теплового баланса стадии окисления аммиака кислородом воздуха.

Исследуется роль натриевых солей полиакриловой кислоты и ее сополимеров, применяемых в качестве диспергаторов в водно-дисперсионных лакокрасочных материалах. Диспергаторы отвечают за получение тонких суспензий пигментов и наполнителей, а также за стабилизацию их агрегативной устойчивости.

Синтезированы водорастворимые полимеры и сополимеры с различными составами, представлены их основные свойства.

Исследовано действие этих диспергаторов в составах пигментных паст с использованием разных типов наполнителей (кальцит, тальк, мел, каолин).

Показано, что диспергаторы демонстрируют различную эффективность в зависимости от состава паст и их содержания в композиции. На основании результатов исследования можно оптимизировать подбор диспергаторов для конкретных лакокрасочных материалов и улучшить их эксплуатационные характеристики.

Проведено исследование процесса нестационарной адсорбции нефтепродуктов в движущемся слое адсорбента. В ходе исследования были определены массообменные характеристики нестационарной адсорбционной очистки нефтепродуктов:

1. Зависимость величины адсорбции от диаметра частиц адсорбента (dэ, м) и продолжительности процесса (t, час);

2. Влияние скорости (υ, м/с) водного потока и времени (τ, мин) процесса очистки на поглощаемость нефтепродуктов вспененным графитом.

Исследования показали, что значения фундаментальных характеристик процесса нестационарной адсорбции, определенные на примере вспененного графита, превосходят такие же характеристики у применяемых сегодня природных адсорбентов (коагулянты, глины). Применение коагулянтов для очистки сточных вод от нефтепродуктов целесообразно только при небольшой массовой концентрации загрязнений (0,02 – 0,03) кг/м3, при этом необходимо поддержание оптимальной величины рН и соответствующее аппаратурное оформление процесса.

Апробированы стандартизированные в РФ методы биотестирования на основе зеленых микроводорослей Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. и Chlorella vulgaris Beijer. Для оценки состояния культуры микроводорослей в опыте вели подсчет числа клеток в камере Горяева, определяли плотность культуры в относительных единицах с применением спектрофотометра и измерителя плотности суспензии ИПС-03. Опыты проведены в 3–16 повторностях, обработаны с использованием элементарных статистических методов. Для интегральной оценки интенсивности размножения водорослей рассчитывали удельную скорость роста. Для определения чувствительности тест-объектов применяли методику пробит-анализа с определением полуподавляющих рост культур концентраций токсиканта (ЕС50) на рекомендуемый в методике временной период. Единицы пробит оценивали по степени подавления роста культуры в % от контроля, когда проявление фазы первичной декомпенсации было ярко выражено. Установлено близкое сходство чувствительности стандартизированных альгобиотестов к действию бихромата калия (K2Cr2O7). Для водорослей он оказался специфически действующим и очень опасным токсикантом, так как диапазоны концентраций от пороговых до сублетальных составили от 0,4 до 3,2 мг/л. Выявлено, что по критериям чувствительности все апробированные альгобиотесты могут быть признаны приемлемыми для проведения биотестирования водной среды в острых опытах на используемых тест-объектах. По величине ЕС50 альгобиотест ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.10-04. Т 16.1:2:2.3:3.7-04 демонстрирует чувствительность почти втрое выше, чем у других биотестов. Данная характеристика, а также оперативность методики делает его наиболее предпочтительным для быстрого обнаружения острой токсичности водной среды.

В настоящем исследовании проводится анализ специфических свойств и технологических параметров газовых выбросов химико-энерготехнологического процесса, с учётом объёма и содержания токсичных компонентов, а также опыта эксплуатации систем очистки газовых выбросов на действующих фосфорных предприятиях. Для очистки газов исследуется трёхступенчатая система аппаратов: ансамбль одиночных циклонов, пенных агрегатов, орошаемых водным раствором едкого натра. Установлено, что циклоны наиболее подходят для сухой очистки газов, а для повышения эффективности очистки их диаметр должен быть не более одного метра. Научно обосновано, что при очистке газов спекания фосфоритового агломерата, объём которых превышает производительность одиночного циклона, следует использовать групповые циклоны – несколько циклонов скомпонованы в одну группу с общим бункером. Предложено, в полтора раза увеличить скорость в циклоне по сравнению с регламентной, что способствует повышению эффективности отделения примесей в очищаемом газе.

Получение и применение водорастворимых сополимеров является важным современным направлением развития полимерных материалов, особенно с учетом их экологической значимости. Благодаря отсутствию летучих органических соединений, токсичных и вредных веществ в водных растворах при их использовании и высокой степени биоразлагаемости после эксплуатации формируемых покрытий, подобные сополимеры способствуют снижению загрязнения окружающей среды.

Объектами исследований являются водорастворимые сополимеры акриловой кислоты с ее эфирами, которые разрабатывались как продукт для применения в кожевенной промышленности. Водная основа позволяет применять подобные полимеры в готовых формах во многих технологических операциях выделки шкур – дублении, мягчении, окрашивании. Состав сополимеров должен отвечать требованиям, предъявляемым к отделочным материалам для различных целей.

В работе описывается синтез сополимеров АК с ее эфирами методом радикальной растворной полимеризации в воде с порционной подачей мономеров в течение 4-5 часов при начальной температуре +40°С при использовании в качестве инициатора окислительно-восстановительной системы, в качестве регулятора обрыва цепи фосфината натрия (ФН). Водные растворы сополимеров получены для составов (масс.%) АК/эфир = 85-95/15-5. Далее получены аммонийные соли при нейтрализации раствора сополимеров 25%-ным раствором аммиака до рН 6,0-8,0.

Пьезокатализ на основе двухчастотного ультразвука (ДЧУЗ) остается относительно малоизученным методом обеззараживания воды. В настоящей работе мы впервые использовали высокочастотный ДЧУЗ (120 кГц+1.7 МГц) и нано- (50 нм) и микрочастицы (1 мкм) ZnO для инактивации Escherichia coli в воде. Эффективность пьезокаталитической инактивации увеличивалась в ряду: 120 кГц/ZnO < 1.7 МГц/ZnO << {120 кГц+1.7 МГц}/ZnO, достигая квазистационарной концентрации гидроксильных радикалов (•ОН) в 0.26×10-14, 1.02×10-14 и 1.52×10-14 моль/л, соответственно (для микрочастиц). Выявлено, что микрочастицы более эффективны и полная инактивация клеток достигалась быстрее. Обработка с помощью ДЧУЗ показала синергически ускоренную инактивацию E. coli, что указывает на повышенное образование в воде радикалов. Предполагается, что синергический эффект обусловлен усилением генерации активных форм кислорода и активизации сонопорации.

Выполнен обзор современных химических технологий обеззараживания воды с позиций эффективности дезинфекции и вероятности образования побочных продуктов химических реакций с примесями различной природы, то есть безопасности, как для человека, так и для окружающей среды, что крайне важно в условиях сложившейся экологической ситуации, характеризующейся симптомом множественной химической чувствительности. Рассмотрены технологии с использованием гипохлоритов кальция и натрия, метастабильной смеси оксидантов, реагентов на основе полигексаметиленгуанидина, феррата натрия, диоксида углерода, ионов серебра и кислорода, перекиси водорода, а также хлораминизации и озонирования. Отмечена перспективность применения диоксида хлора и технологии с получением растворов метастабильной смеси оксидантов электрохимической активацией водно-солевых растворов, а также подчеркнута целесообразность проведения исследований в области безреагентные технологий, которые на современном этапе развития науки и техники вполне могут составить альтернативу традиционным химическим технологиям.