CC BY
13
УДК 628.16.087
Мусина С.А. ассистент
кафедра «Безопасность производства и промышленная экология» Хасанова Л. Ф. студент магистрант 1 курса Щелчкова А.И. студент магистрант 1 курса факультет «защиты в чрезвычайных ситуациях» ФГБОУ ВО «Уфимский государственный авиационный
технический университет» научный руководитель: Красногорская Н.Н., д.тн. зав. кафедрой «Безопасность производства и промышленная
экология» Россия, г. Уфа
АНАЛИЗ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНОПРОИЗВОДСТВ ОТ НИКЕЛЯ РАЗЛИЧНЫМИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ
Аннотация: В работе представлен обзор зарубежной и отечественной литературы по теме технологий очистки сточных вод от никеля и других тяжелых металлов, основанных на электрохимических методах. Указаны основные достоинства и недостатки рассмотренных методов очистки сточных вод
Сделано заключение о определении оптимальных параметров для эффективной очистки сточных вод.
Ключевые слова: очистка, тяжелые металлы, сточные воды, электрод, гальваническая промышленность, электрохимические методы
Musina S.A.
assistant of the department "Safety ofproduction and industrial
ecology" Khasanova L.F. Shchelchkova A.I. students of masters 1 course, faculty of "protection in emergency situations" Ufa State Aviation Technical University, Russia, Ufa scientific director: Krasnogorskaya N.N. doctor of technical sciences, head of the department "Safety of
production and industrial ecology" ANALYSIS OF OPTIMUM PARAMETERS FOR CLEANING WASTEWATER GALVANO PRODUCTION FROM NICKEL WITH DIFFERENT ELECTROCHEMICAL METHODS
Abstract: The review of foreign and domestic literature on the topic of wastewater treatment technologies from nickel and other heavy metals based on electrochemical methods is presented. The main advantages and disadvantages of the wastewater treatment
A conclusion was drawn on the determination of optimal parameters for effective sewage treatment.
Key words: purification, heavy metals, waste water, electrode, galvanic industry, electrochemical methods
Сточные воды, которые образуются на предприятиях гальванопроизводств, имеют определенный химический состав, определяющийся видом и технологией перерабатываемого сырья. Наиболее распространенными загрязнителями сточных вод гальванопроизводств являются ионы тяжелых металлов: медь, цинк, никель, хром и другие. Особенно опасными являются ионы никеля, которые попадая в организм человека, обладает общетоксическим и кумулятивным действием (накапливаются в почках, печени, поджелудочной железе), а также аллергенным, канцерогенным и мутагенным действием [1].
В настоящее время электрохимические методы очистки сточных вод от загрязняющих веществ гальванопроизводств находят все более широкое применение, поскольку обладают следующими преимуществами по сравнению с другими способами очистки сточных вод:
• более высокая степень очистки;
• меньшие энергозатраты;
• простота эксплуатации и обслуживания;
• отсутствие реагентов;
• возможность создания оборотных систем водоснабжения [2].
Основную роль в электрохимическом методе играют состав и
температура электролита, поверхностное натяжения на границе раздела фаз «электрод - раствор», материал электродов, их формы и шероховатости поверхности, плотности тока, pH. Изменяя перечисленные параметры, можно корректировать в зависимости от характера загрязнений технологический процесс очистки воды.
При анализе литературных данных, выявлено, что большое внимание для определения оптимальных параметров очистки сточных вод от никеля (Ni) и других тяжелых металлов уделяется процессам электрокоагуляции, электроионизации, электроосаждения.
В работе авторами Liu S., Ye X., He K., Chen Y., Hu Y. [3] был исследован метод очистки сточных вод - электрокоагуляция (EC) с гибридными электродами Fe/C/Al для извлечения ионов фторида и никеля из сточных вод. Основное внимание в исследовании было уделено техническим параметрам таким, как анодный электродиск, время очистки, межэлектродное расстояние (5-40 мм), плотность тока (1,88-6,25 мА/см2) и
начальный рН (4-10). Результаты исследования показали, что эффективное извлечение никеля и фторида было получено за счет увеличения плотности тока и времени очистки, но это привело к возрастающему потреблению энергии. 86% фтора и 98% Ni (II) были извлечены путем проведения электрокоагуляции, при помощи электродов Fe/C/Al EC с плотностью тока 5,00 мА/см2 и межэлектродным расстоянием 5 мм, при рН = 4, в течение 25 мин, а потребление энергии составило 1,33 кВт-ч/м3. Сопутствующие загрязнители также были эффективно извлечены. Содержание Hg, Mn, Pb, Cd, Cu и химическое потребление кислорода было снижено на 90%, 89%, 92%, 88%, 98% и 99,9% соответственно, что соответствовало строгим экологическим нормам.
В следующей работе авторами Li S., Qiu C., Sun L., Zhong Y., Lo S. [4] с помощью алюминиевого электрода было исследовано извлечение Cd2+ и Ni2+ из сточных вод методом электрокоагуляции. Была исследована эффективность процесса электрокоагуляции от таких параметров, как плотность тока, время реакции, рН и расстояние электродов. При оптимальных рабочих условиях степень удаления Cd2+ и Ni2+ может достигать 99,99%. При добавлении в сточную воду додецилсульфата натрия (SDS) (5,0 мг/) эффективность тока, при извлечении Cd2+, увеличилась с 1,4% до 8,0%. Время реакции может уменьшаться с 12 мин до 10 мин, при той же степени удаления = 99,52%, что и для процесса удаления Ni 2+.
Авторами Lu H., Wang Y., Wang J. [5] было проведено исследование нового комплексного двухступенчатого процесса электроионизации для извлечения Ni2+ и чистой воды с использованием смоделированной никель-гальванической промышленной сточной воды. На основе кривой характеристик было определено, что рабочее напряжение для первой ступени очистки составляет 15 В, а напряжение при второй ступени очистки - 25 В. Эффективность удаления комплексного двухступенчатого процесса электроинозации составила более 99,8% Ni2+ из смоделированной никель-гальванической промышленной сточной воды: на первой ступени, при концентрации Ni2+ равной 50 мг/л, эффективность очистки составила 94% Ni2+ и на второй ступени - приблизительно 96,7%. Кроме того, при использовании замкнутой циркуляции потока при очистки промышленной сточной воды, концентрация Ni2+ в воде достигла 11,031 мг/л. Чистая вода с удельным сопротивлением более 1,6 МОм/см, была получена путем глубокой очистки на второй стадии и повторно использовалась в качестве технологической воды. С перерабатывающей мощностью 1,0 м3/ч комплексный двухступенчатый процесс электроионизации может ежегодно сокращать объемы сброса сточных вод на 7200 м3 и объем утилизации осадка на 12,8 тонны, при этом ежегодная прибыль составляет 208 400 юаней. Эти результаты при очистке гальванических промышленных сточных вод свидетельствуют о том, что этот комплексный двухступенчатый процесс электроионизации может быть экономически выгодным с улучшенными экологическими преимуществами.
В исследовании авторами Belhamel K., Ludwig R., Benamor M. [6] представлена мембрана ПВХ на основе (N-фенилтиокарбамоилметокси) каликсарен, которая используется в качестве электроактивного вещества. Электрод описывает уравнение Нернста для Ni2+ в широком диапазоне рН с наклоном линейной части (5х10(-6)-1х10(-2) M, R = 0,988) 29,75+/-0,2 мВ. (-1), при 25 °С. Чувствительность электрода усиливается, при введении тетрафенилбората натрия в мембрану, в качестве отрицательно заряженной липофильной добавки. Коэффициенты избирательности различных ионов определялись с использованием метода фиксированных помех. Мембрана обладает хорошей селективностью ионов никеля, по сравнению с другими исследованными ионами металлов. Срок эксплуатации этого электрода составляет около одного месяца.
Следующая работа авторов Djaenudin W., Hariyadi H.R., Wulan D.R.,Cahyaningsih S. [7] также посвящена очистке сточных вод от никеля. Цель исследования авторов состояла в том, чтобы изучить работу двойной камеры электроосаждения (DCEC) для удаления ионов никеля. Для отделения двух камер использовались листья водяного гиацинта (Eichhornia crassipes). Эксперимент проводился с гальваническими сточными водами в течение 72 часов. Проводился мониторинг изменения рН, электрического тока и концентрации ионов никеля в католите. В качестве сравнения проводился эксперимент с ячейкой одиночной камеры электроосаждения (SCEC). После 72 часов работы DCEC концентрация ионов никеля в католите уменьшилась с 2200 г/м-3 до 0,4 г/м-3, что эквивалентно извлечению с эффективностью = 99,98%. Реактор DCEC работал лучше, чем реактор SCEC, эффективность извлечения которого составила только 59%. Результаты показывают, что почти полное удаление ионов никеля может быть достигнуто с помощью DCEC. Листы водяного гиацинта могут использоваться в качестве недорогих альтернатив для промышленных мембран.
Таким образом, при анализе литературных данных выявлено, что диапазон параметров, влияющих на эффективность очистки сточных вод от ионов никеля, также от других тяжелых металлов электрохимическими методами, очень широк. При различных электрохимических методах очистки сточных вод длительность процесса варьируется от 10 до 25 минут, а эффективность очистки достигает 99 %.
Использованные источники:
1. Виноградов С. С. Экологически безопасное гальваническое производство / Под ред. В. Н. Кудрявцева. - М.: Изд. «Глобус», 1998. -302 с.
2. Кривошеин Д., Кукин П., Лапин В., Пономарев Н., Сердюк Н., Фетисов А. «Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков» //. -Москва: Высшая школа, 2008. -С. 344.
3. Liu S., Ye X., He K., Chen Y., Hu Y. «Simultaneous removal of Ni(II) and fluoride from a real flue gas desulfurization wastewater by electrocoagulation using Fe/C/Al electrode»
4. Li S., Qiu C., Sun L., Zhong Y., Lo S. «Removal of Cd2+and Ni2+from water by electrocoagulation with aluminum electrode»
5. Lu H., Wang Y., Wang J. «Recovery of Ni2+ and pure water from electroplating rinse wastewater by an integrated two-stage electrodeionization process»
6. Belhamel K., Ludwig R., Benamor M. «Nickel ion-selective PVC membrane electrode based on a new t-octyl-calixarene derivative»
7. Djaenudin W., Hariyadi H.R., Wulan D.R.,Cahyaningsih S. «Removal of nickel ion from electroplating wastewater using double chamber electrodeposition cell (DCEC) reactor partitioned with water hyacinth (Eichhornia crassipes) leaves»
УДК 338.984
Нагирняк В. С. студент магистрант Сибирский Федеральный Университет
Россия, г. Красноярск РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ПОТЕНЦИАЛА РАЗВИТИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ КОМПАНИИ Аннотация: Статья посвящена разработке методики оценки потенциала развития телекоммуникационной компании. В статье рассматривается потенциал развития телекоммуникационной компании как инновационный потенциал. В статье определены показатели, наиболее полно отражающие состояние инновационного потенциала телекоммуникационной компании.
Ключевые слова: потенциал развития компании, инновационный потенциал, методика оценки потенциала развития, инновационная деятельность, телекоммуникационные компании.
Nagirnyak V.S.
Student
Siberian Federal University THE DEVELOPMENT OF A METHODOLOGY FOR ASSESSING THE POTENTIAL OF THE TELECOMMUNICATIONS COMPANY Annotation: The article is devoted to the development of a methodology for assessing the development potential of a telecommunications company. In the article the potential of development of telecommunication company as innovative potential is considered. The article defines the indicators that most fully reflect the state of the telecommunication company's innovative potential.
Keywords: the company's growth potential, innovation potential, methodology evaluation capacity development, innovation, telecommunications company.
