Оптимізація параметрів відновлення фосфату зі стічних вод та його відновлення в Росії
ДЕМОКРАТИЧНА ТА НАРОДНА РЕСПУБЛІКА АЛЖИР Міністерство вищої освіти та наукових досліджень Університет Абдеррахмане Міра Беджая Технологічний факультет Департамент шахт та геології З метою здобуття ступеня магістра в галузі шахт Варіант: Оцінка мінеральних ресурсів Представлено М. р. БУАЙЧА Абделькадер М елле Тема KILANI Asma Оптимізація параметрів відновлення фосфату зі стічних вод та його валоризація при синтезі фосфорної кислоти Захищена 06.04.2017 перед журі у складі: Президент: Пані Z SOUICI MCB UAMB Промоутер: Пан Б .AYADEN MAA UAMB Випробувач: пані Н. МАЛЕК MCB Університет UAMB Рік: 2016-2017
ДЕМОКРАТИЧНА ТА НАРОДНА РЕСПУБЛІКА АЛЖИР Міністерство вищої освіти та наукових досліджень Університет Абдеррахмане Міра Беджая Технологічний факультет Департамент шахт та геології З метою отримання ступеня магістра в галузі шахт Варіант: Оцінка мінеральних ресурсів Представлено М. р. Тема KILANI Asma Оптимізація параметрів відновлення фосфату зі стічних вод та його валоризація при синтезі фосфорної кислоти Університет Рік: 2016-2017
Подяка Наша подяка насамперед належить Всевишньому Аллаху та його Пророкові МОХАМЕДУ (мир йому і благословення) за надані нам можливості виконати цю роботу. Цей спогад не був би можливим без свідомого втручання великої кількості людей. Ми хотіли б подякувати їм тут. Ми хотіли б висловити свою теплу подяку нашому наставнику пану АЯДЕНУ Брахіму за те, що в ході нашого дослідження ми змогли скористатися його компетенцією та висловити йому вдячність за терпіння, впевненість і підтримку, а також за його дорогоцінну пораду, що він дав нам щедроту, щоб закінчити нашу роботу. Ми також щиро вдячні членам журі (пані SOUICI Zahia та пані Malek Nouara) за зацікавленість, яку вони зацікавили в нашому дослідженні, погодившись перевірити нашу роботу та збагатити її своїми пропозиціями. Ми також щиро дякуємо компанії Sonatrach d Arzew "ORAN", а точніше комплексам: GP1/Z та GL2/Z. Нарешті, ми також хотіли б подякувати нашим друзям за моральну підтримку, яку вони не переставали нам надавати під час реалізації цієї роботи. i
Зміст Подяки. i Присвяти. ii Список таблиць. vii Перелік рисунків. viii ЗАГАЛЬНИЙ ВСТУП. 1 Глава I: Загальна інформація про стічні води. 3 Вступ. 3 I.1. Визначення. 3 I.2. Походження стічних вод. 3 I.2.1. Вітчизняне походження. 4 I.2.2. Промислове походження. 5 I.2.3. Сільськогосподарське походження. 5 I.2.4. Міські води. 6 I.3. Параметри стічних вод. 6 I.3.1. Фізичні параметри. 6 I.3.2. Хімічні показники. 8 I.3.3. Біологічні показники. 9 I.4. Основні забруднюючі речовини, присутні в стічних водах. 9 I.4.1. Підвішена речовина (СВ). 9 I.4.2. Органічні та неорганічні мікрозабруднювачі. 9 I.4.3. Розсіяні елементи. 10 I.4.4. Поживні речовини. 10 I.5. Очищення стічних вод. 12 I.5.1. Фізико-хімічна обробка: Первинна обробка. 13 I.5.2. Біологічне лікування: Вторинне лікування. 13 I.5.3. Нові методи лікування: Третинне лікування. 14 Висновок. 14 iv
Розділ II: Фосфат у стічних водах. 15 Вступ. 15 II.1. Евтрофікація водних середовищ. 15 II.2. Фосфор у стічних водах. 15 II.3. Дефосфатація у стічних водах. 17 II.3.1. Біологічний процес. 18 II.3.2. Фізико-хімічна обробка. 18 II.4. Опади вапном. 20 II.5. Осад фосфату кальцію. 21 II.5.1. Трикальційфосфати (TCP). 21 II.6. Валоризація осадженого фосфату кальцію при синтезі фосфорної кислоти. 22 II.6.1. Загальна інформація про фосфорну кислоту. 22 II.6.2. Характеристика та фізико-хімічні властивості фосфорної кислоти. 23 II.6.3. Виробництво фосфорної кислоти. 25 II.6.4. Сфери використання фосфорної кислоти. 30 Висновок. 30 Розділ III: Відновлення фосфатів та синтез фосфорної кислоти в лабораторії. 31 Вступ. 31 III.1. Тест на опади. 31 III.1.1. Матеріали і методи. 31 III.1.2. Осадження фосфату - принцип і апарат -. 34 III.1.3. Кінетика коагуляції-флокуляції. 35 III.1.4. Оптимізація кількості коагулянта. 37 III.2. Тест на синтез фосфорної кислоти. 37 III.2.1. Матеріали і методи. 37 III.2.2. Процедура лабораторної реакції. 38 III.3. Висновок. 41 проти
Глава IV: Результати та обговорення. 42 IV.1. Тести на відновлення. 42 IV.1.1. Вплив швидкої швидкості перемішування. 42 IV.1.2. Вплив повільної швидкості перемішування. 44 IV.1.3. Вплив повільного часу перемішування. 46 IV.1.4. Вплив кількості вапна та кінцевої рН на швидкість відновлення. 48 IV.2. Випробування на синтез фосфорної кислоти. 54 IV.2.1. Вплив концентрації сірчаної кислоти на виробництво. 54 IV.2.2. Характеристика виробленої фосфорної кислоти. 55 IV.2.3. Моніторинг втрат PO 3-4. 56 Висновок. 57 ЗАГАЛЬНИЙ ВИСНОВОК. 58 БІБЛІОГРАФІЧНА ДОВІДКА. 60 ДОДАТКИ. 64 vi
Список картин
Список таблиць Таблиця I-1: Еквівалентна провідність основних іонів у воді при 25 C. 8 Таблиця II-1: Форми фосфору у стічних водах. 17 Таблиця II-2: Ефективність станцій, що здійснюють первинні опади з використанням різних реагентів. 19 Таблиця II-3: Фізико-хімічні властивості фосфорної кислоти. 23 Таблиця III-1: Характеристика досліджених стічних вод. 31 Таблиця III-2: Результати хімічного аналізу досліджуваної води. 32 Таблиця III-3: Концентрація PO 3-4 у відібраній пробі. 33 Таблиця IV-1: Результати випробувань на вибір швидкості швидкого перемішування. 42 Таблиця IV-2: Результати випробувань на вибір часу швидкого перемішування. 43 Таблиця IV-3: Результати випробувань на вибір повільної швидкості перемішування. 45 Таблиця IV-4: Результати випробувань на вибір часу повільного перемішування. 46 Таблиця IV-5: Швидкість одужання при 20 C. 48 Таблиця IV-6: Швидкість одужання при 35 C. 49 Таблиця IV-7: Швидкість відновлення при 50 C. 49 vii
Список малюнків
Рисунок IV-4: Відсоток опадів та решта РО 3-4 у залежності від повільної швидкості перемішування. 46 3- Рисунок IV-5: Відсоток опадів та решта PO 4 у залежності від повільного часу перемішування. 47 Фіхура IV-6: Вплив рН на швидкість відновлення. 51 Рисунок IV-7: Швидкість відновлення при різних температурах. 52 Рисунок IV-8: Зразок відновленого фосфату кальцію. 53 Рисунок IV-9: Концентрація пентоксиду фосфору при різних концентраціях сірчаної кислоти. 55 Рисунок IV-10: Вироблена фосфорна кислота. 56 ix
оптимальне експериментальне відновлення, а також валоризація цього елемента при синтезі фосфорної кислоти в лабораторних масштабах. У рамках цього дослідження та для досягнення двох цілей ми маємо наступні розділи: Перші два розділи присвячені літературі стічних вод, зокрема проблемі забруднення фосфатами. Вивчення цих обмежень змусило нас провести бібліографічне дослідження фосфату кальцію, який повинен бути осаджений, і фосфорної кислоти, що виробляється. Останні дві глави становлять другу частину, яка повністю орієнтована на експерименти, зразків стічних вод, що піддаються коагуляції-флокуляції, щоб мати можливість визначити оптимальні умови експлуатації для відновлення та вплив коагулянту, що використовується, з одного боку, і ефективність виробленої кислоти, з іншого боку. 2
ГЛАВА I Загальна інформація про стічні води
Глава I Загальна інформація про стічні води Рисунок I-1: Природа забруднення води [8] I.2.1. Домашнє походження До побутових стічних вод належать побутова вода (туалетна вода, миюча вода, вода для приготування їжі) та чорна вода (сеча та фекалії) у так званій системі “все в каналізації” [9]. Побутові стічні води містять мінерали та органічні речовини. Мінерали (хлориди, фосфати, сульфати тощо) та органічні матеріали, що складаються з потрійних сполук, таких як цукри та жири (утворені з вуглецю, кисню та водню, але також азоту та, в деяких випадках, інших тіл, таких як сірка, фосфор, залізо тощо) [10]. Склад побутових стічних вод може бути надзвичайно змінним і залежить від трьох факторів [11]: Вихідний склад питної води, який сам по собі залежить від складу води, яка використовується для виробництва питної води, від якості цієї води. санітарні норми відповідної країни, характер труб. тощо 4
РОЗДІЛ II Фосфат у стічних водах
Глава II Фосфат у стічних водах Фосфор може бути технічно відновлений осадженням або кристалізацією, коли [36]: - концентрація фосфору в стоках перевищує 10 мг/л - стічні води мають низький вміст зважених речовин (