СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 5
ГЛАВА 1: ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................ 13
1.1 Фенолы: их происхождение, химия и токсическое эффекты ....................... 13
1.2 Проблема фенолсодержащих сточных вод в Египте ..................................... 15
1.3 Методы очистки фенолсодержащих сточных вод ......................................... 21
1.3.1 Адсорбция на активированных углях ................................................... 22
1.3.2 Обоснование возможности использования ветвей финиковой пальмы
в качестве адсорбента для очистки сточных вод ................................................ 24
1.3.3 Усовершенствованные процессы окисления на основе сульфатных
радикалов (УПО-ОСР) .......................................................................................... 29
1.4 Методология поверхности отклика (МПО) ................................................... 38
1.5 Выводы по главе 1 ............................................................................................ 40
ГЛАВА 2: ИССЛЕДОВАНИЕ АДСОРБЦИИ ФЕНОЛА НА АКТИВИРОВАННОМ
УГЛЕ ............................................................................................................................... 42
2.1 Адсорбция фенола на промышленном активированном угле [Экстрасорб-
101 и Каусорб 6×12] .................................................................................................. 42
2.1.1 Материалы и химические реагенты ...................................................... 43
2.1.2 Промышленный активированный уголь ............................................... 44
2.1.3 Аналитические методы исследования .................................................. 45
2.1.4 Изучение влияния pH .............................................................................. 45
2.1.5 Влияние времени контакта и кинетики адсорбции ............................. 47
2.1.6 Моделирование изотермы адсорбции ................................................... 50
2.1.7 Разработка математической модели конкурентной адсорбции фенола и
аммонийного азота на активированном угле на образце Каусорб 6×12 .......... 54
3
2.2 Адсорбция фенола на активированному угле, полученном из ветвей финиковых пальм (ВФП-АУ-H₃PO₄-2) ................................ ................................ .... 62
2.2.1 МПО-моделирование для приготовления ВФП-АУ ............................ 66
2.2.2 Технология производства активированного угля из ВФП .................. 69
2.2.3 Влияние pH на адсорбцию фенола на ВФП-АУ-H₃PO₄-2 ................... 70
2.2.4 Кинетика адсорбции фенола на ВФП-АУ-H₃PO₄-2 .............................. 72
2.2.5 Моделирование изотермы адсорбции фенола на ВФП-АУ-H₃PO₄-2 . 74
2.3 Выводы по главе 2 ................................ ................................ ............................ 77
ГЛАВА 3: ИССЛЕДОВАНИЕ УДАЛЕНИЯ ФЕНОЛА С ПРИМЕНЕНИЕМ УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ОСНОВЕ СУЛЬФАТНЫХ РАДИКАЛОВ ................................ ................................ ..................... 78
3.1 Процесс электроперсульфата (ЭПС) для удаления фенола .......................... 78
3.1.1 Разработка математической модели для удаления фенола с помощью процесса ЭПС ................................ ................................ ................................ ........ 85
3.1.2 Анализ поверхности отклика и анализ изменений параметров ......... 92
3.1.3 Оптимизация технологических параметров и верификация моделей 95
3.1.4 Кинетика удаления фенола с использованием процесса ЭПС ........... 97
3.1.5 Влияние сосуществующих веществ ................................ ...................... 98
3.2 Применение УФ – активированного персульфата для удаления фенола .. 104
3.3 Удаление фенола с использованием системы [УФ/ПС/Fe(III)/цитрат] ..... 112
3.3.1 Разработка математической модели для удаления фенола с помощью системы [УФ/ПС/Fe(III)/цитрат] ................................ ................................ ........ 113
3.3.2 Соответствие модели МПО и дисперсионный анализ ...................... 114
3.3.3 Трехмерные поверхности отклика и анализ колебаний .................... 120
3.3.4 Эффективность удаления фенола и кинетика различных систем окисления ................................ ................................ ................................ ............. 124
4
3.3.5 Влияние водной матрицы и тяжелых металлов на разрушение фенола системой [УФ/ПС/Fe(III)/цитрат] ................................ ................................ ...... 127
3.4 Выводы по главе 3 ................................ ................................ .......................... 130
ГЛАВА 4: ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ УДАЛЕНИЯ ФЕНОЛА ................................ ............ 132
4.1 Практическое применение разработанных технологий удаления фенола из сточных вод ................................ ................................ ................................ .............. 132
4.2 Рекомендации по использованию нового активированного угля, полученного в результате химической активации веток финиковой пальмы (ВФП-АУ), на очистных сооружениях нефтеперерабатывающих производств ........... 134
4.3 Применение окислительной системы [УФ/ПС/Fe(III)/цитрат] для очистных сооружений нефтеперерабатывающих предприятий ................................ .......... 140
4.4 Расчет предотвращенного экологического ущерба ................................ ..... 141
4.5 Определение платы за негативное воздействие на окружающую среду (НВОС) ................................ ................................ ................................ ..................... 145
4.6 Расчет стоимости жизненного цикла (СЖЦ) ................................ ............... 148
4.6.1 Вариант № 1: Очистка с помощью статической адсорбции с использованием активированного угля ................................ ............................. 150
4.6.2 Вариант №2: Очистка с помощью системы окисления [УФ/ПС/Fe(III)/цитрат] ................................ ................................ ....................... 152
4.7 Выводы по главе 4 ................................ ................................ .......................... 154
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................ ................................ ................................ ........... 156
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И СИНОНИМОВ ................................ .......................... 159
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................ ................................ ........................... 162
ПРИЛОЖЕНИЕ (A) ................................ ................................ ................................ ..... 183
ПРИЛОЖЕНИЕ (Б) ................................ ................................ ................................ ..... 200
ПРИЛОЖЕНИЕ (В) ................................ ................................ ................................ ..... 207
