Propuesta de Tesis de Graduación en Ingeniería Química
1. Introducción
En China, el 82% de la gente bebe de pozos y ríos poco profundos, de los cuales el 75% están gravemente contaminados por bacterias y contaminados. por materia orgánica. La población del agua es de aproximadamente 654,38+0,6 mil millones. El agua del grifo se considera desde hace mucho tiempo segura e higiénica. Sin embargo, el agua del grifo ya no es higiénica debido a la contaminación del agua. Una encuesta muestra que se han detectado hasta 2.221 contaminantes químicos en el agua del grifo en todo el mundo, algunos de los cuales se ha confirmado que son carcinógenos o promotores del cáncer. A juzgar por el nivel de consumo de agua del grifo, nuestro país todavía se encuentra en un nivel relativamente bajo. Actualmente, el agua del grifo sólo puede transformarse en agua potable mediante precipitación, filtración y cloración. Agregar cloro al agua del grifo puede matar eficazmente las bacterias y producir más compuestos de hidrocarburos halogenados. Estos compuestos orgánicos que contienen cloro duplican su contenido y son la mayor fuente de diversos cánceres gastrointestinales en humanos. En la actualidad, la composición de la contaminación urbana es muy compleja. Además de metales pesados, el agua contaminada también contiene muchos residuos nocivos como pesticidas, fertilizantes y detergentes. Incluso si se hierve el agua del grifo, los residuos no desaparecerán. Sin embargo, la concentración de sustancias nocivas en el agua hervida aumenta, lo que reduce el contenido de oxígeno disuelto, beneficioso para la salud humana, y también aumenta los carcinógenos como el nitrito y el cloroformo. Por tanto, el factor de seguridad de beber agua hervida no es alto. Los últimos datos muestran que actualmente sólo el 23% de los residentes de las principales ciudades del país cumplen con los estándares de salud, y la tasa de calificación de agua potable en los pueblos pequeños y las zonas rurales es aún menor. La principal prioridad en la prevención y el control de la contaminación del agua es garantizar que el agua potable sea calificada. Por lo tanto, se debe fortalecer el monitoreo de la contaminación del agua y se deben establecer zonas de protección de las fuentes de agua. El río madre, el río Amarillo, dejó de fluir por primera vez en 1972 y luego dejó de fluir durante 226 días en 1997, con casi 700 kilómetros de lecho seco. El río Haihe tiene 300 afluentes, ninguno de los cuales es seco ni maloliente. Las aguas subterráneas en el norte de China han sido seriamente sobreexplotadas, formando el área de embudo de aguas subterráneas más grande del mundo, con una superficie de más de 70.000 kilómetros cuadrados. El suelo se hunde y el agua del mar invade. Entre las 668 ciudades de China, más de 400 ciudades tienen escasez de agua, y más de 100 ciudades tienen una escasez grave de agua. Desde finales de la década de 1990, la tasa de desertificación de la tierra ha aumentado a más de 3.400 kilómetros cuadrados por año.
Lo que es aún más aterrador es que los recursos hídricos totales de China siguen disminuyendo. El volumen total en 1997 fue de 2.785,5 mil millones de metros cúbicos, que se redujo a 241,3 mil millones de metros cúbicos en 2004. Desde la década de 1950, más de 20 ríos en el curso superior del río Yangtze se han reducido en un promedio del 37,1%. El Fondo Mundial para la Naturaleza publicó un informe el 19 de marzo en el que enumera el río Yangtze, el tercer río más largo del mundo y el tercero más grande del mundo, como uno de los 10 principales ríos del mundo que se enfrentan a la sequía. La contaminación del agua afecta la producción industrial, aumenta la corrosión de los equipos, afecta la calidad del producto e incluso imposibilita la producción. La contaminación del agua afecta la vida de las personas, destruye la ecología, daña directamente la salud de las personas y causa daños enormes. Actualmente, la gente se ha dado cuenta de que no podemos desarrollar la economía destruyendo el entorno ecológico. El coste de hacerlo es demasiado alto. China ha propuesto estrategias para el desarrollo socioeconómico sostenible y la protección de la salud de las personas, y ha adoptado una serie de medidas poderosas para controlar la contaminación del agua.
Existen tres métodos para el tratamiento de la contaminación del agua: métodos físicos, métodos químicos y métodos de degradación biológica.
Método físico: La elección del método de tratamiento de aguas residuales depende de la naturaleza, composición y estado de los contaminantes en las aguas residuales, así como de los requisitos de calidad del agua. Los métodos generales de tratamiento de aguas residuales se pueden dividir a grandes rasgos en tres categorías: métodos físicos, métodos químicos y métodos biológicos.
Utilizar efectos físicos para tratar, separar y recuperar contaminantes en aguas residuales. Por ejemplo, la precipitación se utiliza para eliminar partículas suspendidas en agua con una densidad relativa superior a 1, mientras que la recuperación de estas partículas (o flotación por aire) puede eliminar gotas de aceite emulsionadas o sólidos suspendidos con una densidad relativa cercana a 1; el agua se puede eliminar mediante filtración; la evaporación se utiliza para concentrar las sustancias insolubles y solubles en las aguas residuales [2].
Método químico: Recupera residuos solubles o sustancias coloidales mediante reacciones químicas o efectos físicos y químicos, como neutralizar aguas residuales ácidas o alcalinas con el método de neutralización; el método de extracción utiliza residuos solubles con diferentes solubilidades en las dos fases; . ¿emitido? , Reciclar fenoles, metales pesados, etc. El método redox se utiliza para eliminar contaminantes reductores u oxidantes en aguas residuales y matar bacterias patógenas en agua natural [2].
Método biológico: Trata la materia orgánica de las aguas residuales mediante la acción bioquímica de los microorganismos. Por ejemplo, los métodos de filtración biológica y lodos activados se utilizan para tratar aguas residuales domésticas o de producción orgánica para convertir y degradar la materia orgánica en sales inorgánicas y purificarlas [2].
Desde hace mucho tiempo se utilizan lodos activados para el tratamiento de aguas residuales, siendo además el proceso de tratamiento biológico más utilizado en el mundo.
Tiene las ventajas de una gran capacidad de procesamiento y una buena calidad del efluente.
2. Nombre del proyecto, nivel profesional, alumnos e instructores.
Efecto del cloruro de aluminio trivalente sobre el rendimiento de degradación de lodos activados
Nivel profesional: Tecnología química aplicada nivel 1
Miembros:?
Instructora:?
3. Contenido del tema
①Cultivo de lodos activados
El cultivo de lodos activados en laboratorio es un método de cultivo intermitente que utiliza un dispositivo de aireación para airear los lodos activados, es decir. es decir, se asfixia el lodo activado, se pasa sólo oxígeno y se deja reposar durante una hora a intervalos, luego se cambia el agua y se añaden los nutrientes adecuados para el cultivo, y así sucesivamente para mantener la actividad necesaria para el experimento.
(2) Métodos de investigación para la degradación de lodos activados mediante cloruro de aluminio trivalente.
El juicio sobre la calidad del agua depende principalmente de algunos indicadores, incluidos OD, DQO, DBO, etc. ¿Dónde está el bacalao? ¿Demanda química de oxígeno? La abreviatura inglesa "" es un indicador que refleja los contaminantes reductores en el agua (incluidas las sustancias reductoras orgánicas e inorgánicas). Esto está representado por el índice COD. Hay muchas formas de medir la demanda química de oxígeno. Con referencia a una gran cantidad de literatura, se resumió un método de medición, que consiste en agregar una cantidad conocida de solución de dicromato de potasio a la muestra, usar sulfato de plata como catalizador en un medio ácido fuerte y, después de la digestión a alta temperatura, usar espectrofotometría para medir el valor de DQO. Cuando el valor de DQO en la muestra es de 100 mg/L a 1000 mg/L, a 600? La absorbancia de los iones de cromo trivalente producidos por la reducción de dicromato de potasio se midió a una longitud de onda de 20 nm. El valor de DQO en la muestra es proporcional al aumento de la absorbancia de los iones de cromo trivalentes, y la absorbancia de los iones de cromo trivalentes se convierte en un valor de DQO. Cuando el valor de DQO en la muestra es de 65438±05mg/L a 250mg/L, a 440? La absorbancia total de los iones de cromo hexavalente y de los iones de cromo trivalente producidos por la reducción de dicromato de potasio se midió a una longitud de onda de 20 nm. El valor de DQO en la muestra es directamente proporcional a la disminución de la absorbancia de los iones de cromo hexavalente y al aumento de la absorbancia de los iones de cromo trivalentes, y la absorbancia total se convierte en un valor de DQO [3-8].
Preparar muestras de agua de cloruro de aluminio trivalente con diferentes concentraciones, calentarlas en un dispositivo de reflujo, hervir durante 1 hora, luego ponerlas en un matraz cónico para que se enfríen y luego agregar el sulfato de sodio preparado de concentración conocida. Se utilizó la solución estándar de hierro y amonio como indicador para la titulación y se registraron los datos. Repita la operación anterior para estudiar el efecto del cloruro de aluminio trivalente sobre el rendimiento de degradación del lodo activado.
③Verificación
Con base en los datos experimentales, el valor de DQO de muestras de agua con diferentes concentraciones de cloruro de aluminio se cambió con el tiempo para analizar la degradación del lodo activado por el cloruro de aluminio trivalente. ¿Algún impacto en el rendimiento?
4. El propósito y significado de este tema.
Con el desarrollo de la sociedad, las industrias química y papelera vierten grandes cantidades de aguas residuales industriales. Las aguas residuales que contienen metales pesados contaminan el medio ambiente, destruyen el equilibrio ecológico, afectan el crecimiento de animales y plantas y dañan gravemente la salud humana. Por lo tanto, académicos nacionales y extranjeros están explorando e investigando activamente métodos para la degradación eficiente de lodos activados.
Estudiar principalmente los efectos de diferentes concentraciones de cloruro de aluminio en aguas residuales sobre el rendimiento de degradación de los lodos activados. Al medir el valor de DQO de las aguas residuales industriales antes y después del tratamiento de lodos, estudiamos el crecimiento de lodos activados y su degradación de la materia orgánica en diferentes concentraciones, lo que proporciona datos sólidos que respaldan la promoción adicional de la aplicación de lodos activados en la industria [9].
5. Principales reactivos e instrumentos utilizados
① Reactivos:
Tricloruro de aluminio (grado analítico), sulfato ferroso de amonio hexahidrato (grado analítico), dicromato de potasio ( excelente pureza), ácido sulfúrico concentrado (grado analítico), sulfato de mercurio (grado analítico), sulfato de plata (grado analítico), glucosa (excelente pureza) (50g/L), 1, 10-.
②Instrumentos:
Manto calefactor eléctrico inteligente a temperatura constante, burbujeador, balanza de bandeja, balanza electrónica, matraz de fondo redondo (250 ml), tubo de condensación de aire, vaso pequeño (50 ml), cilindro graduado (100mL), probeta graduada (10mL), probeta graduada (5mL), matraz Erlenmeyer (250mL), centrífuga.
6. Objetivos esperados
Hay muchos factores que afectan la actividad del lodo activado, pero este experimento solo estudia si diferentes concentraciones de cloruro de aluminio afectan la capacidad de degradación del lodo activado.
Por lo tanto, elegimos el cloruro de aluminio como objeto de investigación, medimos el valor de DQO de las aguas residuales antes y después del tratamiento de lodos y estudiamos el crecimiento de lodos activados domesticados con diferentes concentraciones de cloruro de aluminio y su degradación de la materia orgánica, lo que puede proporcionar una base. Para la capacidad de degradación del lodo activado, la investigación proporciona soporte de datos objetivos. Además, la influencia de los iones de cloruro debe eliminarse tanto como sea posible en el experimento en cuestión para lograr resultados de medición objetivos y precisos.
7. Trabajo por fases
4 a 5 semanas de revisión de la literatura.
En la sexta semana, completar el informe de la propuesta y la revisión de la literatura, y formular un plan experimental.
En la séptima semana, prepara el laboratorio, recoge instrumental y medicamentos, y prepara los reactivos necesarios.
De las semanas 8 a 14, completar el experimento según el plan experimental, resumir las deficiencias, fenómenos y conclusiones durante el experimento, y registrar y procesar los datos.
En 15 a 16 semanas, organiza información, haz tablas, haz dibujos y escribe una tesis de graduación.
Defensa de Tesis Semana 17
Referencia
[1] Cui. Estudio comparativo sobre métodos comunes de tratamiento de aguas residuales urbanas [J]. Neijiang Science and Technology, 2010.
[2]Sólido. Sobre la aplicación de lodos activados en el tratamiento de aguas residuales [J]. Investigación y Monitoreo Ambiental, 2010, (2): 23-24.
Sun Hye Soo. Obras de drenaje. Cuarta edición. Beijing: China Construction Industry Press, 1999:105-107.
Su·. Investigación sobre la correlación entre CODcr y BOD5[J]. Heilongjiang Environmental Bulletin, 2010, 34 (2): 75-78.
[5]Gu·. Li Xiuxia. Análisis de los factores que influyen en la determinación de DQO mediante el método del dicromato de potasio [J Small Nitrogen Fertilizer, 2009, 37 (3): 18-20.
Li Guogang, Wang Delong. Revisión de los métodos de determinación de DBO [J]. China Environmental Monitoring, 2004, 20 (2): 54-57.
, Chen,. Análisis de factores que influyen en la determinación de DBO5[J]. Ingeniería y Equipos Químicos, 2009, 9:176-177.
Wang Ruigang. Cinética de la eliminación de fósforo mediante el método de lodos activados [D] Escuela de Monitoreo Ambiental, Universidad de Minería y Tecnología de China, 2009:9-11.
Xu Hang. Discusión sobre temas relacionados con el análisis de la demanda química de oxígeno con dicromato de potasio [J Chemical Engineering and Equipment, 2010, 6: 171-172].
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