Propuesta de Tesis de Graduación en Ingeniería Química

Ejemplo de informe de propuesta para tesis de graduación en ingeniería química

1. Introducción

El 82% de la gente en China bebe agua de pozos poco profundos y ríos, el 75% de la contaminación del agua es causada por bacterias que exceden los estándares sanitarios, y alrededor de 160 millones de personas beben agua contaminada por materia orgánica. El agua del grifo se considera desde hace mucho tiempo segura e higiénica. Sin embargo, debido a la contaminación del agua, el agua del grifo actual ya no puede considerarse higiénica. 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 cancerígenos o cancerígenos. A juzgar por los estándares de consumo de agua del grifo, China todavía se encuentra en un nivel relativamente bajo. Actualmente, el agua del grifo sólo puede transformarse en agua potable a partir del agua de río o del agua subterránea mediante métodos como la precipitación, la filtración y la desinfección con cloro. Agregar cloro al agua del grifo puede matar eficazmente los gérmenes, pero también produce más compuestos de hidrocarburos halogenados. El contenido de estos compuestos orgánicos que contienen cloro aumenta exponencialmente, lo que constituye la principal causa de diversos cánceres gastrointestinales en los seres humanos. En la actualidad, los componentes de la contaminación urbana son muy complejos. Además de los metales pesados, las aguas contaminadas también contienen residuos nocivos como pesticidas, fertilizantes químicos y detergentes. Incluso si se hierve el agua del grifo, los residuos mencionados anteriormente no se pueden eliminar. El agua hirviendo aumenta la concentración de sustancias nocivas, reduce el contenido de oxígeno disuelto que es beneficioso para la salud humana y también aumenta los carcinógenos como el nitrito y el cloroformo. Por lo tanto, el factor de seguridad de beber agua hervida no es alto. Según los últimos datos, sólo el 23% de los residentes en las principales ciudades de China tienen agua potable que cumple con los estándares sanitarios, y la tasa de calificación de agua potable en las ciudades pequeñas y las zonas rurales es aún menor. La principal prioridad para la prevención y el control de la contaminación del agua es garantizar que el agua potable cumpla con los estándares. Para ello, se debe intensificar el control de la contaminación del agua y establecer zonas de protección de las fuentes de suministro de agua. El río Amarillo, el río madre, dejó de fluir por primera vez en 1972. En 1997, dejó de fluir durante 226 días y casi 700 kilómetros de lecho se secaron. Hay 300 afluentes del río Haihe. Ningún río se secará y ningún río olerá mal. Las aguas subterráneas en el norte de China han sido severamente sobreexplotadas, formando el área de embudo de aguas subterráneas más grande del mundo que cubre un área de más de 70.000 kilómetros cuadrados. El suelo se está hundiendo y el agua de mar está invadiendo. Entre las 668 ciudades del país, más de 400 tienen un suministro de agua insuficiente y más de 100 padecen una grave escasez 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. En 1997, el volumen total era de 2.785,5 mil millones de metros cúbicos, pero en 2004 cayó a 2.413 mil millones de metros cúbicos. 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 grande del mundo en términos de longitud y volumen de agua, como uno de los 10 ríos más grandes 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 también afecta la vida de las personas, daña la ecología y daña directamente la salud de las personas, causando grandes daños. En la actualidad, la gente se ha dado cuenta de que el desarrollo económico no se puede lograr destruyendo el medio ambiente ecológico; el costo es demasiado alto. China ha presentado estrategias para el desarrollo social y económico 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: método físico, método químico y método de degradación biológica.

Método físico: La elección del método de tratamiento de aguas residuales depende de la naturaleza, composición, estado de los contaminantes en las aguas residuales y 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, el método de precipitación se utiliza para eliminar partículas suspendidas con una densidad relativa superior a 1 en el agua mientras se recuperan estas partículas; el método de flotación (o método de flotación por aire) puede eliminar gotas de aceite en emulsión o materia suspendida con una densidad relativa cercana a 1; el método de filtración puede eliminar las partículas suspendidas en el agua; el método de evaporación de partículas se utiliza para concentrar sustancias solubles no volátiles en las aguas residuales [2].

Método químico: Uso de reacciones químicas o efectos físicos y químicos para recuperar residuos solubles o sustancias coloidales. Por ejemplo, el método de neutralización se utiliza para neutralizar aguas residuales ácidas o alcalinas; el método de extracción utiliza la diferente solubilidad; de residuos solubles en las dos fases. Distribución, recuperación de fenoles, metales pesados, etc.; el método redox se utiliza para eliminar contaminantes reductores u oxidantes en aguas residuales, matar bacterias patógenas en cuerpos de agua naturales, etc.

Método biológico: Utiliza la acción bioquímica de los microorganismos para tratar la materia orgánica de las aguas residuales.

Por ejemplo, los métodos de filtración biológica y lodos activados se utilizan para tratar aguas residuales domésticas o de producción orgánica, convirtiendo y degradando la materia orgánica en sales inorgánicas para su purificación [2].

Durante mucho tiempo, las aguas residuales se tratan principalmente mediante el método de lodos activados, que también es el proceso de tratamiento biológico más utilizado en el mundo y tiene las ventajas de una alta capacidad de tratamiento y una buena calidad del efluente.

2 Nombre del tema, grado profesional, estudiantes, instructores

Nombre del tema: Efecto de la sal trivalente de cloruro de aluminio sobre el rendimiento de degradación de lodos activados

Grado profesional : Tecnología química aplicada avanzada

Miembros:

Instructor:

3. Contenido del tema

①Cultivo de lodos activados

El cultivo de lodos activados en laboratorio es un método de cultivo intermitente. El dispositivo de aireación se utiliza para airear el lodo activado, es decir, la aireación, que solo introduce oxígeno y le permite reposar y asentarse durante un período de tiempo, luego. Cambie el agua, agregue cantidades adecuadas de nutrientes para el cultivo y repita esto para mantener la concentración de lodo activado requerida para el experimento.

② Método de investigación sobre el rendimiento de degradación del cloruro de aluminio trivalente en lodos activados

El juicio sobre la calidad del agua se basa principalmente en ciertos indicadores, incluidos OD, DQO, DBO, etc. Entre ellos, DQO es la abreviatura en inglés de "demanda química de oxígeno", que es un indicador que refleja los contaminantes reductores (incluidas las sustancias reductoras orgánicas e inorgánicas) en el cuerpo de agua. Aquí utilizamos el indicador COD para expresarlo. Hay muchas formas de medir la DQO. Haciendo referencia a una gran cantidad de documentos, se resumió un método de medición, es decir, agregar una cantidad conocida de solución de dicromato de potasio a la muestra, usando sulfato de plata como catalizador en un medio ácido fuerte, y después de la digestión a alta temperatura, se extrajo DQO. medido mediante espectrofotometría. Cuando el valor de DQO en la muestra es de 100 mg/L a 1000 mg/L, mida la absorbancia de los iones de cromo trivalente producidos por la reducción de dicromato de potasio a una longitud de onda de 600-20 nm. El valor de DQO en la muestra está relacionado con. la absorbancia de los iones de cromo trivalentes. El valor de aumento es directamente proporcional a la absorbancia de los iones de cromo trivalentes convertidos en valor de DQO. Cuando el valor de DQO en la muestra es de 15 mg/L a 250 mg/L, mida los iones de cromo hexavalentes no reducidos y los iones de cromo trivalentes reducidos producidos por el dicromato de potasio a una longitud de onda de 440 a 20 nanómetros, el valor de DQO en. la muestra es proporcional a la disminución de la absorbancia de los iones de cromo hexavalente y proporcional al aumento de la absorbancia de los iones de cromo trivalentes. 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 una hora, ponerlas en un matraz cónico para que se enfríen y luego agregar un indicador para utilizar el conocido Titulado preparado. la solución estándar de sulfato ferroso de amonio con la concentración más alta y registrar los datos. Repita la operación anterior para estudiar el efecto de la sal trivalente de cloruro de aluminio sobre el rendimiento de degradación del lodo activado.

　③Verificación

A través de datos experimentales, el valor de DQO de muestras de agua con diferentes concentraciones de cloruro de aluminio se cambia con el tiempo para analizar la degradación del lodo activado por el cloruro de aluminio trivalente. impacto en el rendimiento?

4. El propósito y la importancia de este tema

Con el desarrollo de la sociedad, las industrias química y de fabricación de papel vierten una gran cantidad 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 un método eficiente para degradar el lodo activado.

Este artículo estudia principalmente el impacto de diferentes concentraciones de cloruro de aluminio en las aguas residuales sobre el rendimiento de degradación de los lodos activados. Midiendo el valor de DQO de las aguas residuales industriales antes y después del tratamiento de lodos, la degradación de los lodos activados bajo diferentes condiciones. Se estudian las concentraciones de aclimatación. El crecimiento y la degradación de la materia orgánica proporcionan datos sólidos que respaldan la promoción de la aplicación de lodos activados en la industria [9].

5. Principales reactivos e instrumentos a utilizar

① Reactivos:

Cloruro de aluminio anhidro (grado analítico), sulfato ferroso amónico hexahidratado (grado analítico), dicromato de potasio (grado excelente puro), ácido sulfúrico concentrado (grado analítico), sulfato de mercurio (grado analítico), sulfato de plata (grado analítico), glucosa (grado excelente puro) (50 g/L), 1,10 -O-filolina, agua destilada, etcétera.

②Instrumentos:

Manto calefactor eléctrico termostático inteligente, burbujeador, balanza de bandeja, balanza electrónica, matraz de fondo redondo (250 ml), tubo condensador de aire, vaso pequeño (50 ml), probeta medidora ( 100mL), probeta graduada (10mL), probeta graduada (5mL), matraz Erlenmeyer (250mL), centrífuga, etc.

6. Objetivos esperados

Hay muchos factores que afectan la actividad del lodo activado, y este experimento solo estudia si diferentes concentraciones de cloruro de aluminio tienen un impacto en 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 y la degradación de la materia orgánica bajo diferentes concentraciones de cloruro de aluminio, lo que puede proporcionar información sobre el. capacidad de degradación del lodo activado. Proporcionar 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 un resultado de medición objetivo y preciso.

7. Trabajo por fases

Semana 4-5 Revisión de la literatura.

Semana 6: Completar el informe de la propuesta y la revisión de la literatura, y formular un plan experimental.

Semana 7: Preparar el laboratorio, recibir instrumental y medicamentos, y preparar los reactivos requeridos.

Semanas 8 a 14: Complete el experimento de acuerdo con el plan experimental, resuma las deficiencias durante el experimento, así como los fenómenos y conclusiones durante el experimento, registre y procese los datos.

Semanas 15-16: Organiza datos, haz tablas y dibujos, y escribe una tesis de graduación.

[2] Yin Shi. Una breve discusión sobre la aplicación de lodos activados en el tratamiento de aguas residuales [J]. Investigación y monitoreo ambiental, 2010, (2):