Материалы

Математическое моделирование процессов очистки сточных вод от фенолов и роданидов с использованием глауконита

• 
• 

Рейтинг:   / 0

ПлохоОтлично 

Подробности

Категория: Содержание №4 2020

Обновлено 31 Август 2020

Опубликовано 31 Август 2020

Просмотров: 249

Authors:

А. В. Иванченко, orcid.org/0000-0002-1404-7278, Днепровский государственный технический университет, г. Каменское, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

К. Е. Хавикова, orcid.org/0000-0002-3276-481X, Днепровский государственный технический университет, г. Каменское, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. И. Трикило, orcid.org/0000-0002-5203-5948, Днепровский государственный технический университет, г. Каменское, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 повний текст / full article

Abstract:

Цель. Подобрать оптимальную дозу природного минерала глауконита в сочетании с катионным флокулянтом для извлечения фенолов и роданидов из промышленных стоков. Обосновать преимущества использования природного глауконита как адсорбента с развитой катионной способностью к поглощению токсических веществ. Разработать математическую модель адсорбционной очистки фенольных сточных вод на флотационной установке.

Методика. Химические исследования осуществляли согласно методикам В. М. Кагасова, Е. К. Дербишевой. При проведении экспериментов по определению концентрации фенолов в промышленных стоках применяли фотометрический метод, основанный на образовании окрашенных в красный цвет соединений фенолов с 4-аминоантипирином в присутствии гексацианоферрата калия. Для установления концентрации роданидов в фенольной сточной воде использовали фотометрический метод, основанный на взаимодействии роданид-иона в кислой среде с ионами железа (III) хлорида. Определение оптической плотности растворов проводили на фотоколориметре концентрационном КФК-2 с последующим применением калибровочных графиков.

Результаты. Экспериментально показано, что при применении интервала доз глауконита 2–6 г/дм³ достигается эффективная очистка жидких отходов от фенолов и уменьшение концентрации исходной фенольной воды с 510 до 330–390 мг/дм³ в течение 110–140 мин на механической стадии. Достигнуто снижение предельно допустимой концентрации (ПДК) фенолов в исходных сточных водах коксохимического предприятия, регламентируемое – не более 415 мг/дм³. Исследован процесс очистки промышленных стоков от роданидов с подбором оптимальной дозы адсорбента с помощью математической обработки экспериментальных данных, который составил 2–3,5 г/дм³ с продолжительностью флотации 120 мин. Получено снижение исходной концентрации роданидов с 475,2 до 328–348 мг/дм³. Достигнута ПДК роданидов при норме – не более 400 мг/дм³ перед биологической очисткой.

Научная новизна. Исследован процесс сорбционного удаления фенолов и роданидов из жидких отходов с различными дозами глауконита для описания математической модели адсорбционного процесса. Впервые установлены кинетические закономерности процесса извлечения фенолов из сточных вод глауконитом в количестве 2–8 г/дм³ в сочетании с катионным флокулянтом объемом 5 мл/дм³ в интервале времени 20–120 мин. Получена возможность прогнозировать оптимальную дозу адсорбента, влиять на время сорбционного процесса и снизить содержание загрязняющих агентов до экологически безопасных показателей.

Практическая значимость. Дано математическое описание процесса очистки фенольных сточных вод с использованием глауконита. Исходя из описания математической модели, для промышленного внедрения предложено использовать природный адсорбент глауконит в интервале оптимальных доз 2–6 г/дм³ в сочетании с катионным флокулянтом в количестве 5 мл/дм³ при оптимальной продолжительности адсорбционного процесса 110–140 мин.

References.

1. Onishchenko, G. G. (2015). Actual tasks of hygienic science and practice in maintaining public health. Hygiene and sanitation, (3), 7-11.

2. Kulikova, D. V., & Pavlychenko, A. V. (2016). Estimation of ecological state of surface water bodies in coal mining region as based on the complex of hydrochemical indicators. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (4), 62-70.

3. Klymenko, І., Yelatontsev, D., Ivanchenko, A.,Dupenko, O., & Voloshyn, N. (2016). Developing of effective treatment technology of the phenolic wastewater. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(10(81)), 29-34. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.72410.

4. Alexandros Stefanakisa, I., Seegera, E., Dorerb, C., Sin­kec, A., & Thullnera, M. (2016). Performance of pilot-scale horizontal subsurface flow constructed wetlands treating groundwater contaminated with phenols and petroleum derivatives. Ecological Engineering, 95, 514-526. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2016.06.105.

5. Polymeric materials: products, equipment, technologies (2019). Moscow: The concept of communication of the XXI century, 1999, (10), 68. Retrieved from https://rucont.ru/efd/667858.

6. Ivanchenko, A. V., Yelatontsev, D. O., Voloshin, M. D., & Dupenko, O. O. (2015). Study of the technology of extracting resinous substances from wastewater from coke-chemical enterprises by the method of reagent flotation. Bulletin of Odessa Polytechnic University, 1(45), 158-163.

7. Kolesnyk, V. Ye., Kulikova, D. V., & Pavlychenko, A. V. (2016). Substantiation of rational parameters of perforated area of partitions in an improved mine water settling basin. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (6), 120-127.

8. Ivanchenko, A. V., & Khavikova, K. Ye. (2019). Complex purification of industrial phenolic wastewater from virgin adsorbents from natural raw material. Bulletin of Vinnitsa Polytechnic Institute, (2), 27-34. https://doi.org/10.31649/1997-9266-2019-143-2-27-34.

9. Kharkina, O. V. (2015). Effective operation and calculation of biological wastewater treatment facilities. Volgograd: Panorama. ISBN 978-5-9666-0172-0.

10. Farberova, E. A., Tingaeva, E. A., & Kobeleva, A. R. (2015). Sludge treatment using charcoal activated carbon waste. All-Russian scientific and practical journal. Water: chemistry and ecology, (6), 51-54.

11. Feofanov, Ryakhovsky, M. S. (2015). Comparative assessment of sorption capacities of homogeneous and complex loads during water treatment. All-Russian scientific and practical journal. Water: chemistry and ecology, (7), 85-90.

12. Somin, Betts S. A., & Komarova, L. F. (2016). The use of crop waste in the purification of water from phenol. All-Russian scientific and practical journal. Water: chemistry and ecology, (4), 50-55.

13. Ganziuk, A. Ya., Karvan, S. A., & Deychuk, G. M. (2016). Application of mineral adsorbents in the processes of purification, separation and conditioning of gas and liquid media. Bulletin of Khmelnitsky National University, (2), 266-269.

14. Fatima Zohra Choumane, Belkacem Benguella, Maachou, B., & Saadi, N. (2017). Valorisation of a bioflocculant and hydroxyapatites as coagulation-flocculation adjuvants in wastewater treatment of the steppe in the wilaya of Saida (Algeria). Ecological Engineering, 107, 152-159. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2017.07.013.

• < Назад
• Вперёд >