Науковий вісник НГУ

Математичне моделювання процесів очищення стічних вод від фенолів і роданідів із використанням глауконіту

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2020

Останнє оновлення: 30 серпня 2020

Опубліковано: 30 серпня 2020

Перегляди: 2605

Authors:

А. В. Іванченко, orcid.org/0000-0002-1404-7278, Дніпровський державний технічний університет, м. Кам’янське, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

К. Є. Хавікова, orcid.org/0000-0002-3276-481X, Дніпровський державний технічний університет, м. Кам’янське, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А. І. Трикіло, orcid.org/0000-0002-5203-5948, Дніпровський державний технічний університет, м. Кам’янське, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 повний текст / full article

Abstract:

Мета. Підібрати оптимальну дозу природного мінералу глауконіту в поєднанні з катіонним флокулянтом для вилучення фенолів і роданідів із промислових стоків. Обґрунтувати переваги використання природного глауконіту як адсорбенту з розвиненою катіонною здатністю до поглинання токсичних речовин. Розробити математичну модель адсорбційного очищення фенольних стічних вод на флотаційній установці.

Методика. Хімічні дослідження здійснювали згідно з методиками В. М. Кагасова, Є. К. Дербишевої. При проведенні експериментів із визначення концентрації фенолів у промислових стоках застосовували фотометричний метод, заснований на утворенні забарвлених у червоний колір з’єднань фенолів із 4-аміноантипірином у присутності гексаціаноферрату калію. Для встановлення концентрації роданідів у фенольній стічній воді використовували фотометричний метод, заснований на взаємодії роданід-іона в кислому середовищі з іонами заліза (III) хлориду. Визначення оптичної щільності розчинів проводили на фотоколориметрі концентраційному КФК-2 з подальшим застосуванням калібрувальних графіків.

Результати. Експериментально показано, що при застосуванні інтервалу доз глауконіту 2–6 г/дм³ досягається найефективніше очищення рідких відходів від фенолів і зменшення концентрації вихідної фенольної води з 510 до 330–390 мг/дм³ упродовж 110–140 хв на механічній стадії. Досягнуто зниження гранично допустимої концентрації (ГДК) фенолів у вихідних стічних водах коксохімічного підприємства, що регламентується – не більше 415 мг/дм³. Досліджено процес очищення промислових стоків від роданідів з підбором оптимальної дози адсорбенту за допомогою математичної обробки експериментальних даних, що склав 2–3,5 г/дм³ за тривалості флотації 120 хв. Отримане зниження вихідної концентрації роданідів із 475,2 до 328–348 мг/дм³. Досягнуто ГДК роданідів при нормі – не більше 400 мг/дм³ перед біологічним очищенням.

Наукова новизна. Досліджено процес сорбційного видалення фенолів і роданідів із рідких відходів з різними дозами глауконіту для опису математичної моделі адсорбційного процесу. Уперше встановлені кінетичні закономірності процесу вилучення фенолів зі стічних вод глауконітом у кількості 2–8 г/дм³ у поєднанні з катіонним флокулянтом об’ємом 5 мл/дм³ в інтервалі часу 20–120 хв, що дає можливість прогнозувати оптимальну дозу адсорбенту, вплив часу на сорбційний процес і знизити вміст забруднюючих агентів до екологічно безпечних показників.

Практична значимість. Надано математичний опис процесу очищення фенольних стічних вод із використанням глауконіту. Виходячи з опису математичної моделі, для промислового впровадження запропоновано використовувати природний адсорбент глауконіт в інтервалі оптимальних доз 2–6 г/дм³ у поєднанні з катіонним флокулянтом у кількості 5 мл/дм³ за оптимальної тривалості адсорбційного процесу 110–140 хв.

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.

• < Попередня
• Наступна >