ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ КОАГУЛЯНТОВ В ПРОЦЕССАХ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Аннотация
В ходе работы были исследованы количественные и качественные характеристики сточных вод машиностроительных предприятий Московской и Пензенской областей. Установлено, что в большинстве случаев наиболее трудноудаляемыми загрязнениями являются нефтепродукты, поступающие в сточные воды от операций обработки металлов, а также ионы тяжелых металлов. Ввиду отсутствия разделения систем ливневой, промышленной и хозяйственно-бытовой канализации исследуемые стоки имели высокие концентрации растворенных органических соединений (биологического и химического потребления кислорода БПК/ХПК) и взвешенных веществ. Проведены лабораторные испытания экспериментальных образцов комплексного коагулянта на сточной воде реальных производств. В качестве реагентов использовали обычный сульфат алюминия и сульфат алюминия, модифицированный продуктами гидролиза тетрахлорид титана (комплексный коагулянт). Установлено, что комплексные титансодержащие реагенты эффективны в процессах коагуляционной очистки сточных вод машиностроительных предприятий. Процесс хлопьеобразования и седиментации протекал с высокой скоростью, что обусловлено реакциями флокуляции на поверхности гидрооксокомплексов титана, а также явлениями зародешеобразования на поверхности частиц гидроксида титана. Доказана повышенная эффективность образцов модифицированного продуктами гидролиза соединений титана коагулянта по отношению к традиционному сульфату алюминия. Расход комплексного коагулянта по сравнению с сульфатом алюминия был примерно в 1,25 - 1,5 раза ниже, при этом его эффективность примерно на 5 – 10 % выше. Отмечена повышенная эффективность комплексных коагулянтов по отношению к показателям содержания нефтепродуктов, ХПК и цветности (органические загрязняющие вещества), что обусловлено развитой адсорбционной поверхностью хлопьев гидроксида титана по сравнению с гидроксидом алюминия.
Литература
Getmantsev S.V., Nechaev I.A., Gandurina L.V. Waste water treatment by coagulants and floculants. M.: «ASB». 2008. 271 p. (in Russian).
Babenkov E.D. Water treatment by coagulants. M.: "Nauka". 1997. 347 p. (in Russian).
Draginskyi V.L., Alekseeva L.P., Getmantcev S.A.V. Coagulation in processes treatment natural water. M.: Nauc. izd. 2005. 576 p. (in Russian).
Ivanenko V.I., Lokshin E.P., Korneikov R.I., Aksenova S.V., Kalinnikov V.T. Dependence of the ion-exchange properties of the sorbent on the basis of oxothitan phosphate on the composition. Zhurn. Prikl. Khim. 2008. V. 81. N 5. P. 726-729 (in Russian).
Kanna M., Wongnawa S., Sherdshoopongse P., Boonsin P. Adsorption behavior of some metal ions on hydrated amorphous titanium dioxide surface. Songklanakarin J. Sci. Technol. 2005. 27 (5). P. 1017–1026. DOI: 10.1016/j.bfopcu.2017.01.002.
Ivanenko V.I., Lokshin E.P., Korneikov R.I. Sorption of metal cations by titanium (IV) phosphates. Scientific and practical problems in the field of chemistry and chemical technology: Proceedings of the scientific conference in the framework of the All-Russian scientific conference with in-ternational participation "Scientific basis of chemistry and technology for processing complex raw materials and the synthesis of functional materials on its basis" and SNTK-2008. Apatity. 2008. P. 49-53 (in Russian).
Zhao Y., Phuntsho S., Gao B. Preparation and Characteri-zation of Novel Polytitanium Tetrachloride Coagulant for Water Purification. Environ. Sci. Technol. 2013. 47. P. 12966-12975. DOI: 10.1021/es402708v.
Okour Y., Shon H.K., El Saliby, I. Characterisation of titanium tetrachloride and titanium sulfate flocculation in wastewater treatment. Water Sci. Technol. 2009. 59(12). P. 2463–2473. DOI: 10.2166/wst.2009.254.
Wu Y.-F., Liu W., Gao N.-Y. A study of titanium sulfate flocculation for water treatment. Water Res. 2011. 45. P. 3704-3711. DOI: 10.1016/j.watres.2011.04.023.
Kruchinina N.E., Kuzin E.N., Azopkov S.V. The use of coagulants based on titanium and silicon chlorides in the processes of cleaning the filtrate of a landfill of municipal solid waste. Khim. Prom-t’ Sgodnya. 2017. N 8. P. 36 - 40 (in Russian).
Zhao Y.X., Gao B.Y., Zhang G.Z., Qi Q.B., Wang Y., Phuntsho S., Kim J.-H., Shon H.K., Yue Q.Y., Li Q. Coagulation and sludge recovery using titanium tetrachloride as coagulant for real water treatment: A comparison against tra-ditional aluminum and iron salts. Separat. Purificat. Technol. 2014. V. 130. P. 19–27. DOI: 10.1016/j.seppur.2014.04.015.
Zhao Y., Gao B., Shon H., Cao B., Kim J.H. Coagulation characteristics of titanium (Ti) salt coagulant compared with aluminum (Al) and iron (Fe) salts. J. Hazard. Mater. 2011. 185. P. 1536-1542. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2010.10.084.
Zhao Y., Gao B., Cao B. Comparison of coagulation behav-ior and floc characteristics of titanium tetrachloride (TiCl4) and polyaluminum chloride (PACl) with surface water treat-ment. Chem. Eng. J. 2011. 166. P. 544-550. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2010.10.084.
Chekli L., Eripret C., Park S.H., Tabatabai S.A.A., Vronska O., Tamburic B., Kim J.H., Shon H.K. Coagulation performance and floc characteristics of polytitanium tetrachloride (PTC) compared with titanium tetrachloride (TiCl4) and ferric chloride (FeCl3) in algal turbid water. Sep. Purif. Technol. 2017. 175. P. 99–106. DOI: 10.1016/j.seppur.2015.08.009.
Zhao Y., Gao B., Shon H. Floc characteristics of titanium tetrachloride (TiCl4) compared with aluminum and iron salts in humic acidkaolin synthetic water treatment. Sep. Purif. Technol. 2011. 81. P. 332-338. DOI: 10.1016/j.seppur.2014.12.043.
Huang X., Gao B., Wang Y., Yue Q., Li Q., Zhang Y. Coagulation Performance and Flocs Properties of a New Composite Coagulant: Polytitanium-silicate-sulfate. Chem. Eng. J. 2014. 245. P. 173–179. DOI: 10.1016/j.cej.2014.02.018.
Chernyshev P.I., Wiesen N.S., Kuzin E.N., Kruchinina N. E. Wastewater treatment of electroplating from chromium (VI) compounds and using titanium (III) chloride. Ekolog. Khimiya. 2018. 27 (5). P. 253–257 (in Russian).
Kuzin E.N., Kruchinina N.E. Obtaining of hardened forms of alumina-silicon coagulant and their use in water purifiction and water treatment processes. Tsvetnye metally. 2016. N 10. P. 8-13 (in Russian). DOI: 10.17580/tsm.2016.10.01.
Veliaev Yu.O., Mayorov D.V., Zakharov K.V. Research and development of an improved technology for producing alumina-silicon coagulant-flocculant based on nepheline sulfuric acid dissection. Khim. Tekhnola. 2011. N 10. P. 614-620 (in Russian).
Kruchinina N. AKFC as an alternative to traditional coagulants in the processes of water purification and water treatment. Ekol. Proizvodstva. 2006. N 2. P. 46-50 (in Russian).
Kruchinina N.E., Kuzin E.N., Azopkov S.V., Chechikov I.A., Petrukhin D.Yu. Modification of a titanium coagulant by the sulphate method. Ekol. Promysh. 2017. N 2. P. 24-27 (in Russian). DOI: 10.18412/1816-0395-2017-2-24-27.
Izmailova N.L. Investigation of the coagulating ability of composite coagulants based on titanium and aluminum salts with respect to the paper pulp components. Abstracts of the Conference of the XVII MESK - 2012 "Ecology of Russia and adjacent territories." V. 1. Novosibirsk: Novosib. state un-t. 2012. P. 109 – 110 (in Russian).
Kruchinina N.E., Kuzin E.N., Azopkov S.V. Complex coagulants in wastewater treatment processes with a high content of petroleum products. Materials of the 8th International Scientific and Technical Conference Technique and Technology of Petrochemical and Oil and Gas Production. Omsk: Omsk State Technical University Publishing House. 2018. P. 209-210 (in Russian).
Shabanova H.A., Popov V.V., Sarkisov P.D. Chemistry and technology of nanodispersed oxides. M.: ICC "Academkniga". 2007. 309 p. (in Russian).
Wang T.-H., Navarrete-López A.M., Li S., Dixon D.A., Gole J.L. Hydrolysis of TiCl4: Initial steps in the production of TiO2. J. Phys. Chem. A. 2010. 114(28). P. 7561–7570. DOI: 10.1021/jp102020h.
Shon H., Vigneswaran S., Kandasamy J., Zareie M., Kim J., Cho D., Kim J.H. Preparation and characterization of titanium dioxide (TiO2) from sludge produced by TiCl4 flocculation with FeCl3, Al2(SO4)3 and Ca(OH)2 coagulantaids in wastewater. Sep. Sci. Technol. 2009. 44. P. 1525–1543. DOI: 10.1080/01496390902775810.
Shon H., Vigneswaran S., Kim I.S. Preparation of Titanium Dioxide (TiO2) from Sludge Produced by Titanium Tetrachloride (TiCl4) Flocculation of Wastewater. Environ. Sci. Technol. 2007. 41. P. 1372-1377. DOI: 10.1021/es062062g.
