ВЛИЯНИЕ СОЛЕСОДЕРЖАНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (III) ЭЛЕКТРОФЛОТОСОРБЦИОННЫМ МЕТОДОМ
Аннотация
Проведены исследования влияния солей хлорида, сульфата и нитрата натрия на сорбцию ионов железа (III) на промышленном порошковом сорбенте марки «ОУ-А» в статическом режиме. Установлено, что наряду с природой соли ее концентрация влияет на механизм сорбции. Изотерму адсорбции ионов железа (III) из раствора нитрата натрия можно отнести к типу Н по классификации Гильса, что подразумевает наличие специфического взаимодействия с поверхностью активного угля. Сорбционная емкость угля растет с увеличением концентрации солей хлорида и нитрата натрия от 1 до 50 г/л, при этом полного насыщения адсорбента Fe3+ в растворе 50 г/л нитрата натрия не наблюдается. Исследован процесс электрофлотационного извлечения отработанного сорбента из растворов солей. На эффективность электрофлотации влияет как природа соли, так и ее концентрация в растворе. Установлено, что с ростом концентрации солей хлорида натрия и нитрата натрия до 50 г/л степень извлечения отработанного сорбента снижается незначительно в среднем на 1 – 5%. В то же время эффективность электрофлотационного процесса падает до нуля в растворах сульфата натрия с концентрацией более 5 г/л при рН = 7. Однако, в кислых растворах (рН = 4) с концентрацией соли 50 г/л Na2SO4 степень извлечения угля составляет 71%. Проведенные исследования показали, что использование комбинированного метода, включающего в себя сорбцию на углях с последующим извлечением отработанного сорбента электрофлотационным методом, может обеспечить качественную предочистку воды от ионов железа (III) для надежной эксплуатации систем обессоливания в промышленных системах очистки воды.
Для цитирования:
Гайдукова А.М., Похвалитова А.А., Конькова Т.В., Стоянова А.Д. Влияние солесодержания на эффективность очистки сточных вод от ионов железа (III) электрофлотосорбционным методом. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2022. Т. 65. Вып. 12. С. 119-125. DOI: 10.6060/ivkkt.20226512.6587.
Литература
Shestakov I.Ya., Shestakov V.I. Combined method of water purification from metal ions. Aktual. Probl. Aviatsii Kosmonavtiki. 2017. V.1. N 13. P.382-383 (in Russian).
Kyzas G.Z., Matis K.A. Electroflotation process: A review. J. Molec. Liq. 2016. V. 220. P. 657-664. DOI: 10.1016/j.molliq.2016.04.128.
Dimoglo A., Sevim-Elibol P., Dinç Ö., Gökmen K., Erdoğan H. Electrocoagulation/electroflotation as a com-bined process for the laundry wastewater purification and reuse. J. Water Process Eng. 2019. V. 31. Art. Numb. 100887. DOI: 10.1016/j.jwpe.2019.100877.
Ameri A., Tamjidi S., Dehghankhalili F., Farhadi A., Saati M. Application of algae as low cost and effective bio-adsorbent for removal of heavy metals from wastewater: a review study. Environ. Technol. Rev. 2020. V. 9. N 1. P. 85–110. DOI: 1080/21622515.2020.1831619.
Khobotova E.B., Hraivoronska I.V., Кaliuzhna I.S., Ihnatenko M.I. Sorption purification of wastewaterfrom organic dyes using granulated blastfurnace slag. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 6. P. 89-94. DOI: 10.6060/ivkkt.20216406.6302.
Vogel A.A., Somin V.A., Komarova L.F. Study of sorption materials based on wood and mineral raw materials production waste. Khimiya Inter. Ustoich. Razvitiya. 2011. 19. N 4. P. 461-465 (in Russian).
Fazylova G.F., Valinurova E.R., Khatmullina R.M., Kudasheva F.H. Sorption parameters of phenol derivatives on various carbon materials. Sorbts. Khromatograf. Prots. 2013. V. 13. N 5. P. 728-735 (in Russian).
Thajeel A.S. Isotherm, Kinetic and Thermodynamic of Adsorption of Heavy Metal Ions onto Local Activated Carbon. Aquatic Sci. Tech. 2013. V. 1. N 2. P. 53-77. DOI: 10.5296/ast.v1i2.3763.
Amerkhanova S., Shlyapov R., Uali A. The active carbons modified by industrial wastes in process of sorption concentration of toxic organic compounds and heavy metals ions. Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2017. V. 532. N 5. P. 36–40. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2017.07.015.
Sharaf El-Deen S.E.A., Sharaf El-Deen G.E. Adsorption of Cr(VI) from Aqueous Solution by Activated Carbon Pre-pared from Agricultural Solid Waste. Separat. Sci. Technol. 2015. V. 50. N 10. P.1469–1479. DOI: 10.1080/01496395.2015.1004348.
Yu L., Ruiqi F., Zimo L., Wenzhe F., Zhuoxing W., Xinhua X. Preparation of Functional Carbon-Based Materi-als for Removal of Heavy Metals from Aqueous Solution. Progr. Chem. 2015. V. 27. N 11. P. 1665-1678. DOI: 10.7536/PC150401.
Schwentner G., Kremp W., Mauritz A., Hein A., Metzger S., Rößler A. Spurenstoffelimination in den Klärwerken Böblingen-Sindelfingen und Mannheim. Gemeindetag Baden-Württemberg. 2013. V. 5. P.193-201 (in German).
Löwenberg J., Zenker A., Krahnstöver T., Böhler M., Baggenstos M., Koch G., Wintgens T. Upgrade of deep bed filtration with activated carbon dosage for compact mi-cropollutant removal from wastewater in technical scale. Water Res. 2016. V. 94. P. 246-256. DOI: 10.1016/j.watres.2016.02.033.
Meinel F., Zietzschmann F., Ruhl A. S., Sperlich A., Jekel M. The benefits of powdered activated carbon recircu-lation for micropollutant removal in advanced wastewater treatment. Water Res. 2016. V. 91. P. 97-103. DOI: 10.1016/j.watres.2016.01.009.
Krahnstöver T., Wintgens Th. Separating powdered activated carbon (PAC) from wastewater – Technical process options and assessment of removal efficiency. J. Environ. Chem. Eng. 2018. V. 6. N 5. P. 5744-5762. DOI: 10.1016/j.jece.2018.09.001.
Gaydukova A.M., Nenasheva A.S., Kolesnikov V.A., Vetlugin N.A. The extraction of activated carbon from aqueous solution in the presence of organic and inorganic compounds by the electroflotation method. J. Water Chem. Technol. 2021. V. 43. N 2. P. 116-122. DOI 10.3103/S1063455X21020077.
Gaydukova A.M., Kolesnikov V.A., Brodskiy V.A., Kolesnikov A.V. Electroflotation extraction of carbon mate-rial powders in the presence of metal ions. CIS Iron Steel Rev. 2021. V. 22. P. 102–106. DOI: 10.17580/cisisr.2021.02.19.
Gaydukova A., Kolesnikov V., Stoyanova A., Kolesnikov A. Separation of highly dispersed carbon material of OU-B grade from aqueous solutions using electroflotation technique. Separat. Purificat. Technol. 2020. V. 245. Art. Numb. 116861. DOI: 10.1016/j.seppur.2020.116861.
MON F 14.1:2:4.50-96. Quantitative chemical analysis of waters. Method of measuring the mass concentration of total iron in drinking, surface and wastewater by photometric method with sulfosalicylic acid. (in Russian).
GOST R 57164-2016. Drinking water. Methods for deter-mining odor, taste and turbidity. (in Russian).
Gaydukova A., Kon’kova A., Kolesnikov V., Pokhvalitova A. Adsorption of Fe3+ ions onto carbon powder fol-lowed by adsorbent electroflotation. Environ. Technol. Innovat. 2021. V. 23. Art. Numb. 101722. DOI: 10.1016/j.eti.2021.101722.
Vimont A., Thibault-Starzyk F., Daturi M. Analysing and understanding the active site by IR spectroscopy. Chem. Soc. Rev. 2010. V. 39. N 12. P. 4928-4950. DOI: 10.1039/b919543m.
Lamberti C., Zecchina A., Groppo E., Bordiga S. Prob-ing the surfaces of heterogeneous catalysts by in situ IR spectroscopy. Chem. Soc. Rev. 2010. V. 39. N 12. P. 4951-5001. DOI: 10.1039/c0cs00117a.
Sokolova T.A., Alekseeva S.A. Adsorption of sulfate ions by soils (A Review). Eurasian Soil Sci. 2008. V. 41. N 2. P. 140-148. DOI: 10.1134/S106422930802004X.
