методы

Результаты рентгенофазового анализа показали наличие в исходном шлаке различного вида силикатов кальция и магния, а также кальцита, оксидов железа, магния и гидроксидов кальция [31]. Также было установлено наличие на поверхности частиц шлака множественных поверхностных дефектов решетки в виде трещин, пиков, шероховатостей, что должно обеспечить хорошие сорбционные свойства шлака. Наличие сорбционных свойств дало возможность предположить высокую эффективность очистки вследствие образования малорастворимых осадков гидроксидов металлов и протекания процессов адсорбции. Результаты очистки сточных вод данным адсорбентом представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Результаты очистки сточных вод шлаком

До очистки После очистки Эффективность очистки, %

pH Концентрация, мг/л pH Концентрация, мг/л Cu2+ Ni2+ Fe2+

Cu2+ Ni2+ Fe2+ Cu2+ Ni2+ Fe2+

6,2 1,8 5,9 2,3 9,05 0,06 0,08 0,04 96,7 98,8 98,3

6,0 1,45 5,85 3,1 8,65 0,05 0,08 0,05 96,7 98,7 98,4

6,4 0,85 2,8 2,8 9,32 0,03 0,07 0,04 96,8 98,3 98,4

В результате мы видим, что данный метод показал довольно высокую эффективность очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, а также этот метод решает проблему утилизации отходов.

Таким образом, рассмотрены сорбционные методы для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и установлено, что в последнее время найдено множество нетрадиционных сорбентов.

2.3.2 Методы сорбционной очистки сточных вод от красителей

К одним из широко распространенным и крупнотоннажных загрязняющих веществ, содержащихся в сточных водах предприятий, относятся красители. Присутствие красителей в водных объектах ухудшает светопропускаемость вследствие увеличения цветности воды, повышает показатель ХПК, тем самым снижая в водной среде содержание растворимого кислорода и ухудшая условия существования гидробионтов [11].

Традиционными способами очистки сточных вод от красителей являются сорбционные технологии, основанные на использовании активированных углей. Однако активированные угли довольно дороги, что обуславливает высокую себестоимость очистки. Кроме того, активированные угли подлежат регенерации и дальнейшей утилизации, что приводит к еще большему удорожанию процесса очистки. Также следует отметить, что при изготовлении активированных углей расходуется древесина лесных пород, что с точки зрения природопользования является нерациональным. Поэтому поиск новых эффективных сорбционных материалов, полученных на основе отходов промышленности или местного сырья, является актуальным.

Существует способ очистки сточных вод от красителей, который может быть использован для очистки промышленных оборотных и сточных вод химических, текстильных и кожевенно-меховых предприятий. Данный способ очистки включает введение в воду свежеприготовленной суспензии монтмориллонита в 0,1 М растворе хлорного железа, активированной акустическими колебаниями. Частота акустических колебаний 22 кГц, продолжительность активации 3 мин [32]. Этот способ позволяет значительно снизить дозу сырьевой смеси, сократить продолжительность и трудоемкость ее приготовления; добиться высокой степени очистки при исходных концентрациях загрязняющих веществ, расширить область применения при сохранении высокой эффективности очистки.

Также известен способ очистки сточных вод от красителей, для осуществления которого в качестве сорбента используют карбонатную породу с содержанием карбоната кальция, равным от 41,95 до 49,50%, измельченную до зерен размером от 0,06 до 2,00 мм. Время контакта фаз при перемешивании составляет от 30 до 60 мин. Способ обеспечивает расширение ассортимента сорбентов, применяемых для очистки сточных вод от промышленных красителей различных классов – кислотных, катионных, антрахиноновых, и обеспечение в оптимальных условиях степени очистки, достигающей 100% [33].

В следующем способе очистки сточных вод от красителей в качестве сорбента используют углеродсодержащий отход электродных производств, например графитированных электродов. Этот способ включает подачу и отвод сточных вод, перемешивание вод и сорбента, отделение сорбента. Для очистки используют фракцию углеродсодержащего отхода с размером частиц менее 10 мм. Способ обеспечивает высокую степень очистки и утилизацию отхода [34].

Также в качестве сорбента для очистки сточных вод от красителей могут использоваться отходы кожевенного производства. Для этого применяют метод одноступенчатой статической сорбции. И в результате известны следующие данные по сорбции:

– для хромового синего из остаточных красильных растворов 100%-ая сорбция наступает за 15 мин контакта фаз (при соотношении 0,5 г сорбента к 20 мл раствора красителя с концентрацией 0,1 г/л);

– для активного ярко-красного 100%-ая сорбция наступает за 20 мин контакта фаз (при соотношении 2 г сорбента к 10 мл раствора класителя с концентрацией 0,1 г/л);

– для легко смываемого красного красителя сорбция достигает 98,5% через 20 мин контакта фаз ( при соотношении 2 г сорбента к 10 мл раствора красителя с концентрацией 0,1 г/л) [35].

Одним из перспективных материалов, пригодных к использованию для очистки сточных вод от красителей является отход сахарной промышленности – дефекат. Дефекат – фильтрационный осадок, образующийся на стадии очистки (сатурации) диффузионного сока сахарной свеклы в результате фильтрации соков на пресс-фильтрах [1]. В основном он состоит из карбоната кальция CaCO3 (75%), некоторого количества сахаров, адсорбированных органических веществ. Размер частиц дефеката по данным дисперсионного анализа не превышает 600 мкм при среднем размере частиц 30 мкм [36].

Для использования дефеката в водоочистке исходный дефекат подвергали обжигу при температуре 600°С [37]. И в ходе исследований было установлено, что при использовании обожженного дефеката для очистки модельных растворов от красителей «Оранжевый R» и «Метиленовый голубой» при добавке обожженного дефеката в количестве 3 г на 1000 мл раствора достигается эффективность очистки от 98 до 99% при исходных концентрациях красителей от 30 до 50 мг/л, длительности перемешивания 15 мин и температуры раствора от 20 до 60°С.

Таким образом, были рассмотрены некоторые из известных методов сорбционной очистки сточных вод от красителей с помощью нетрадиционных сорбентов, которые в свою очередь имеют ряд преимуществ и недостатков.