Очищення стічних вод та запобігання забрудненню водних об’єктів за допомогою аніонних глин

ДВНЗ "ПДТУ" > Інновації > Результати держбюджетних НДР > Очищення стічних вод та запобігання забрудненню водних об’єктів за допомогою аніонних глин
 Переклади:
  • Українська
24

(науковий керівник – д-р хім. наук, проф. Капустін О.Є.)

Мета НДР – забезпечення екологічної безпеки водних об’єктів шляхом зниження вмісту токсичних речовин, а також розробка технічних рішень з очищення стічних вод від органічних і неорганічних забруднювачів до показників гранично допустимих концентрацій (ГДК). Уперше обґрунтована принципова можливість використання синтезованих сорбентів (синтетичних аніонних глин) для видалення із стічних вод не тільки катіонних, але й аніонних форм металів, сульфідів, органічних сполук, у тому числі й ароматичних. Ідеї та гіпотези, які реалізовано при виконанні НДР:

  • Ізоморфне заміщення катіонів у шаруватих подвійних гідроксидів призводить до зміщення електронній щільності, виникнення надлишкового позитивного заряду, отже, до виникнення кислотних центрів.
  • Наявність на поверхні синтетичних аніонних глин кислотних і основних центрів дозволяє поглинати із забруднених водних об’єктів як органічні, так і неорганічні забруднювачі, як катіонного, так і аніонного типів.

Науково обґрунтовано і досліджено принципову можливість застосування синтетичних аніонних глин для ефективного очищення будь-яких форм забруднювачів. На створених сорбентах під час процесу сорбції можуть протікати як іонний обмін, так і фізична сорбція забруднювачів. Доведено можливість практичного застосування вивчених сорбентів як для селективного, так і для неселективного видалення забруднюючих речовин (феноли з 0,013 до 0,001 мг/л, нафтопродукти з 8,14 до 0,1 мг/л, сполуки хрому з 31 до 1,2 мг/л). Уперше визначені та встановлені термічні та кінетичні параметри процесу термічної обробки синтетичних аніонних глин для забезпечення запобігання переходу сорбованих речовин у рідку фазу шляхом утворення шпінелей. Визначено область існування шпінелей (> 600 оС), яка обмежується температурою прожарювання і часом термічного впливу. Практично підтверджено ефективне використання аніонних глин для сорбційної очистки забруднених стоків. Вартість очищення 1 м3 стоків становить 0,2 €/тону, що значно менше штрафних платежів підприємства за забруднення навколишнього середовища. Відмінними рисами синтезованих синтетичних аніонних глин від існуючих сорбентів є те, що синтетичні аніонні глини можуть одночасно поглинати як органічні, так і неорганічні забруднювачі, як аніонного, так і катіонного типу. На відміну від мінеральних та вуглецевих сорбентів синтетичні аніонні глини можуть поглинати радикали різної довжини та різної форми. В результаті проведеної НДР доведено, що залежно від типу переважаючих забруднень можна вибрати найбільш ефективний сорбент. Використовуючи один і той же набір катіонів у шаруватих подвійних гідроксидах, можна створювати як узкоселектівний сорбент, призначений для видалення одного забруднювача, так і сорбент широкого спектру, який поглинає одночасно кілька забруднювачів. Синтетичні аніонні глини можна отримати з відходів хімічної промисловості, що значно знижує собівартість сорбентів. Розроблені шаруваті подвійні гідроксиди дешевше наявних на ринку японських і голландських більш, ніж на порядок, що знижує вартість очищення в 8-10 разів. Розрахована вартість очищення 1 м3 стічних вод, забруднених сульфідами, становить 2,22 Є. Ці дані важливо зрівнювати з розміром відшкодування збитків, завданих природі, внаслідок скидання забруднюючих речовин у водні об’єкти зі стічними водами з перевищенням встановленого нормативу ГДК. За одним із розрахунків для діючого металургійного підприємства, вартість запропонованих сорбентів значно менше (вартість очищення 183,3 тис. грн.), ніж штрафні платежі підприємства за зараження навколишнього середовища сульфідами (штрафні санкції 26573 тис. грн.). Вивчено застосування шаруватих подвійних гідроксидів для видалення сполук різної природи та різного розміру. Досліджені сорбенти ефективно очищають промислові стічні води від забруднень, є дешевими сорбентами, а також не існує жодних проблем з утилізацією даних сорбентів, що позитивно позначається на стані навколишнього середовища. Експериментально доведено, що для видалення нафтопродуктів зі стічних вод найбільш перспективно використовувати сорбційні методи очищення з використанням синтетичних аніонних глин різного складу. Застосування цих сорбентів забезпечує зниження вмісту нафтопродуктів нижче рівня ГДК. Доведено, що синтетичні аніонні глини, шаруваті подвійні гідроксиди різного складу є кращими сорбентами, ніж активоване вугілля, а також вони набагато дешевше за нього. Розроблено і запропоновано методику видалення фенолів зі стічних вод за допомогою шаруватих подвійних гідроксидів, які є ефективними сорбентами для видалення ароматичних сполук. Варіюючи склад запропонованих шаруватих подвійних гідроксидів, можна видаляти феноли та інші ароматичні вуглеводи нижче рівня ГДК. Доказано ефективність практичного застосування шаруватих подвійних гідроксидів для видалення ароматичних і нафталінових похідних, що є побічними продуктами виробництва коксохімічної промисловості .

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter або це повідомлення.

Залиште коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.


Коментарі:
всього 0

Науково-дослідний інститут Прикладних інформаційних технологій Нова пошта Маріупольська міська рада Міністерство освіти і науки України ERASMUS+

Повідомити про помилку