DOI 10.35776/VST.2021.06.05
УДК 628.16.081.32

Ахмед Самех, Гогина Е. С.

Адсорбция фенола на промышленном активированном угле: оценка эффективности

Аннотация

Адсорбция фенола на активированном угле считается одной из наиболее эффективных систем очистки сточных вод. В связи с этим изучена эффективность двух промышленных активированных углей российского производства для очистки сточных вод от фенола. Образцы включают порошкообразный активированный уголь (производимый из березового угля) и дробленый активированный уголь (производимый из скорлупы кокосового ореха). Исследование проведено в условиях изменения pH, влияния времени контакта и различных начальных концентраций фенола на процесс адсорбции. Исследование дополнительно расширено для выяснения кинетики адсорбции и модели изотерм Ленгмюра и Фрейндлиха. Результаты показали, что активированный уголь сохраняет максимальную адсорбционную способность в широком диапазоне pH – от 2 до 9. Это доказывает применимость угля для удаления фенола из различных сточных вод. Механизм адсорбции с использованием обоих образцов активированных углей следовал псевдовторому порядку и соответствовал модели изотермы Ленгмюра. Максимальная адсорбционная способность составила 185,19 и 172,41 мг/г для порошкообразного и дробленого угля соответственно, что свидетельствует о высокой эффективности удаления фенола из сточных вод.

Ключевые слова

сточные воды , фенолы , адсорбция , активированный уголь , кинетика и изотермы адсорбции

УДК 628.21:628.52
DOI 10.35776/VST.2023.09.03

Свицков С. В., Лобанов Ф. И., Рублевская О. Н., Клоков А. И., Малых О. С.

Актуальные методы борьбы с запахом в соответствии с Изменением № 2 СП 32.13330.2018

Аннотация

В связи с возрастающей требовательностью к состоянию окружающей среды особое место занимает вопрос борьбы с неприятным запахом. Особенно актуальна эта проблема для объектов канализации, поэтому она находит отражение в новых редакциях отраслевых нормативных документов и справочников. Освещаются основные рекомендации СП 32.13330.2018 в части измерения, контроля и нейтрализации запаха от организованных и неорганизованных источников запаха на объектах водоотведения и водоочистки. Описывается практический опыт применения технологий, указанных в своде правил.

Ключевые слова

запах , дурнопахнущие вещества , водопроводно-канализационное хозяйство , адсорбция , ольфактометрия , дезодорирующие реагенты

DOI 10.35776/VST.2022.07.03
УДК 544.723

Краснова Т. А., Беляева Е. Е., Беляева О. В., Гора Н. В., Иванова Л. А.

Использование углеродных сорбентов для удаления марганца из водных сред

Аннотация

Работа посвящена изучению адсорбции марганца из водных растворов углеродными материалами. Приведены данные по содержанию соединений марганца в поверхностных и подземных водах Кемеровской области, а также возможные источники его поступления в природные воды. Дан краткий анализ предлагаемых способов деманганации воды. Приведены экспериментальные результаты исследований извлечения Mn (II) из водных сред в условиях равновесия углеродными сорбентами разной ценовой категории, отличающимися исходным сырьем, технологией получения, техническими характеристиками и химическим состоянием поверхности. Установлено, что наибольшее количество марганца извлекается сорбентом АБГ. Полученные изотермы адсорбции проанализированы с использованием теорий мономолекулярной адсорбции (уравнения Фрейндлиха и Ленгмюра), рассчитаны основные адсорбционные парамет­ры. Определено, что модель Ленгмюра описывает изотермы адсорбции марганца с меньшей корреляцией, что позволяет предположить адсорбцию марганца на неоднородных адсорбционных центрах. Оценен приблизительный расход сорбента, необходимый для очистки воды от марганца до нормативных показателей. По совокупности полученных данных для деманганации природных вод предложен углеродный сорбент, высокая адсорбционная емкость которого по отношению к марганцу сочетается с его низкой стои­мостью.

Ключевые слова

питьевая вода , подземные воды , углеродный сорбент , марганец , адсорбция

УДК 628.161:544.723
DOI 10.35776/VST.2024.05.01

Гора Н. В., Беляева О. В., Чернышёв Д. А., Голубева Н. С.

Исследование возможности применения углеродных сорбентов для очистки природных вод от железа

Аннотация

Работа посвящена изучению адсорбции железа из водных растворов активными углями. Приведены данные по содержанию общего железа в поверхностных и подземных водах Кузбасса. Представлены результаты экспериментальных исследований адсорбции железа из водных сред в статических условиях углеродными материалами разной ценовой категории. Определено, что наилучшим из исследуемых сорбентов для извлечения железа является активный уголь СКД-515. При этом полукокс АБГ не может быть рекомендован для дальнейшего исследования адсорбции железа. Оценен приблизительный расход сорбента, необходимый для очистки воды от железа до нормативных показателей. Установлено, что с учетом стоимости, расхода сорбента и возможности эффективной утилизации в промышленности для очистки природных вод от железа может быть использован более дешевый углеродный материал – полукокс Пуролат-Стандарт.

Ключевые слова

железо , адсорбция , природные воды , углеродные сорбенты

DOI 10.35776/VST.2022.09.07
УДК 628.16.081.32

Ахмед Самех, Гогина Е. С.

Исследование конкурентной адсорбции смеси фенола и аммонийного азота на активированном угле

Аннотация

Фенол и аммонийный азот считаются типичными загрязняю­щими веществами, присутствующими в промышленных сточных водах различных производств. Применение методологии поверхности отклика (RSM) использовано для разработки математической модели одновременной адсорбции фенола и аммонийного азота на активированном угле. Изучено комбинированное влияние рН, дозы угля, начальной концентрации фенола и начальной концентрации аммонийного азота на эффективность адсорбции. Моделирование с применением RSM дало непреобразованную квад­ратичную модель для удаления фенола и преобразованную квадратным корнем линейную модель для удаления аммонийного азота. Результаты исследования показали положительное влияние увеличения дозы угля на адсорбцию фенола, тогда как увеличение исходной концент­рации фенола отрицательно влияло на эффективность его адсорбции. Почти полное удаление фенола было достигнуто в течение 90 минут при рН4. Кроме того, адсорбция аммонийного азота увеличивалась с ростом рН и дозы угля. Присутствие аммонийного азота отрицательно сказывалось на удалении фенола при повышении рН. Однако присутствие фенола не влияет на адсорбцию аммонийного азота.

Ключевые слова

сточные воды , моделирование , фенолы , адсорбция , аммонийный азот , активированный уголь

DOI 10.35776/VST.2021.08.05
УДК 628.35

Зубов М. Г., Вильсон Е. В., Обухов Д. И.

Метод совместной очистки хозяйственно-бытовых сточных вод аэропорта и жидких отбросов из биотуалетов самолетов

Аннотация

В состав сточных вод аэровокзалов входят хозяйственно-бытовые и производственные стоки от технологического оборудования пищеблока. Технологические схемы очистки сточных вод аэровокзалов не предусматривают прием и очистку жидких отбросов от биотуалетов самолетов, которые являются высококонцентрированными по показателям ХПК, азот аммонийный, фосфор. Кроме того, они содержат высокие концентрации дезинфицирующих средств, действующим веществом которых являются четвертичные аммониевые соли (ЧАС), токсичные для микроорганизмов. В результате поступления жидких отбросов на действующие очистные сооружения аэровокзала качественные показатели биологической очистки сточных вод значительно ухудшились, также изменились свойства биоценоза биопленки. Целью исследований являлось определение способа снижения концентрации ЧАС до значений, при которых прекращается токсичное воздействие на биоценоз биопленки, и определение соответствующей технологической схемы. Представлен анализ литературных данных по воздействию ЧАС на микроорганизмы активного ила, на основании которого выполнены лабораторные исследования и разработан способ подготовки жидких отбросов из биотуалетов самолетов для последующей их совместной очистки с хозяйственно-бытовыми сточными водами аэропорта. В ходе испытаний определена эффективность сорбции предварительно регенерированным избыточным активным илом загрязняющих веществ, в том числе и ЧАС. Определены технологические параметры процессов, разработана и внедрена эффективная, надежная, простая в эксплуатации технологическая схема совместной очистки хозяйственно-бытовых сточных вод аэровокзала и жидких отбросов биотуалетов самолетов.

Ключевые слова

биологическая очистка , избыточный активный ил , адсорбция , сточные воды аэровокзала , жидкие отбросы из биотуалетов самолетов , четвертичные аммониевые соли , предочистка

DOI 10.35776/MNP.2019.10.09
УДК 628.3:62-278

Кофман В. Я.

Микродвигатели – новое направление создания технологий очистки воды и сточных вод (обзор)

Аннотация

Микродвигатели представляют собой автономные, выполняющие определенные функции самодвижущиеся микроустройства на основе неорганических, органических или биологических материалов. В конструкции микродвигателя реализованы две функции: автономное движение и эффективный захват и/или деструкция различных химических веществ, в том числе загрязняющих. Для обеспечения автономного движения устройство микродвигателей предусматривает создание локальных термических, акустических, химических градиентов, проистекающих из ассиметричной морфологии или поверхностной структуры. Движение обеспечивается за счет использования различных источников энергии, включая свет, электрические и магнитные поля, ультразвуковые волны или химическое «топливо». Хаотичная траектория движения микродвигателей в объеме раствора обеспечивает высокоэффективное взаимодействие иммобилизованных на их поверхности реагентов с целевыми загрязняющими или детектируемыми веществами. Наиболее проработанный принцип создания автономного движения заключается в возникновении импульса отдачи при ассиметричном образовании в результате химической реакции газовых микропузырей. В настоящее время основные исследования применения микродвигателей в процессах водоочистки проводятся по направлениям анализа водных сред, удаления тяжелых металлов, органических загрязняющих веществ, красителей и нефтепродуктов, а также обеззараживания воды. По оценкам, микродвигателям присущи уникальные возможности в области детектирования и удаления загрязняющих веществ в водной среде вследствие сочетания адсорбционных и каталитических свойств с автономным перемещением.

Ключевые слова

обеззараживание , адсорбция , очистка воды и сточных вод , микродвигатели , автономное движение , катализ , удаление загрязняющих веществ

bbk 000000

УДК 628.16.001.2

Кофман В. Я.

Научные исследования в области подготовки питьевой воды

Аннотация

По результатам библиометрического анализа выявлена основная тематика исследований, касающихся питьевой воды. Представлены ведущие в данной области научные организации, периодические издания и страны. Общая информация по статьям дополнена сведениями по базовым наукометрическим показателям, основанным на учете цитирования: индекс Хирша автора и импакт-фактор журнала. Основная тематическая направленность статей – состояние окружающей среды, подготовка питьевой воды из различных водоисточников, загрязнение окружающей среды в результате антропогенного воздействия, токсикология. Ведущую позицию по водной тематике занимает журнал Water Research (Великобритания). Из рассматриваемого массива данных (30 597 статей) 25 000 (около 80%) написаны авторами из одной страны, 5381 статья – результат международного сотрудничества. Авторами являются представители 168 стран. Среди загрязняющих веществ в публикациях наиболее часто упоминаются мышьяк (1138 статей; 5,1%), фториды (411; 1,8%), нитраты (351; 1,6%), свинец (297; 1,3%), кадмий (274; 1,2%). За рассмотренный период (1992–2011 годы) лекарственным препаратам посвящено 143 статьи (0,64%). Среди методов обработки воды наиболее часто упоминаются адсорбция, озонирование, хлорирование. Отмечено, что в 2001 г. было опубликовано практически равное количество статей по хлорированию и озонированию, однако впоследствии объем исследований по хлорированию значительно вырос. Популярность адсорбции в последние годы связывают не только с широким практическим применением данной технологии, но и в большей мере с несложным оборудованием, низкими расходами на проведение экспериментов и огромным разнообразием адсорбентов, в том числе из дешевых отходов сельскохозяйственного и промышленного производства.

Ключевые слова

хлорирование , озонирование , адсорбция , массив статей , индекс Хирша , импакт-фактор

DOI 10.35776/VST.2021.01.03
УДК 628.2:614.71

Пономаренко А. М., Власов Д. Ю., Басов Н. С., Новиков С. Н., Кудрявцев Н. Н., Костюченко С. В.

О выборе способов удаления дурнопахнущих веществ из вентиляционных выбросов системы транспортировки и очистки сточных вод

Аннотация

АО «Мосводоканал» за последние семь лет активно реализует программу по исключению эмиссии дурнопахнущих веществ на объектах транспортировки и очистки сточных вод: очистных сооружениях канализации, канализационных насосных станциях и т. п. В рамках программы произведено необходимое перекрытие открытых емкостных сооружений (приемные камеры, отводящие каналы, песколовки, первичные отстойники и др.). Проведена апробация различных методов удаления дурнопахнущих веществ, включая опытно-промышленные и пилотные испытания. По результатам промышленных испытаний различных установок очистки воздуха от дурнопахнущих веществ, а также с учетом технико-экономической оценки эксплуатационных затрат АО «Мосводоканал» внедряет сорбционные системы, основанные на фотосорбционно-каталитическом методе очистки. Реализация программы обеспечила снижение общего фона дурнопахнущих веществ на территории сооружений в десятки раз, что позволило избавиться от запахов в близлежащих жилых районах города.

Ключевые слова

биофильтр , адсорбция , скруббер , нормирование качества атмосферного воздуха , фотосорбционно-каталитический метод , промышленные методы удаления дурнопахнущих веществ , стоимость удаления дурнопахнущих веществ , электроразрядные технологии

bbk 000000

УДК 628.33

Алексеев Е. В.

О применении показателя «удельная флотосорбция» в технологических расчетах флотаторов

Аннотация

Предложен подход к описанию процесса извлечения загрязняющих веществ с помощью флотации, опирающийся на адсорбционный механизм взаимодействия участвующих в нем фаз. На основе этих представлений показана возможность определения технологических показателей флотации. Приведен анализ характерных видов динамики процесса очистки воды на моделях контактных флотационных камер. Даны рекомендации по определению показателей флотационного процесса: вместимость флотационной камеры и расход подаваемого газа (воздуха).

Ключевые слова

флотация , адсорбция , очистка воды , изотерма Лэнгмюра , удельная флотосорбция

bbk 000000

УДК 628.316.12:546.72

Филатова Е. Г., Помазкина О. И., Дударев В. И., Соболева А. А.

Обезжелезивание сточных вод гальванического производства модифицированным углеродным сорбентом

Аннотация

Приведены результаты исследования адсорбционной способности сорбентов по отношению к ионам железа (III) в статических и динамических условиях (с помощью изотерм и кинетических кривых адсорбции). Для извлечения ионов железа (III) и доочистки сточных вод гальванического производства использован активированный уголь марки ИПИ-Т, полученный из отходов производства фенолоформальдегидных смол и модифицированный сульфосалициловой кислотой для получения сорбента ИПИ-Тм. Оптимальная скорость пропускания сорбата через слой сорбента составила 5–7,5 мл/мин, что соответствует линейной скорости в промышленных условиях 1,5–2 м/ч. Основным фактором, влияющим на процесс сорбции, является рН, оптимальное значение которого составило 1,79. Определены постоянные уравнения адсорбции БЭТ для модифицированного сорбента ИПИ-Тм. Предельная сорбционная емкость монослоя составила 128 ммоль/кг, для сорбента ИПИ-Т – 20,8 ммоль/кг, предельная адсорбция А∞ – 100 ммоль/кг, константа адсорбционного равновесия – 1·104, при этом стандартная энергия Гиббса адсорбции равна 22,819 кДж/моль. В динамических условиях время защитного действия сорбента ИПИ-Тм составило 4 часа, что на 2 часа больше в сравнении с сорбентом ИПИ-Т, а динамическая объемная емкость для ИПИ-Тм – 7,2 мг/л, что в 2 раза больше, чем для ИПИ-Т.

Ключевые слова

сточные воды , углеродный сорбент , адсорбция , гальваническое производство , ионы железа (III) , изотерма , кинетическая кривая

bbk 000000

УДК 628.16/.31

Кофман В. Я.

Очистка воды и сточных вод от соединений с гормональной активностью (обзор)

Аннотация

В природной среде присутствуют разнообразные натуральные и искусственные вещества, которые оказывают воздействие на нормальную гормональную активность в организме животных и человека. Этот класс веществ объединяется термином «соединения с гормональной активностью». Дана классификация соединений с гормональной активностью. Приведены методы очистки воды и сточных вод от этих соединений: биоаугментация, мембранные технологии, адсорбция, окислительные процессы и др.

Ключевые слова

адсорбция , мембранный биореактор , очистка воды и сточных вод , соединения с гормональной активностью , биоаугментация , окислительный процесс

bbk 000000

УДК 628.33:544.723

Николаева Л. А., Голубчиков М. А.

Очистка производственных сточных вод от нефтепродуктов модифицированными сорбционными материалами  на основе карбонатного шлама

Аннотация

Одним из эффективных методов очистки сточных вод от нефтепродуктов является адсорбция на активных углях. Этот метод позволяет обеспечить качество воды, удовлетворяющее требованиям сброса в открытые водоемы или условиям использования в замкнутых системах водного хозяйства промышленных предприятий. Приведены данные о применении твердых отходов производства в качестве сорбционных материалов для очистки сточных вод. Создание новых дешевых сорбционных материалов на основе отходов производства имеет большое научное и практическое значение. В качестве адсорбента нефтепродуктов предлагается использовать гранулированный гидрофобный сорбционный материал на основе карбонатного шлама (отхода предприятий теплоэнергетики). Изучены технологические характеристики и адсорбционная емкость полученного материала, проведен экспресс-контроль качества водной вытяжки разработанного гранулированного адсорбента на острую летальную токсичность для ракообразных вида Daphnia Magna Str. и рыб вида Poecillia Reticulata Pet. Представлена технологическая схема очистки сточных вод ПАО «Нижнекамскнефтехим». Проведен расчет адсорбционного фильтра, входящего в схему доочистки условно чистых сточных вод, с новым гидрофобным сорбционным материалом. Предложено использовать отработанный сорбент в качестве добавки в строительные дорожные грунты.

Ключевые слова

адсорбция , промышленные сточные воды , карбонатный шлам , гидрофобный сорбционный материал , адсорбционное равновесие , утилизация отработанного материала

bbk 000000

УДК 628.162.15

Никитин А. М., Сколубович Ю. Л., Войтов Е. Л.

Повышение эффективности работы водопроводных станций

Аннотация

Рассмотрены вопросы интенсификации процессов коагуляционной очистки низкотемпературных маломутных высокоцветных вод поверхностных источников водоснабжения с использованием реакторов-осветлителей новой конструкции. Реактор-осветлитель сочетает в себе достоинства осветлителей со взвешенным слоем осадка и зернистых фильтров, обладает низкой эксплуатационной стоимостью, высокой производительностью и надежностью. Представлена разработанная на основе экспериментальных исследований эффективная комплексная технология подготовки питьевой воды из поверхностных источников. Технология повышает эффективность работы реконструируемых водопроводных станций при минимальных эксплуатационных затратах. Качество очищенной питьевой воды соответствует нормативным требованиям.

Ключевые слова

зернистая загрузка , сорбция , коллоидные частицы , реактор-осветлитель , адсорбция , префильтр , взвешенный слой , агрегация , сорбционный материал

bbk 000000

УДК 628.33:662.2

Пономарева О. С., Глушанкова И. С., Мартынова А. А.

Термическое обезвреживание сточных вод производства компонентов высокоэнергетических составов

Аннотация

При изготовлении продукции специального назначения в технологических процессах и при синтезе компонентов высокоэнергетических составов образуются сточные воды, содержащие загрязняющие вещества в высоких концентрациях, поэтому перед сбросом в канализационные сети требуется их предварительное обезвреживание. Представлены результаты исследований по очистке технологических стоков, образующихся в производстве компонентов высокоэнергетических составов, загрязненных этаноламином, этилендиамином, ионами тяжелых металлов (никеля и свинца). Проведен анализ методов очистки технологических сточных вод: озонирование, двухступенчатая очистка (реагентная, адсорбция), термическое обезвреживание. В результате термодинамического анализа и расчета процессов термической деструкции загрязняющих веществ в высококонцентрированных сточных водах разработаны технические решения и создана установка для термического обезвреживания стоков с последующей многоступенчатой очисткой дымовых газов. Расчет рассеивания выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при эксплуатации установки показал, что проведение процесса в заданном режиме обеспечивает выполнение нормативных санитарно-гигиенических требований.

Ключевые слова

озонирование , загрязняющие вещества , адсорбция , производственные сточные воды , компоненты высокоэнергетических составов , сульфоуголь , термическое обезвреживание