bbk 000000

УДК 628.161:544.723

Гвоздев В. А., Портнова Т. М., Яциневич Н. В.

Восстановление сорбционной способности гранулированного активированного угля

Аннотация

Анализ показателей качества воды реки Невы свидетельствует об изменении химического, биологического и физического состава воды в результате внешних воздействий. В водоисточник попадают как микробиологические, так и органические химические загрязнения. Из всех контролируемых показателей качества питьевой воды неприятный запах потребитель определяет сразу. Двухслойная фильтрующая загрузка (песок и активированный уголь) позволяет эффективно удалять коллоидные соединения и мелкодисперсные частицы с низкой гидравлической крупностью. При этом слой гранулированного активированного угля удаляет различные органические соединения и водорастворимые неф­тепродукты. Благодаря процессу окисления (деструкции) химических соединений с помощью озонирования и последующей обработке сорбентом удаляются органические вещества, придающие воде привкус и запах, а также (в небольшой степени) снижается цветность и перманганатная окисляемость. При использовании порошкообразного активированного угля на фильтрационных сооружениях требуется достижение эффективности очистки и оценка затрат, поскольку в том случае, если хлорсодержащий реагент вводится в воду сразу после его добавления, то существенно увеличиваются расходы реагентов на обеззараживание. Таким образом, очень важно включать в состав сооружений блок сорбционной очистки, где для повышения надежности обработки воды используется гранулированный активированный уголь. Проанализирована эффективность очистки воды с применением гранулированного активированного угля в условиях блока К-6 Южной водопроводной станции Санкт-Петербурга. Произведена оценка параметров очищенной воды после реактивации угля. Реактивация активированного угля марки Filtrasorb TL 830 при выбранных технологических режимах обеспечивает удовлетворительное восстановление сорбционных свойств материала при сохранении его механических характеристик.

Ключевые слова

питьевая вода , водоподготовка , порошкообразный активированный уголь , гранулированный активированный уголь , реактивация , сорбент , cорбция

bbk 000000

УДК 628.353

Чесалов С. М., Лион Ю. А., Птицын В. В., Малоземов А. В.

Габионные очистные фильтрующие сооружения для очистки поверхностных сточных вод

Аннотация

Приводится описание конструкции и характеристики габионных очистных фильтрующих сооружений, разработанных и спроектированных специалистами НПО «ЭКОЛАНДШАФТ-XXI век». Анализ проб стоков, отобранных в разное время года на входе и выходе с различных габионных сооружений, показал, что уровень их очистки как по взвешенным веществам и нефтепродуктам, так и по ХПК, БПК5, соответствует требованиям нормативов ПДК загрязняющих веществ в воде водных объектов рыбохозяйственного значения. Габионные сооружения являются открытыми самотечными сооружениями, и для их работы не требуются реагенты, насосное оборудование, электричество, служебные помещения. Они состоят из двух секций, каждая из которых имеет четыре ступени очистки: аккумулирующая емкость-отстойник; фильтрующая камера с зернистой загрузкой; биоплато; фильтрующая камера с сорбентом. В состав габионных сооружений в качестве обязательного и очень важного для очистки элемента входит биоплато – мелководный водоем, засаженный макрофитами, в котором происходит очистка от нескольких загрязняющих компонентов. За счет использования габионов, биоплато и отсутствия реагентов габионные сооружения можно отнести к природоподобным сооружениям, которые могут быть вписаны в рельеф и иметь привлекательный вид, становясь элементом ландшафта. К настоящему времени спроектировано и построено более 120 габионных очистных фильтрующих сооружений со сроком службы до 15 лет. Сооружения осуществляют очистку стоков с автомагистралей, а также с промышленных площадок техно- и индустриальных парков.

Ключевые слова

отстойник , взвешенные вещества , поверхностные сточные воды , габионные очистные фильтрующие сооружения , неф­тепродукты , БПК5 , ХПК , фильтр с зернистой загрузкой , биоплато , сорбент

bbk 000000

УДК 628.316.12

Степанов С. В., Панфилова О. Н., Абдугаффарова К. К.

Доочистка сточных вод от ионов тяжелых металлов новым сорбентом на основе модифицированных глин

Аннотация

В биологически очищенных городских и промышленных сточных водах присутствуют ионы тяжелых металлов, концентрации которых часто превышают ПДК для водоемов рыбохозяйственного значения. В практике доочистки сточных вод распространенным методом является сорбция на активированных углях. Но угли имеют высокую стоимость и малоэффективны при удалении ионов тяжелых металлов. В последнее время для доочистки используют цеолиты, поз­воляющие достичь ПДК_рыбхоз, но их сорбционная емкость невелика. Для снижения стоимости доочистки нужны принципиально новые сорбционные материалы, которые лишены недостатков активированного угля и цеолитов, широко распространены и доступны. Представлены результаты исследований по извлечению ионов тяжелых металлов из модельного многокомпонентного раствора с применением новых сорбентов на основе модифицированных глин и торфа Самарского региона. Активацию проводили термическим способом. Для глубокой очистки сточных вод от ионов меди, железа, марганца, цинка и свинца наиболее эффективным оказался сорбент, изготовленный из двух видов глин и торфа в равных соотношениях с эмульсией поливинилацетата в качестве связующего. Требуемая продолжительность контакта сорбента и раствора составила 90 минут. Для удаления алюминия может быть использован сорбент, полученный из двух видов глин, торфа, древесной золы и поливинилацетата при длительности контакта с раствором 150 минут. Сорбенты, изготовленные на основе глин Самарского региона, позволяют достичь ПДК_рыбхоз при до­очистке биологически очищенных городских и промышленных сточных вод от меди, железа, марганца, цинка, свинца и алюминия.

Ключевые слова

доочистка сточных вод , сорбент , ионы тяжелых металлов , модифицированная глина , кинетика сорбции

bbk 000000

УДК 628.161.2:66.081

Чернышев П. И., Кручинина Н. Е., Панфилов В. А., Кузин Е. Н.

Использование адсорбента-катионита АТМ-1 в процессах удаления металлов из природных и сточных вод

Аннотация

Отмечается актуальность задачи поиска и получения новых сорбентов на основе дешевого и многотоннажного сырья для использования в процессах водоподготовки и очистки сточных вод. Обоснована перспективность получения сорбента на основе отходов производства огнеупоров АО «Огнеупоры» – синтетического брусита. Приведены физико-химические свойства гранулированного комплексного минерального продукта АТМ-1, а также статическая и расчетная динамическая емкость образцов ионообменного сорбента АТМ-1 по отношению к ионам некоторых тяжелых металлов – железа, меди, никеля, кадмия хрома (VI), вольфрама (VI). Представлены результаты укрупненных опытно-промышленных испытаний материала в качестве загрузки фильтра в процессах обезжелезивания и деманганации природной воды, а также результаты лабораторных исследований по очистке образцов гальванических стоков. Лабораторные исследования, выполненные в статических условиях, показали эффективность снижения содержания ионов тяжелых металлов в образцах промывных сточных вод гальванических производств при их обработке с использованием сорбента АТМ-1. Высказывается предположение, что удаление ионов кадмия, меди, никеля, цинка, железа, марганца обусловлено как явлениями ионного обмена, так и хемосорбции. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о высокой сорбционной емкости образцов сорбентов АТМ-1 по отношению к ионам тяжелых металлов. Использование отходов брусита является одним из способов удаления ионов металлов в процессах водоочистки и водоподготовки. Отмечается, что получение товарного АТМ-1 позволит решить проблемы утилизации отходов производства огнеупоров и снизить стоимость продукта.

Ключевые слова

природные и сточные воды , ионный обмен , тяжелые металлы , водоочистка , сорбент , брусит

DOI 10.35776/VST.2022.06.07
УДК 628.544:54-414

Моняк Т. М., Романовский В. И.

Магнитные сорбенты из гальванических шламов для очистки нефтесодержащих сточных вод

Аннотация

Представлены результаты исследования свойств сорбентов нефтепродуктов, полученных из гальванических шламов. Для синтеза выбран метод экзотермического горения в раст­ворах. В качестве восстановителя использовался глицин в стехиометрическом соотношении с окислителем. Рентгенофазовый анализ полученных образцов показал, что железо в них содержится преимущественно в виде фазы магнетита. По сорбции красителя метиленового голубого определены полная статическая обменная емкость и удельная поверхность синтезированных образцов сорбента (до 130 м²/г). Нефтеемкость полученных материалов (до 3 г/г) не уступает природным сорбентам нефтепродуктов. Получение магнитных нефтяных сорбентов возможно без привлечения дорогостоящих технологий с одновременным использованием отходов железо- и никельсодержащих гальванических шламов, что позволит снизить негативное антропогенное влияние на окружающую среду.

Ключевые слова

нефтепродукты , очистка сточных вод , сорбент , экзотермическое горение в растворах , гальванические шламы

DOI 10.35776/VST.2022.02.08
УДК 628.161:691.311

Романовский В. И., Комаров М. А.

Направления использования фильтрата при производстве гипса из осадков коагуляции природных вод

Аннотация

Одним из важнейших аспектов разрабатываемых в настоя­щее время технологий является то, что они должны быть безотходными либо малоотходными. При производстве синтетического гипса из осадков коагуляции природных вод и отходов серной кислоты образуется кислый фильтрат, который по своему составу содержит соли Mg, Na, Ca и Fe. Предложена и проработана возможность использования фильтрата с высоким содержанием железа для получения магнитных сорбентов при удалении нефтепродуктов из водных сред, а также для получения фотокаталитических материалов при деструкции растворенных органических веществ. Исследование показало, что магнитные сорбенты обладают нефтеемкостью до 2 г/г. Полученные фотокаталитические материалы обладают также высокой эффективностью фотодеструкции красителя (кислотного телона синего) на уровне 80% при времени обработки 60 минут.

Ключевые слова

нефтепродукты , фильтрующая загрузка , сорбент , гипс , осадок коагуляции , фотокатализатор

bbk 000000

УДК 628.161.2:544.723.2

Горелова Е. И., Котов В. В., Данилова Г. Н.

Обезжелезивание воды сорбцией  на угольно-силикатном композите

Аннотация

С целью очистки воды от примесей синтезирован композит на основе активированного угля БАУ-А, диоксида кремния и каолина с добавкой наночастиц серебра. Состав полученного композита предполагает возможность комплексной очистки воды от органических и неорганических примесей и микроорганизмов, а наличие в его составе силикат- и алюмосиликатсодержащих компонентов – проявление им катионообменных свойств. Методом растровой микроскопии установлено повышение степени дисперсности до наночас­тиц фрагментов композита после обработки его раствором NaOH. Исследованы процессы сорбции ионов Fe²⁺ из вод­ных растворов. Установлены физико-химические показатели угольно-силикатного композита: предельная удельная сорбция, коэффициент селективности. Сорбция на 10 г сорбента осуществлялась методом ограниченного объема с циркуляцией 0,4 дм³ раствора с заданной концентрацией. Предложен механизм сорбции Fe²⁺, заключающийся в том, что при его малых концентрациях имеет место абсорбционный процесс с перераспределением ионов между равновесным раствором и поровым пространством, а при высоких концентрациях – ионообменная сорбция. Выявлены концентрации железа (25 мг/дм³), ниже которых происходит его полное удаление, а также верхний предел концентраций (35 мг/дм³), при котором сорбционная очистка достигает нормативных значений.

Ключевые слова

обезжелезивание , сорбция , сорбент , угольно-силикатный композит , наночастицы , коэффициент селективности

DOI 10.35776/VST.2022.03.04
УДК 628.161.2:628.166-926.214

Козин Д. А., Прокофьев В. А., Прокофьева Т. В.

Опыт использования озона для обезжелезивания вод сложного состава

Аннотация

Цель исследования состоит в разработке технологической схемы и определении основных параметров метода озонирования для очистки технической воды от соединений железа и марганца. Исследования проводились на пилотной установке, объектом испытаний служила циркуляционная вода на предприятии энергетики в Башкирии. Для достижения поставленной цели реализован многоэтапный эксперимент, позволивший: определить оптимальные дозы озона, время контакта озона с обрабатываемой водой; выбрать наиболее предпочтительные варианты использования сорбционных фильтров; уточнить скорость фильтрования. Приведены данные экспериментальных исследований, подтверждаю­щие эффективность применения выбранного метода. Полученные результаты позволяют определить затраты на очистку воды, оценить эксплуатационные расходы производства и провести сравнение предлагаемого и альтернативных методов удаления соединений железа и марганца.

Ключевые слова

озонирование , очистные сооружения , обезжелезивание , водоподготовка , перманганатная окисляемость , сорбент

bbk 000000

УДК 628.16.081.3:351.777.6

Лебедь-Шарлевич Я. И., Беляева Н. И., Мамонов Р. А., Печникова И. А., Харчевникова Н. В., Хохряков А. А., Жолдакова З. И.

Санитарно-эпидемиологическая безопасность  и эффективность кремнеуглеродного сорбента  для очистки воды от нефти и нефтепродуктов

Аннотация

Приведены результаты исследований по санитарно-эпидемиологической оценке и определению эффективности применения кремнеуглеродного сорбента ТШР, производимого ООО «Химинжиниринг», для очистки воды от нефти и неф­тепродуктов. Сорбционные методы, основанные на физическом и химическом взаимодействии нефти с твердым поглощающим нефть материалом – сорбентом, эффективны для удаления нефти с поверхности водных объектов. Применение сорбентов может сочетаться с механическими методами сбора разливов нефти и с биологическими методами разложения нефти, собранной на поверхности сорбента. Исследованный кремнеуглеродный сорбент ТШР является продуктом специальной многоступенчатой термической деструкции рисовой шелухи и имеет тонкодисперсную бинарную твердую структуру «углерод – диоксид кремния». С помощью химико-аналитических и токсикологических методов изучена безопасность сорбента по токсичности и аллергенному действию, а также его способность удалять из воды компоненты нефти и неорганические вещества. Эффективными для удаления нефти с поверхности водных объектов являются сорбционные методы, основанные на физическом и химическом взаимодействии нефти с твердым поглощающим нефть материалом – сорбентом. Применение сорбентов может сочетаться с механическими методами сбора разливов нефти и с биологическими методами разложения нефти, собранной на поверхности сорбента. В результате проведенных исследований установлено, что сорбент ТШР соответствует санитарно-эпидемиологическим требованиям. В модельных экспериментах выявлена его эффективность в отношении фенола, метилнафталина, хлороформа, этанола и неорганических соединений. Это свидетельствует о возможности применения сорбента ТШР не только для удаления нефти из воды водных объектов, но  и для очистки воды для питьевых и иных целей. Указано о необходимости проведения дополнительных исследований в натурных условиях по выявлению более широкого спектра растворенных компонентов нефти и эффективности использования сорбента для удаления как нефтяной пленки, так и растворенных в воде веществ.

Ключевые слова

водоподготовка , эффективность очистки , санитарно-эпидемиологическая безопасность , сорбент , нефть и нефтепродукты

УДК 628.196

Романовский В. И., Горелая О. Н.

Сорбент для очистки нефтесодержащих сточных вод на основе отходов станций обезжелезивания

Аннотация

Представлены результаты исследования свойств сорбента, полученного в результате синтеза наноразмерных оксидов железа из осадков очистки промывных вод фильтров обезжелезивания. Для синтеза выбран метод экзотермического горения в растворах. В качестве восстановителя использовались лимонная кислота и гексаметилентетраамин в стехиометрическом соотношении по уравнению реакции. Рентгенофазовый анализ полученных образцов показал преимущественное наличие в них фазы магнетита и при температуре выше 600°С дополнительно фазы гематита. По сорбции красителя метиленового голубого определены полная статическая обменная емкость и удельная поверхность синтезированных образцов сорбента (до 186,6 м²/г). Нефтеемкость полученных материалов (до 3,1 г/г) не уступает существующим сорбентам нефтепродуктов. Получение магнитных нефтяных сорбентов возможно без применения дорогостоящих технологий с одновременным использованием отходов станций обезжелезивания, что позволит сократить негативное антропогенное воздействие на окружающую среду и получить экономический эффект как минимум за счет снижения себестоимости продукции.

Ключевые слова

нефтепродукты , очистка сточных вод , фильтрующая загрузка , сорбент , экзотермическое горение в растворах , осадок станций обезжелезивания

DOI 10.35776/VST.2021.03.07
УДК 628.316.12:628.52

Гималетдинов Р. Р., Усманов М. Р., Валеев С. Ф., Бодров В. В., Паскару К. Г., Вежновец В. П.

Сорбент на основе модифицированного гидролизного лигнина для очистки сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий

Аннотация

Представлены результаты исследований применения сор­бента «SynergySorb® ПС-1000» на основе модифицированного гидролизного лигнина для очистки сточных вод крупных нефтеперерабатывающих предприятий. За счет развитой системы микро- и мезопор сорбент эффективно поглощает легкие фракции углеводородов, снижая общее содержание нефтепродуктов в сточной воде и интенсивность запаха вблизи открытых очистных сооружений. Полная динамическая обменная емкость сорбента по нефтепродуктам составила 0,605 г/г при фильтрации сточных вод одного из крупных российских нефтеперерабатывающих заводов. Средняя эффективность очистки до проскока нефтепродуктов составила 94%, интенсивность запаха воды в результате испытаний снижена с 5 до 2 баллов. Отработанный сорбент «SynergySorb® ПС-1000» относится к 4 классу опасности (ма-лоопасный) по показателям токсичности и экотоксичности

Ключевые слова

фильтрация , сточные воды , запах , нефтеперерабатывающий завод , сорбент , сорбционная очистка , лигнин , очистка от нефтепродуктов , динамическая сорбционная емкость