апрель 2017

Очищення стічних вод текстильних підприємств магнітними композиційними сорбентами


Макарчук О. В. , Донцова Т. А.
Chemistry and modern technologies
Abstract / Full Text

Макарчук О. В., Донцова Т. А. Очищення стічних вод текстильних підприємств магнітними композиційними сорбентами / Chemistry and modern technologies : Метериалы VIII International Scientific Technological Conference of Students, Postgraduates and Young Scientists «Химия и современные технологии», 2017. – C. 127-128


Одним з найбільших споживачів води високої якості є текстильна промисловість. У зв'язку з великою різноманітністю процесів фарбування, сировини (барвники) і продукції (волокна) для очищення стічних вод від барвників необхідним є впровадження універсальної, легкокерованої та адаптованої до різних виробничих масштабів технології [1].

Адсорбційні технології є найбільш перспективними для знебарвлення низько- та висококонцентрованих стічних вод текстильних підприємств. Великим потенціалом у вилученні органічних барвників катіонного та аніонного типу володіють дешеві глинисті мінерали, зокрема спонділова глина. Основною проблемою в цьому випадку є відділення відпрацьованого сорбенту від очищеної води [1].

Для усунення даного недоліку пропонується поєднання процесу адсорбції з магнітною сепарацією, де остання забезпечує ефективне відділення будь-якого модифікованого магнетитом (Fe3O4) сорбційного матеріалу від очищеної води [1].

Метою даної роботи було дослідження ефективності очищення стічних вод від текстильних барвників магнітними композиційними сорбентами на основі спонділової глини.

Магнітні композиційні сорбенти (МКП) було синтезовано методом просочування нативної глини магнітною рідиною, одержаною за способом Елмора [1]. Таким чином отримано зразки композиційних сорбентів МКП2, МКП4, МКП7 та МКП10 з вмістом магнетиту 2-10%. Сорбційні властивості МКП та спонділової глини порівнювали шляхом визначення ефективності вилучення барвника «Малахітового зеленого» з модельного розчину стічних вод концентрацією 1000 мг/дм3. Процес прояснення водного середовища досліджувався в магнітному полі напруженістю 66 мТл.

Ступінь вилучення (R, %), залишкова концентрація (Cк, мг/дм3) барвника та кольоровість (градуси Cr-Co шкали) фільтратів після процесу сорбції спонділовою глиною та магнітними сорбентами наведені в таблиці 1. Відповідно до наведених даних при використанні композиційних сорбентів з вмістом магнетиту 2-7% ефективність адсорбційного очищення забарвлених вод виявилась майже вдвічі вищою порівняно з нативним глинистим мінералом. Ступінь вилучення малахітового зеленого з модельних розчинів стічних вод для зразків МКП2, МКП4 та МПК7 становив 90-99%.

Таблиця 1 ‒ Адсорбційне вилучення барвника малахітового зеленого

Сорбент R, % Cк, мг/дм3 Колірність, градуси
Спонілова глина 60,7 393,5 >500
МКП2 90,2 97,8 353,2
МКП4 99,7 3,2 18,4
МКП7 90,7 93,3 355,2
МКП10 56,1 439,3 >500

Відповідно до [2], допустиме значення показника колірності становить 20 градусів хром-кобальтової шкали. Тому, зразок МКП4 є найбільш ефективним і в даних умовах забезпечує видалення барвників зі стічних вод до концентрацій допустимих для скиду в міські каналізаційні системи.

Дослідження показали, що відділення МКП від розчину відбувається в 26 разів швидше порівняно з нативною спонділовою глиною. Згідно з [2], допустиме значення показника завислих речовин в стічних водах, призначених для скиду до систем централізованого водовідведення, становить 300 мг/дм3. При застосуванні МКП (таблиця 2) даний норматив досягається за перші 5 хв магнітної сепарації.

Таблиця 2 ‒ Магнітна сепарація відпрацьованих сорбентів у водному середовищі при початковій концентрації завислих речовин 2000 мг/дм3

Адсорбент Спонділова глина МКП2 МКП4 МКП7 МКП10
Час осадження, хв Концентрація завислих речовин, мг/дм3
5 619,9 264,3 138,2 60,4 43,2
30 523,2 141,0 45,4 28,8 1,56
60 461,7 81,0 28,2 18,8 ≤0,02
180 304,9 22,1 3,8 ≤0,02 ≤0,02

Отже, вилучення барвників з водних систем магнітними композиційними сорбентами здійснюється із значно вищою ефективністю порівняно з використанням нативної спонділової глини. При цьому, видалення відпрацьованих МКП у порівнянні з глинистим мінералом відбувається значно швидше, а залишкова концентрація завислих речовин у воді відповідає встановленим нормам.

References
  1. Makarchuk O. V. T. A. Dontsova, I. M. Astrelin, Magnetic nanocomposites as efficient sorption materials for removing dyes from aqueous solutions, Nanoscale Research Letters, 2015. – V. 11(161) – Р. 1–7.
  2. Розпорядження № 1879 «Про затвердження Правил приймання стічних вод абонентів у систему каналізації м. Києва», введено 12.10.2011. ‒ 30 с.