Очищення стічних вод текстильних підприємств магнітними композиційними сорбентами

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 (C_к, 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

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

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.

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.