Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65

Статья опубликована в рамках: LIX Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ» (Россия, г. Новосибирск, 11 декабря 2017 г.)

Наука: Химия

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Зевацкая А.А. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ СОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД НА ШЕЛУХЕ ПОДСОЛНЕЧНИКА // Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. LIX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 12(58). URL: https://sibac.info/archive/nature/12(58).pdf (дата обращения: 17.10.2021)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 3 голоса
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ СОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД НА ШЕЛУХЕ ПОДСОЛНЕЧНИКА

Зевацкая Анастасия Александровна

студент, кафедра химии, БГУ имени академика И. Г. Петровского,

РФ, г. Брянск

Научный руководитель Щетинская Ольга Стефановна

канд. хим. наук, доцент кафедры химии БГУ имени академика И.Г. Петровского,

РФ, г. Брянск

Очистка сточных вод различных промышленных предприятий от ионов тяжелых и цветных металлов - одна из важнейших проблем сегодняшнего времени.

Медьсодержащие сточные воды образуются в гальваническом производстве, где проводят меднение комплексными соединениями меди для более прочных покрытий. Способы очистки медных гальваностоков предусматривают разрушение комплексов и удаление из реакционных растворов катионов меди (II) [1].

В последнее время возрос интерес к сорбционным методам очистки с использованием в качестве сорбентов различных отходов производства (шелуха риса, гречки, скорлупа орехов, отходы бумажной промышленности).

В России в процессе производства подсолнечного масла образуются отходы в виде шелухи от семечек в количестве 11-16 %, что соответствует 20 – 150 тоннам отходов в сутки. Наиболее частый способ утилизации шелухи от семечек – вывоз ее на отвалы. Проблемы, возникающие при утилизации шелухи от семечек, заключаются в их низкой насыпной массе, способности к возгоранию и тлению, в процессе которого образуются неприятные запахи, а так же в процессе гниения, что в целом негативно влияет на экологическую обстановку. Естественно ввиду небольшой насыпной массы предприятие затрачивает большие денежные средства на транспортировку шелухи к месту утилизации [4]. В связи с этим предприятия готовы сбывать шелуху подсолнечника по очень низким ценам: за 1 тонну необработанной шелухи подсолнечника 5 рублей, гранулированной - 9 рублей, брикетированной - 16 рублей.

Целью настоящей работы явилось изучение сорбционных свойств шелухи подсолнечника по отношению к ионам меди (II).

В работе использовали немодифицированную шелуху подсолнечника с размером частиц 0,25 - 2 мм. Сорбцию осуществляли в статистических условиях, при комнатной температуре на искусственных образцах сточной воды, которые готовили из кристаллогидрата СuSO4·5Н2О марки «хч».

К порции шелухи подсолнечника, помещенной в коническую колбу, прибавляли определенный объем модельного раствора меди (II), доводили pH до требуемой величины и встряхивали в течение 1, 2, 3 часов, затем оставляли на сутки при комнатной температуре. Далее отфильтровывали раствор с сорбентом, в полученный фильтрат добавляли 2 г нового сорбента и также отбирали пробы через 1, 2, 3 и через сутки. Остаточную концентрацию меди (II) в смеси определяли фотометрически на КФК-3, используя окраску аммиакатов меди и настоя шелухи подсолнечника с водой. По полученным результатам рассчитывали конверсию процесса.

Было исследовано влияние на процесс сорбции следующих факторов: кислотности среды, соотношение сорбент:раствор, времени сорбции, температуры, концентрации Cu (II) в сточных водах.

Ранее нами [5] был исследован процесс сорбции раствора меди (II) с концентрацией 100 мг/л. Были определены оптимальные условия процесса, которые представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты исследования сорбции ионов Cu (II) шелухой подсолнечника в две стадии: С(Cu2+) = 100 мг/л

Условия процесса

1 стадия

2 стадия

pH

5,5

5,65

Сорбент:раствор

1:20

1:20

t,˚C

23

23

Время, час

24

48

Конверсия, %

75,78

89,00

 

Из полученных данных следует, что после двухстадийной очистки модельного раствора C (Cu(II))=100 мг/л конверсия процесса достигла 89 %.

Было изучено влияние концентрации меди на процесс сорбции шелухой подсолнечника. Концентрацию Cu (II) увеличили до 150 мг/л. Изучали влияние на процесс кислотности среды, соотношение сорбент:раствор, времени сорбции. рН раствора изменяли от 3,5 до 5,5. В реакционных растворах определяли остаточную концентрацию Cu (II) и рассчитывали конверсию. Экспериментальные данные представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Результаты исследования сорбции ионов Cu (II) шелухой подсолнечника: С(Cu2+) = 150 мг/л

Время сорбции, час

Конверсия, %

pH = 5,5

pH = 4,5

pH = 3,5

1

73,34

72,67

72,00

2

73,34

73,34

72,67

3

74,67

74,67

74,67

24

78,67

77,34

76,67

Сорбент: раствор

1:50

1:50

1:50

 

Оказалось, что кислотность среды также не влияет на процесс сорбции, поэтому в дальнейшем в экспериментах сорбцию проводили в слабокислой среде при рН=5.5.

При изучении соотношения сорбент: раствор массу сорбента изменяли от 2 г до 7 г (2, 3, 5, 7г) на 100 мл раствора. Остаточную концентрацию меди (II) контролировали через 1,2,3 часа, затем реакционный раствор оставляли на сутки при комнатной температуре. Экспериментальные данные представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Результаты исследования сорбции ионов Cu (II) шелухой подсолнечника: С(Cu2+) = 150 мг/л

Время сорбции, час

Конверсия, %

mсорб=2 г

mсорб=3 г

mсорб=5г

mсорб=7г

1

74,67

74,67

74,67

74,67

2

76,67

76,67

75,33

74,67

3

76,67

76,67

76,00

74,67

24

81,33

81,33

80,67

77,30

сорбент: раствор

1:50

1:35

1:20

1:15

 

Из полученных данных следует, что при исходной концентрации ионов меди (II) в сточных водах 150 мг/л оптимальные условия процесса сорбции следующие: рН = 5,5, соотношение сорбент: раствор = 1:50, время сорбции - 24 часа при комнатной температуре. Конверсия процесса достигает в этом случае 81%.

В этом случае также была проведена двухстадийная очистка модельного раствора, с концентрацией меди (II) 150 мг/л. Экспериментальные данные представлены в таблице 6.

Таблица 6.

Результаты исследования сорбции ионов Cu (II) шелухой подсолнечника в две стадии: С(Cu2+) = 150 мг/л

Время сорбции, час

Конверсия, %

1 стадия

2 стадия

1

74,67

82,40

2

76,67

84,00

3

76,67

87,30

24

81,33

92,50

Сорбент: раствор

1:50

1:50

 

При данных условиях проведения сорбции после второй стадии очистки конверсия процесса достигла 92,50 %.

При изучении влияния температуры на процесс сорбции было установлено, что повышение температуры не приводит к увеличению конверсии процесса.

Достигнутая степень очистки достаточна для сточных вод с концентрацией меди (II) 100 мг/л и 150 мг/л, которые далее могут быть возвращены в производственный процесс.

 

Список литературы:

  1. Пашаян А. А., Пашаян Ал.А., Щетинская О.С. Способ регенерационной очистки медно-аммиачных травильных растворов. Пат РФ № 2334023,2008.
  2. Собгайда Н. А. Технологические рекомендации по изготовлению фильтров из отходов агропромышленного комплекса. Экологические проблемы промышленных городов: сб. науч. трудов.-Саратов: Саратовский государственный технический ун-т, 2011. -с.180-183.
  3. Шайхиев И. Г., Хасаншина Э. М. Очистка водных сред от ионов тяжелых металлов отходами льноперерабатывающей промышленности. Промышленная экология и безопасность. Материалы IIIнауч. конференции. Казань, 2008.-с.151-152.
  4. Утилизация шелухи от семечек с выгодой [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://semechek.net/archives/utilizacija-sheluhi-ot-semechek/ (дата обращения: 08.12.17).
  5. Щетинская О.С., Зевацкая А.А. Изучение сорбционной активности шелухи подсолнечника по отношению к ионам меди (II) // Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. XLIX междунар. студ. науч.-практ. конф. -Новосибирск: Изд. АНС «СибАК». -2017. -№ 2(48). -С.41-44.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 3 голоса
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом