Адсорбционный способ снижения концентрации формальдегида в сточных водах Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

РЬО и В1г03 наблюдается иная картина: для смесей, богатых РЬО, отклонение от аддитивности отрицательно, а для смесей, богатых Вь03, положительно. Кроме того, существуют такие составы примеси, как, например. 53,5 % Вь03 при времени окисления 20 минут. для которых отклонение от аддитивности отсутствует. Эго может свидетельствовать либо о том, что взаимовлияние оксидов отсутствует, либо оно есть, но является скомпенсированным. Исследование зависимостей относительных парциальных толщин показывает, что В1203 в обоих случаях ведет себя одинаково: оказывает тормозящее воздействие, которое особенно ярко выражено вблизи противоположной оси состава. 5Ь:03 также оказывает тормозящее воздействие на Вь03, но оно выражено значительно слабее. РЬО, напротив, оказывает активирующее воздействие, что и приводит к положительному' отклонению от аддитивности. Концентра-ционные зависимости Ш(х.т) для смеси 5Ь;Оз - В1;0?

показывают, что максимальное взаимодействие между оксидами наблюдается вблизи чистого БЬьОї, и оно , существенно больше, чем вблизи ЧИСТОГО ВІ;03. Для смеси РЮ + Ві;03 напротив взаимодействие вблизи осей чистых оксидов практически одинаково по абсолютной величине, но противоположно по знаку

Таким образом, изучение зависимостей относительных парциальных и интегральных величин от состава примеси позволяет сделать вывод, что при совместном воздействии оксидов-активаторов на процесс термического окисления СаАя они оказываются связанными между собой. В случае смеси 5Ь:03 + Ві:03 «каналом связи» выступает, предположительно, взаимодействие Ві203 и 5Ь;03 с образованием антимо-натов, например, Ві8Ь03 или более сложных форм, а дія смеси РЬО + Ві203- образование фаз ВьОуЗРЬО и бВьОуРЬО, наличие которых подтверждается диаграммой состояния.

УДК 541.183:628.515

адсорбционный способ снижения концентрации формальдегида

В СТОЧНЫХ ВОДАХ

© Л.И. Бельчинская, О.А- Ткачева

Воронеж, Воронежская .х>с\дарственная лесотехническая академия

Адсорбционные способы являются основной составляющей многих природозащитных технологий, направленных на снижение отрицательного воздействия производственной деятельности на окружающую среду .

В практике сорбционных процессов широко используются сорбенты естественного происхождения. Дтя вы-явления наиболее афективного адсорбента формальдегида из водной среды исследовано окаю 30 глинистых минералов. В данной работе обсуждаются три наиболее перспективных глинистых минерала: слоисто-ленточной структуры (палыгорскит), слоистой (монтмориллонит) и жесткой каркасной (клиноптилолит).

В экспериментах использовалась модельная сточная вода (СВ), качественный и количественный состав которой максимально приближен к производственным стокам (соотношение смола : вода = 1 : 10, концеїгграшія формальдегида в надсмольной части СВ равна 2,67 г/л).

Эффективность изучаемых адсорбентов оценивалась по величине степени очистки (П, %) модальной СВ от формальдегида. Исследования показали, что адсорбционная эффекпошостъ всех исследуемых природных глинистых минералов оказалась весьма низкой (степень очистки не превышала 5 %). Поэтому проводилась термическая и кислотная модификация исследуемых сорбентов.

Как показали исследования, предварительная термообработка практически не оказывает влияю« на адсорбционную емкость природных \шнералов.

Положительный эффект наблюдается при модификации адсорбентов кислотами. Наилучшие результаты дала активация палыгорскита. клиноптилолита и

монтмориллонита раствором серной кислоты 17 %-ой концентрации. Менее эффективной оказалась обработка минералов соляной кислотой. Практически не оказали активирующего действия на адсорбенты HNO-* и РяР04.

Для выяснения кинетических закономерностей получены зависимости адсорбции от времени а = f(t) для исследуемых активированных минералов Соотношение адсорбент : раствор равно 1 : 25. Адсорбционное равновесие достигается через 20 минут.

Рассчитаны коэффициент распределения формальдегида между' сорбентом и раствором (КРЛСЩ>) и величина F = а а*,, характеризующая степень достижения равновесия (в таблице 1 приведены данные для монтмориллонита). Зависимость F = fit1') дает представление о лимитирующей стадии процесса. Ввиду отсутствия прямолинейной зависимости сделано предположение о внешнедиффузионном массопереносе.

Получена линейная зависимость:

In(l-F) = -рг.

где Р = 3D/r0S■ К^с„р- кинетический коэффициент < константа скорости адсорбции).

Определив величину Р как тангенс утла наклона прямой lml-F) = —f(г) (Р = 0.12). можно рассчитать коэффициент диффузии формальдегида через пленку жидкости:

Dn = 0.333 р г0-5• А'р«гф.

Таблица 1.

Кинетические параметры процесса адсорбции* формальдегида на активированном монтмориллоните в стационарных условиях

г. мин а. мг/г Арютр. л/ г Г 3 & ^ГТЩ Ощ. см-с’1

2 13.5 5.77-10'* 0.75 4.3-Ю‘10

5 15.0 6.58-10° 0.83 5.0- Ю10

10 16.4 7.37-10'1 0.91 5.7- Ю'10

20 17.4 8.09-10 і 0.98 6.210'°

40 18.0 8.33-103 0.99 6.3-10"*

60 18.1 8.39-10 * 1.00 6.3-ю'°

где г о - радиус частоты адсорбента: - коэффициент

распределешо! сорбируемого вещества, (л/г); ¿>-толщина пленки жидкости, граничащей с частицей адсорбента.

В работе рассматриваюсь влияние перемешивания СВ на адсорбционный процесс Величина ч возрастает пропорционально увеличению числа оборотов с 6 до 20 об/мин. При перемешивании со скоростью 50 об/мин кривая в координатах а-г имеет максимум при I = 5 минут, что. по-видимому, объясняется процессом десорбции за счет образовать турбулентного движения раствира.

Анализ изотерм адсорбции показал максимальное поглощение формальдегида на монтмориллоните яча, % = 48 мг/г, на палыгорските атах = 63 мг/л. а для клиноп-тилолита отлх =* 34 мг/г.

Характер кривой в координатах а-Г соответепп ег Ленгмюровской зависимости, форма кривой свидетельствует о моносюйном характере адсорбции.

Дтя исследуемых минералов определена доля необратимой сорбции у, равная отношения'' а^/а^ . где ан - величина алсорбщш, рассчитавшая по количеству ({юрмать-дегида, оставшегося на сорбе1гге после процесса десорб-ции. Установлено, что наиболее полно осуществляется десорбция формальдегида с поверхности клиноптилолита (У = 0,36). На монтмориллоните процесс десорбции проходит гораздо труднее (у = 0.80). Самая большая доля необратимой алсорбщш - на палыгорските Iу - 1).

Таблиц

Ветчина изменения стандартной мольной свободи -»иергин (Л/*°) и ^патьгаоі ЛЯ процесса сорбшш на исследуемых минератах

Термодинамические параметры Пхіьігорскит Монтмориллонит ТСлнноптилс

-Л/-'1. кДж/моль 2^3 1^2 13

6.1 4.4 4.9

-ЛИ. кДж. г 0.48 0.05 0.01

21.0 4.40 0.70

В числителе приведены значения термодинамических личин для природного адсорбента, в знаменателе - для ак вированного.

Можно предположить возможность изменения ме> ннзма сорбции в ряду минераюв клиноптт лит—>мо»ггмориллонит->патыгорскит. 1гто подтвержу ется анализом НК-спектров полученных систем.

Этот вывод согласуется с найденными дтя иссл дуемых адсорбентов термодинамическими параметр ми ЛЯ и Л/7 (таблица 2). Величина ллатыши Л// опр делена микрокалориметрическим методом, величш свободной энергии Л/7 рассчитана Ни уравнению:

-ЛГ = /?71п /Сраср .

где /Ср^цр 1^!ч’лы 55.5 моль/л), А",1.. наидс

на из уравнения Ленгмюра.

Таким образом, на основании полученных данны: определены кинетические и термодинамические пара метры адсорбции формальдегида на глинистых мине ралах различной структуры. Анатиз рассчитанных ве личин атхх, /Срасгтр , А'^с. Оп. ^позволяет сдстать оценка исследуемых минералов и выделить наиболее эффек тивный адсорбент <{юрмальдегида - мшсронорисльи минерал палыгорскит. имеющий волокнообра лих строение, обладающий большой поверхностью и объемом мезо-пор и имеющий наибольшее количество активных цешров.

УДК 66.067.55 57.

ВЫДЕЛЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ ИЗ СУСПЕНЗИЙ ОРГАНИЧЕСКИХ ПОЛУПРОДУКТОВ КРАСИТЕЛЕЙ МЕТОДОМ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

© С.В. Каретников. П.А. Фефелов. А.Н. Клепиков. А.И. Леонтьева

Тамбов. Тамбовский . юсухюрственный технический университет

Применение органических красителей относится к числу самых древних, изначальных областей человеческой деятельности, а их промышленное проюводство - к числу старейших отраслей промышленности тонкого ор-1тшического синтеза.

В анилинокрасочной промышленности в качестве исходного сырья используют химические продукты, участвующие в промежуточных синтезах, но не входящие в

структуру конечных химикатов К ним относятся органические кислоты, спирты и др.

Гамма-кистота является таким продутегом и применяется для получения азокрааггелеи. используемых дтя крашения хлопчатобумажных, шерстяных и шелковых тканей, а также для получения <|>ени.л-гамма-кислоты.

Одним из основных факторов, снижающих качество гамма-кислоты, является наличие примесей в виде