CC BY
9АРХИТЕКТУРА
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ОЗОНОМ МОДЕЛЬНЫХ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СТОЧНЫХ
ВОД
1 2 Бамбетова К.В. , Бегиева Б.М.
1Бамбетова Карина Владимировна - студент, институт архитектуры, строительства и дизайна; Бегиева Белла Муратовна - студент, социально-гуманитарный институт, Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова, г. Нальчик
Аннотация: в статье рассматриваются результаты экспериментального исследования процесса окисления сточных вод, направленного на изучение физико-химических закономерностей процессов очистки сточных вод. Ключевые слова: органические растворители фенольного ряда, водные объекты, сточные воды, озонирование, окисление, многокомпонентная система.
С целью получения математической модели, описывающей процесс окисления озоном
многокомпонентных сточных вод, содержащих органические загрязнения, необходимо иметь данные о физико-химических закономерностях процесса окисления отдельных компонентов, входящих в состав многокомпонентной системы [1]. Однако, недостаточность исследования литературных данных по окисляемости отдельных компонентов (ксиленола, трикрезола и сольвента), входящих в состав сточных вод, определила целесообразность проведения экспериментальных исследований по определению закономерности процесса окисления ксиленола, трикрезола и сольвента, содержащихся в сточных водах в высоких концентрациях, озоном.
С точки зрения задачи очистки сточной воды, от содержащихся в ней органических соединений,
определяющихся по фенолу, практический интерес представляет способность озона интенсивно воздействовать на бензольные кольца [2]. При воздействии окислителя на молекулу фенола в водном растворе происходит отрыв атомов водорода от гидроксильной группы и образуется радикал феноксил. Эта стадия реакции протекает очень быстро. Под слиянием феноксила далее образуются с различной скоростью различные промежуточные и конечные продукты реакции окисления.
Исследование процесса окисления загрязнений сточных вод (ксиленола, трикрезола и сольвента) проводились на лабораторной установке. Для получения озона использовали воздух с давлением на менее 0,7 МПа, который проходил рессивер, селикагелевые колонки, ротаметр и поступал в генератор озона типа ЛГО-15. При получении концентрации озона свыше 30-40 г/м применяли сжатый кислород из баллона. Напряжение на озонатор по давалось от блока питания. Диспергирование газа осуществлялось через пористую пластину (размер пор 25-50 микрон), установленную в нижней части колонки. Расход газа на анализ измеряли ротаметрами. Две системы поглотителей позволяли одновременно измерять концентрацию озона на входе и выходе из колонки. Концентрацию озона в воздухе и кислороде замеряли пропусканием определенного количества газа (1-2 л.) через 1-3% с последующим титированием после добавления соляной кислоты для создания кислой среды и крахмала, как индикатора, раствором тоисульфата натрия.
Лабораторные исследования проходили в статических и динамических условиях. Исходная концентрация ксиленола, трикрезола и сольвента в модельных сточных водах соответствовала трем уровням пиковых концентраций и составляла 300, 600, 1200 мг/л. Продолжительность озонирования составляла 60 мин. Согласно данным работы [2] на окисление озоном сточных вод, содержащих крезолы, активная реакция среды влияния не оказывает. Это определило целесообразность проведения исследований по
изучению окисляемости органических растворителей при pH=8,0. Окисление исследуемых модельных сточных вод сопровождалось пенообразованием и изменением цвета раствора от бесцветного до коричневого, желтого и бесцветного. Интенсивность окраски зависела от первоначальной концентрации фенола и озона: с повышением концентрации фенола и уменьшением концентрации озона интенсивность окрашивания увеличивалась. Исчезновение окрашивания раствора свидетельствовало о полном окислении веществ, что подтверждалось результатами анализов. В процессе окисления pH раствора изменилась незначительно.
Приведенные данные в таблице 1 показывают, что с уменьшением исходной концентрации озона и ксиленола удельный расход озона значительно увеличивается. Эффект очистки при низких концентрациях ксиленола становится неустойчивым. Это явление объясняется резким уменьшением скорости реакции окисления ксиленола с повышением концентрации его в воде и одновременным ростом расхода озона на побочные реакции разложения продуктов окисления ксиленола находящиеся в той же воде.
Таблица 1. Увеличение удельного расхода озона с уменьшением исходной концентрации озона и ксиленола
Содержание ксиленола в водедо очистки, мг/л Концентрация озона в озоно-газовой смеси, мг/л Содержание ксиленола в очищенной воде, мг/л Удельный расходозона на ед. кисленола, мг/мг Степень очисткиводы от ксиленола, %
5,0 10 0,001 7,03 99,98
5,0 10 0,001 7,18 99,98
5,0 10 0,002 7,11 99,96
5,0 10 0,001 7,23 99,98
0,5 10 0,001 10,99 99,98
0,5 10 0,001 11,17 99,98
0,5 10 0,002 11,32 99,96
0,5 10 0,001 11,36 99,98
0,1 10 0,006 12,43 94,00
0,1 10 0,1 12,59 90,00
0,1 10 0,008 12,51 92,00
0,1 10 0,018 12,65 82,00
Полученные экспериментальные данные определили принципиальную возможность реализации процесса окисления органических растворителей фенольного ряда озоном. Однако, представленные данные отражают характер химических процессов, свойственных для окисления каждого растворителя в чистом виде. При многокомпонентных системах указанные результаты рассматривались лишь как предварительные.
Практическое решение задачи по очистке сточных вод, содержащие сложные многокомпонентные смеси органических растворителей фенольного ряда определило необходимость детального исследования процесса.
Список литературы
1. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984. 448 с.
2. Ермаков С.М.Математическая теория планирования эксперимента. М.: Наука, 1983. 392 с.
СОКРАЩЕНИЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
НА УСТАНОВКАХ ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО
ТОПЛИВА ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ СХЕМЫ
ПОДАЧИ РЕГЕНЕРИРОВАННОГО РАСТВОРА
АМИНА
1 2 Бамбетова К.В. , Бегиева Б.М.
1Бамбетова Карина Владимировна - студент, институт архитектуры, строительства и дизайна; Бегиева Белла Муратовна - студент, социально-гуманитарный институт, Кабардино-Балкарский государственный университет
им. Х.М. Бербекова, г. Нальчик
