CC BY
39
БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА И ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
УДК 628.3 DOI: 10.22227/1997-0935.2020.11.1534-1545
о о
С V)
to in
in g,
E
о ё —■
о
О О
CD > ш ^
(M 5
Исследование сорбционных свойств брикетированного торфа для очистки сточных вод от ионов кадмия, свинца и меди
Б.Н. Житенев1, А.Д. Гуринович2, Д.Д. Сенчук1
1 Брестский государственный технический университет (БрГТУ); г. Брест, Республика Беларусь; 2 Белостокский технический университет; г. Белосток, Польша
АННОТАЦИЯ
Введение. В настоящее время ведутся активные исследования: методов очистки сточных вод от таких токсичных металлов, как кадмий, свинец, медь и др., с применением новых композиционных сорбентов; по совершенствованию ионообменной очистки, осаждению, например, в виде сульфидов или оксалатов; сорбцией золой от сжигания древесины; биосорбцией растениями. Одно из перспективных направлений — применение технологий сорбционной очистки сточных вод с использованием торфа. Наличие в Республике Беларусь значительных запасов торфа создает реальные предпосылки для выпуска дешевых, экологически безопасных сорбентов на основе модифицированного брикетированного торфа. Цель исследования — изучение сорбционных свойств брикетированного торфа для очистки сточных вод от ионов кадмия, свинца и меди.
Материалы и методы. Использованы физико-химические, технологические, математические методы. Результаты. Выполнены исследования кинетики сорбции брикетированным торфом ионов Cd+2, РЬ+2 и Си+2. Установлено, что с увеличением крупности зерен брикетированного торфа эффективность сорбции снижается. Процесс сорбции протекает интенсивно: в течение первых 5 мин из раствора извлекаются ионы Cd+2, РЬ+2 и Си+2, соответственно 91,11; 96,96 и 88,39 %. За 20 мин степень достижения равновесия составила Р = 0,98 для Cd+2 и РЬ+2 и Р = 0,96 для Си+2, а при продолжительности процесса 40 мин для всех ионов Р = 0,99. Кратность извлечения —
+2
N N отношение исходной концентрации к равновесной составило для ионов Cd+2 — 114, РЬ+2 — 162, Си+2 — 93. Сорб-® (Ч ционная емкость при насыщении: по Сd+2 — 0,0778 мМоль/г (8,75 мг/г), по РЬ+2 — 0,8205 мМоль/г (170,00 мг/г), по ^ ^ Си+2 — 2,707 мМоль/г (172 мг/г). С помощью уравнений диффузионной и химической кинетики определено, что про*- цесс сорбции идет в диффузионном режиме, при этом вклад в общую скорость процесса вносит стадия химического * ® взаимодействия ионов металла с функциональными группами торфа.
> (0 Выводы. Брикетированный торф является эффективным сорбентом для очистки сточных вод от ионов Сd+2, РЬ+2
и Cu+2. Процесс сорбции практически заканчивается через 20 мин.
КлючЕВыЕ слОВА: брикетированный торф, ионы Сd+2, РЬ+2, Си+2, сточные воды, диффузионная и химическая кинетика 5 з
о -¡д ДлЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Житенев Б.Н., Гуринович А.Д., Сенчук Д.Д. Исследование сорбционных свойств брике-
. ¡> тированного торфа для очистки сточных вод от ионов кадмия, свинца и меди // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 11.
-¡и С. 1534-1545. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.11.1534-1545
A research into sorption properties of peat briquettes used to remove ions of cadmium, lead and copper from wastewaters
$ | Barys N. Zhytsianiou1, Anatoli D. Hurynovich2, Darya D. Sianchuk1
^ w 1 Brest State Technical University (BrSTU); Brest, Republic of Belarus;
q 2 Bialystok University of Technology; Bialystok, Poland
^ £Z
ю о
g я ABSTRACT
о E
^ ^ Introduction. At present, the following areas are the subject of intensive research: methods for removing such toxic metals
§ as cadmium, lead, copper, etc. from wastewaters, namely, using new composite sorbents for this purpose; improvement
-== of ion exchange treatment and, for example, sedimentation of sulphides or oxalates; wood ash sorption; biosorption onto
И с plants. It is a future-oriented trend to use peat as a sorbent in a wastewater treatment technology. Extensive peat deposits
W J in the Republic of Belarus can contribute to production of cheap, environmentally friendly sorbents made of modified peat
^ • briquettes. The mission of this work is to study the sorption properties of peat briquettes used to remove cadmium, lead and
(j Э copper ions from wastewater.
^ ц Materials and methods. Physicochemical, technological, mathematical methods are employed.
S Results. The co-authors studied the kinetics of cadmium Cd+2, lead Pb+2, and copper Cu+2 ions sorption onto peat briquettes.
¡5 Ji They identified that the bigger the grain of peat briquettes, the less efficient the sorption. The sorption process is intensive:
J с it takes cadmium Cd+2, lead Pb+2, and copper Cu+2 ions five minutes to get extracted from the solution; extraction efficiency
О in reaches 91.11; 96.96 and 88.39 %, respectively. 20 minutes is enough to reach degree of equilibrium F = 0.98 for cadmium
HQ ¡¡> Cd+2 and lead Pb+2 and F = 0.96 for copper Cu+2. F is equal to 0.99 for all ions in 40 minutes. The multiplicity of extraction, or the ratio of initial concentration to equilibrium concentration reaches 114 for cadmium ions Cd+2, 162 for lead ions Pb+2, and
1534 © Б.Н. Житенев, А.Д. Гуринович, Д.Д. Сенчук, 2020
Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)
93 for copper ions Cu+2. In case of saturation, sorption capacity reaches the following values: Cd+2 — 0,0778 mmol/g (8.75 mg/g), Pb+2 — 0.8205 mmol/g (170.00 mg/g), Cu+2 — 2.707 mmol/g (172 mg/g). The co-authors used equations of diffusion and chemical kinetics to establish that the sorption process proceeds in the diffusion mode, and the stage of chemical interaction of metal ions with functional groups of peat contributes to the overall velocity of the process. Conclusions. Peat briquettes represent an effective sorbent used to remove cadmium Cd+2, lead Pb+2, and copper Cu+2 ions from wastewater. The sorption process is almost over in 20 minutes.
KEYwoRDs: peat briquettes, cadmium Cd+2, lead Pb+2, copper Cu+2 ions, wastewater, diffusion and chemical kinetics
For CITATIoN: Zhytsianiou B.N., Hurynovich A.D., Sianchuk D.D. A research into sorption properties of peat briquettes used to remove ions of cadmium, lead and copper from wastewaters. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2020; 15(11):1534-1545. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.11.1534-1545 (rus.).
ВВЕДЕНИЕ
Одними из опаснейших стойких загрязнений водных объектов являются загрязнения ионами тяжелых металлов (ТМ): кадмия, свинца, меди, железа, марганца, никеля и цинка. Наиболее токсичные металлы — кадмий и свинец.
Кадмий широко используется в промышленности в качестве защитного покрытия металлов от коррозии, имеет преимущество перед цинковыми, никелевыми или оловянными, так как при деформации не отслаивается. Сплавы кадмия с незначительными добавками меди, никеля и серебра применяют для изготовления подшипников автомобильных, авиационных и судовых двигателей. Никель-кадмиевые аккумуляторы применяются в мобильных телефонах и прочих электронных устройствах. Используется этот металл также в производстве пластика, красок, металлических покрытий. Почвы, которые регулярно удобряют, также могут содержать такой токсичный металл в большом количестве. Кадмий, а также его соединения характеризуются как канцерогенные вещества. В последнее время многими исследованиями подтверждено увеличивающееся загрязнение водных объектов кадмием. В работе [1] отмечается, что в Чили при добыче медной руды дренажные шахтные воды с содержащимися в них металлами поступают в прибрежную морскую акваторию и скапливаются в донных отложениях (ДО), тем самым загрязняя пляжи и прибрежные зоны. Взятые из двух точек пробы в ДО показали наличие кадмия, меди, железа, марганца, никеля, свинца и цинка с общим содержанием сухой массы 7,2-985 и 23-746 мкг/г. При этом установлено, что содержание металлов отрицательно сказывается на состоянии обитателей бентоса, поскольку происходит их аккумулирование биомассой. Было проведено измерение комплексообразования цинка и кадмия с природными органическими лиганда-ми в субантарктических водах к востоку от Новой Зеландии [2]. Показано, что общая концентрация растворенных 2п и Cd находится в пикомолярном диапазоне, и концентрация лигандов для обоих металлов составляет 1-2,5 нмоль/кг. Выявлено, что накопление цинка в фитопланктоне намного ниже, чем кадмия, что, вероятно, связано с возможностью его утилизирования или предпочтением поглоще-
ния других металлов. В труде [3] приведена характеристика экосистемы, обследовался залив, расположенный в урбанизированный зоне с большим количеством промышленных производств, где наблюдалась массовая гибель рыбы и моллюсков. Как выяснилось, эти явления происходили одновременно с формированием в заливе крупных скоплений водорослей, среди которых были выделены четыре вида, способных синтезировать токсиканты, которые затем поступали в воду. В ходе исследований установлено, что в месте скоплений ДО содержали кадмий, медь, цинк, свинец и ртуть в повышенных концентрациях, в частности, содержание кадмия и свинца более чем в 6 раз превышало показатели для окружающих участков, а ткани моллюсков содержали кадмий в концентрациях, в 8 раз больших, чем экземпляры, отобранные на удалении. Приведены результаты обследований участка речной системы протяженностью 180 км (до эстуария в месте впадения в Атлантический океан), свидетельствующие, что уровень загрязненности воды имеет сезонные колебания в связи с изменениями расхода речной воды [4]. В воде определялись металлы семи видов, биогенные элементы и другие пробы воды отбирались в 43 точках. В начале контролируемого участка, находящегося в урбанизированной зоне, содержание свинца достигало 520 пмоль, серебра 330 пмоль, а на протяженности всего участка до эстуария медь составляла до 40 нмоль, никель и цинк до 59-63 нмоль, кадмий до 350 пмоль. Для характеристики загрязнения поверхностных водотоков тяжелыми металлами в исследовании [5] были выбраны кадмий, медь, никель, ртуть, хром, цинк, свинец, а также мышьяк. Анализ хронологии годовых концентраций металлов в воде не выявил каких-либо закономерностей: они колеблются беспорядочно, не прослеживается параллелизма в годовых изменениях концентраций различных металлов. Внутри года не установлены закономерности в изменении концентраций ТМ в отдельных пробах. Предложен комплексный коэффициент загрязнения воды тяжелыми металлами. В работе [6] обследовалась река на протяжении 12 км с небольшим расходом, которая протекала по участкам с различной загруженностью промышленными предприятиями, в ее донных отложениях в 15 точках определялось содержание различных металлов: кадмий содер-
< п
iH G Г
S 2
0 сл
n СО
1 S
y ->■ J со
u -
^ I
n ° S 3
о S
o7 n
Q.
co co
n S 0
SS66
r 6 c О
• ) H
® w
л ' 01 П ■ т
s Б
s У с о
(D Ж
ы ы о о 10 10 о о
1535
жался в концентрациях от 0,17 до 1,34 мкг/г; хром от 28,9 до 90 мкг/г; медь от 23,2 до 76,7 мкг/г; никель от 41,8 до 61,6 мкг/г и свинец от 18 до 53 мкг/г. Сообщается [7], что входящий в состав мха вид Fontinalis dalecarlica (1) отличается повышенной способностью к биоаккумулированию ТМ, в связи с чем применяется при мониторинге природных водных сред, обитает на заболоченных местностях, на линиях раздела река/берег, озеро/берег и т.д. В лабораторных условиях исследовался процесс аккумуляции кадмия биомассой, эксперимент проводился с использованием аквариума 35 л, подача воды — 0,6 л/мин, скорость потока — 0,2 м/с. Дозы кадмия в опытах составляли 0,5; 1,0 и 5,0 мкг/л. Установлено, что кадмий сорбировался с большой скоростью в течение 5 сут, затем скорость уменьшалась и через 30 сут сорбция прекращалась. Сорбци-онная емкость биомассы для названных доз кадмия 336, 496 и 2390 нмоль/г сухой биомассы, после перенесения 1 в воду, не содержащую кадмия, десорбция практически не наблюдалась. Отмечается [8], что в настоящее время вода природных источников, наряду с другими загрязнителями, содержит также ионы ТМ. В лабораторных условиях исследовалась о о возможность оценки их содержания путем изме-о о рения количеств, аккумулированных биомассой ^ ^ зеленых водорослей. В опытах использовался природный (так называемый «дикий») вид (В1) и спе-о з циально селектированный (В2); модельным загряз-с <п нителем являлся кадмий в концентрациях от 5-10-10 ¿а к) до 5-10-4 моль. Установлено, что в естественных in ф условиях кадмий образует комплексы с лиганда-2 £ ми, что влияет на процессы сорбции/десорбции, I® 75 сорбционная емкость по кадмию для В1 в 2-3 раза д . выше, чем для В2, присутствие в растворе молиб-с 2 дена, марганца, меди, кобальта, цинка, никеля q и свинца ингибирует процессы сорбции кадмия В1 о и В2; магний и железо на эти процессы не влияют.
0 ^
со ^ Данные работ [1-8] свидетельствуют о том, что за-
с грязнение водных объектов тяжелыми металлами,
£
£= в частности кадмием, свинцом, медью и железом,
^ -g носит глобальный характер.
от Е — '
(Я
1 о МЕТОДЫ ОЧИСТКИ
£ °
g ° Для извлечения из водных растворов кадмия, о Е меди, никеля, цинка [9] использовался композицией о онный сорбент. Его приготовление проводилось т- по методике, суть которой — образование в порах
-С
от "£= катионита Dowex Marathon С в Na-форме (аналог от ^
— 2 универсального катионита КУ-2х8) сорбционно-ак-
Sj Э тивной фазы гидроксида железа. Тем самым дости-
^ ц галось создание высокоразвитой поверхности сор-
^ S бента. В качестве исходных для сорбции служили
| | 0,01 н. растворы CuSO4, NiSO4, CdSO4, ZnSO4. По воз-
¡3 In растанию сорбируемости в растворах с рН 5,4-5,7
bq ¡¡> металлы расположены в ряд: Cd, Zn, Ni, Cu. Отмечается [10], что методы сорбции ТМ на ионообмен-
ных смолах широко используются в технологиях водоподготовки. В исследовании [11] констатируется, что кадмий находит применение в различных изделиях, например, он используется в производстве аккумуляторов и в различных технологиях, при этом образуются хлорсодержащие системы, в состав которых входит также кадмий, в приводимом примере это — CdQ2-4, данные комплексы отличаются высокой стойкостью. Предлагается экстрагировать из этих систем кадмий с использованием гидрофобных никотинамидов, в рассматриваемом случае это — ^^дигексилпиридин-3-карбоксамид (I). В приводимом примере содержание (I) составляло 1-50 ммоль и НС1 0,1-2,5 моль, в оптимальном варианте содержание Cd2+ в органической фазе достигало 640 мг/моль. Метод осаждения кадмия, железа, урана, меди, хрома, никеля, цинка, кобальта предлагается в работе [12], он состоит в том, что в воду дозируют органическое соединение ни-котинамидадениндинуклеотид в качестве донора электронов, при его участии сульфатредуцирующие бактерии восстанавливают сульфаты до сульфидов, далее в последовательности реакций происходит образование нерастворимых сульфидов металлов, например, это CdS. Сообщается об успешном применении метода. В лабораторных условиях [13] исследовалась возможность удаления из ДО ТМ методом электродиализа. Реальные ДО содержали медь, цинк, свинец и кадмий в концентрациях 634; 1192; 478 и 16,6 мг/кг сухой массы. В оптимальном варианте эффективность удаления по этим компонентам составила 88; 98; 94 и 99 % соответственно. В ходе экспериментов [14] изучалась возможность сорбционного удаления ТМ (свинец 3,8-4,9 мг/л, кадмий 5,0-5,3 мг/л, цинк 47,5-49,1 мг/л, железо до 600 мг/л и кальций до 448 мг/л) из дренажных шахтных вод с использованием природных цеолитов (ЦЛ), обладавших ионообменными свойствами, этот выбор обусловлен, в том числе устойчивостью ЦЛ в кислых средах, их разрушение наблюдается только при рН ниже 2. В лабораторных экспериментах при рН 2,24 и дозе ЦЛ 20 г/л (гранулят 1-2,5 мм) свинец удалялся полностью, с наименьшей эффективностью удалялось железо, присутствие ионов кальция ингибировало процессы сорбции ТМ. Приведены результаты лабораторных экспериментов по удалению из СВ ионов кадмия путем перевода их в форму оксалата кадмия в ходе воздействия на модельные СВ щавелевой кислотой. Сообщается, что оксалат кадмия обладает чрезвычайно низкой растворимостью, в экспериментах содержание Cd2+ в СВ составляло 5-6 г/л, при дозе щавелевой кислоты, в 2 раза превышающей концентрацию насыщения, кадмий удалялся с эффективностью более 99 % при рН не ниже 4,5. В работе [15] отмечается, что при производстве сахара с использованием в качестве сырья сахарной свеклы на стадии варки пульпы выделялись СВ, содержащие галакту-
1536
роновую кислоту 20 %, соединения, включавшие карбоновые группы 0,466 мг/л, также тяжелые металлы. Для первичной обработки этих СВ применялся дешевый сорбент, изготовленный из отходов от производства сахара, основной целью являлось удаление тяжелых металлов. Установлено, что при сорбции тяжелых металлов их сродство к сорбенту уменьшалось в следующем порядке: РЬ2+, Си2+, 2п2+, Cd2+, №2+, для приведенного порядка металлов сорбционная емкость сорбента изменялась от 0,202 до 0,356 ммоль/г. СВ с сорбентами находились в реакторе 1 л, включенном в контур циркуляции с мембраной для микрофильтрации, ТМ удалялись с эффективностью не ниже 90 %, кадмий и свинец на 100 % в течение 10 ч. Для удаления ТМ чаще всего применяются сорбенты, коммерческие марки которых имеют весьма высокую стоимость. В лабораторных экспериментах в качестве альтернативных сорбентов применялась зола от сжигания древесины (ЗД) и известь. Модельными ТМ являлись Cd, Си, РЬ и 2п в концентрациях от 25 до 1500 мг/л. Установлено, что ЗД как сорбент более эффективна, чем известь, с ее применением наиболее эффективно удаляется свинец (сорбционная емкость 101 мг РЬ/г ЗД), затем следуют медь (6,92 мг/г), кадмий (5,03 мг/г) и цинк (4,12 мг/г). При дозе ЗД 20 г/л и содержании ТМ 100 мг/л эффективность их удаления составляла от 92 до 100 % [16]. В исследованиях [17] указывается, что при обработке осадков и СВ, содержащих тяжелые металлы, достаточно широко используются методы биосорбции, при которых удаление ТМ осуществляется аккумуляцией биомассой растений, при этом известны виды растений, способных к так называемой гипераккумуляции. Проблемой при этом является накопление биомассы, загрязненной ТМ, в лабораторных экспериментах исследовалась возможность сжигания массы растений с переводом металлов в золу. Использовались растения четырех видов, определен вид, обладающий наибольшей эффективностью, при этом зола от его сжигания содержала цинк 9326 мг/кг сухой массы, свинец 18 мг/кг, кадмий 224 мг/кг и т.д.
Таким образом, исследования по удалению из сточных вод таких токсичных металлов, как кадмий, свинец, медь и др., ведутся в следующих направлениях: разработка новых композиционных сорбентов, совершенствование ионообменной очистки, осаждение, например, в виде сульфидов или оксалатов, сорбция золой от сжигания древесины, биосорбция растениями [9-17]. В работах [18-35] приведены результаты исследований по очистке сточных вод от ионов ТМ путем использования модификаций природного торфа.
Обзор литературных данных позволяет сделать вывод о том, что разработка усовершенствованных технологий сорбционной очистки сточных вод с использованием торфа — перспективное направле-
ние. В литературе отсутствуют достаточно полные данные об использовании брикетированного торфа в качестве сорбента таких токсичных металлов, как кадмий, свинец, медь. В Республике Беларусь имеются значительные запасы торфа, масштабные производства торфобрикетов, что создает реальные предпосылки для выпуска дешевых, экологически безопасных сорбентов на основе модифицированного брикетированного торфа. Настоящая работа посвящена исследованию сорбционных свойств брикетированного торфа для очистки сточных вод от ионов кадмия, свинца и меди.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Мaтериалы и методы исследований
Применялись физико-химические, технологические, математические методы. Эксперименты производились с использованием торфобрикетов производства торфобрикетного завода «Гатча-Осов-ский», расположенного в Жабинковском районе Брестской области. Брикет механическим способом гранулировали, затем рассеивали через набор сит калибром 1,00 - 2,00 - 3,25 - 3,75 - 4,50 - 5,50 мм. В результате были получены образцы крупностью < 1 мм, 1,00-2,00 мм, 2,00-3,25 мм, 3,25-3,75 мм, 3,75-4,50 мм, 4,50-5,50 мм. Исследовалась сорбция ионов кадмия Сd+2, свинца РЬ+2, меди Си+2. В стакан помещали 100 мл раствора и добавляли 10 г гранул торфа. Затем суспензию перемешивали с помощью механических мешалок (рис. 1) в течение 3, 5, 10, 20, 40, 60 минут. Растворы фильтровали через бумажный фильтр (рис. 2) и определяли остаточное содержание ионов кадмия Сd+2, свинца РЬ+2, меди Си+2. Анализ пробы модельного раствора на содержание Сd+2, РЬ+2, Си+2 выполняли с помощью анализатора вольтамперометрического АВА-3 (рис. 3). На рис. 4 приведен пример анодных вольтампер-ных кривых, зарегистрированных на индикаторном электроде при анализе пробы модельного раствора на содержание Сd+2, РЬ+2, Си+2.
< п
iH G Г
S 2
0 сл
n CO
1 S
У ->■
J to
u -
^ I
n °
S> 3
0 s
01 n
Q.
co co
Рис. 1. Механическое перемешивание Fig. 1. Mechanical mixing
n S 0
SS6
r 6 c О
• ) Г>
® w
л * 01 П ■ т
s У с о
<D Ж
ы ы о о 10 10 о о
1537
Рис. 2. Фильтрационное отделение сорбента Рис. 3. Анализатор вольтамперометрический АВА-3
Fig. 2. Sorbent filtration Fig. 3. Voltammetric analyzer ABA-3
о о
N N О О N N
К ш
U 3 > (Л
С И
to in in ш
ij <u <и
О ё
(Л
ю
.Е о
^ с Ю о
о Е
fe ° СП ^ т-
Z £ £
от °
"S
Г
О (О
Рис. 4. Анодные вольтамперные кривые разности: 1 — пробы модельного раствора и фонового электролита (фон хлоридный); 2 — пробы модельного раствора с добавкой стандартного раствора, содержащего 2 мг/дм3 Cd+2, Pb+2, Cu+2 и фонового электролита
Fig. 4. Anodic current-voltage difference curves: 1 — samples of the model solution and the background electrolyte (chloride background); 2 — samples of the model solution containing standard solution that has 2 mg/dm3 Cd+2, Pb+2, Cu+2 and the background electrolyte
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Предварительно изучалась зависимость эффекта очистки от крупности зерен брикетированного торфа. Исследовали эффективность сорбции для гранул средних размеров 1, 2, 3 и 4 мм, при продолжительности контакта 60 минут, результаты приведены на рис. 5.
Из рис. 5 видно, что с увеличением крупности гранул сорбента эффективность сорбции снижает-
ся, это является следствием того, что уменьшается площадь межфазовой границы между сорбентом и раствором. Дальнейшие исследования выполнялись с гранулами размером около 1 мм.
Эффект очистки воды от ионов Сd+2, РЬ+2, Си+2 рассчитывался по формуле:
Э = (( - С2 )/с )-100, (1)
где С1, С2 — соответственно массовая концентрация ионов до и после опыта.
1538
^ ö в
m Й н
120
100 99,4 99,5 80 98 60 40 20 0
Cd Pb Сu
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
Размер фракции торфа, мм / Peat grain size, mm
a °
S Щ F Чн
о w
Й ^ u g В
m Й
H
120 100 80 60 40 20 0
91,11 91,91
97,51
98,64
99,12 —•
20
30
40
50
60
70
Продолжительность сорбции, мин Sorption time, min
Рис. 5. Влияние размеров зерен брикетированного торфа на эффективность сорбции при продолжительности контакта 60 мин
Fig. 5. The influence of grain sizes of peat briquettes on sorption efficiency, if the contact time is 60 min
Рис. 6. Зависимость эффекта сорбции ионов Cd+2 от продолжительности контакта, мин
Fig. 6. The ratio of Cd+2 ions sorption on contact time, min
^ ö s
m й н
120 100 80 60 40 20 0
98,99
99,38 —•
20 40 60
Продолжительность сорбции, мин Sorption time, min
80
Рис. 7. Зависимость эффекта сорбции ионов Pb+2 от продолжительности контакта
Fig. 7. The ratio of Pb+2 ions sorption on contact time, min
^ ö в
m й н
120 100 80 60 40 20 0
91,1191,91 97,51 88,39
98,64
99,12
10 20 30 40 50 60 Продолжительность сорбции, мин Sorption time, min
70
Рис. 8. Зависимость эффекта сорбции ионов Cu+2 от продолжительности контакта
Fig. 8. The ratio of Cu+2 ions sorption on contact time, min
< П
i H G Г
S 2
Наиболее эффективно процесс сорбции ионов брикетированным торфом протекает в течение 20 мин контакта, затем он замедляется. В течение 20 мин удаляется до 97-98 % ионов Сd+2, РЬ+2, Си+2 (рис. 6-8) и практически наступает сорбци-онное равновесие. Степень достижения равновесия Е показывает, какая часть общего количества вещества сорбируется к данному моменту времени, и для брикетированного торфа она составила
0,92
0,98 —•—
0,99 —•—
0,99 —•
0,91
20
40
60
80
Продолжительность сорбции, мин Sorption time, min
для Сd+2 около Е = 0,88 при продолжительности контакта 3 мин и Е = 0,99 при контакте 40 мин (рис. 9-11), соответственно для свинца (II) 0,97 и 0,99, а для меди (II) 0,84 и 0,99. Таким образом, наиболее быстро происходит сорбция свинца (II), затем Сd+2 и, наконец, меди (II), но при продолжительности контакта 40 мин, для всех исследованных ионов степень достижения равновесия составила Е = 0,99.
0,97 0,98 0,98 «-•—
0,99
0,99 —•
0,98
20
40
60
Продолжительность сорбции, мин Sorption time, min
Рис. 9. Зависимость степени достижения равновесия от продолжительности контакта брикетированного торфа с раствором, содержащим ионы Cd+2 Fig. 9. The ratio of the equilibrium attainment degree on the time of the peat briquette contact with the solution containing cadmium ions Cd+2
0 œ
n со
1 s
y ->■ J to
u -
^ I
n °
S 3
о s
o7 n
Q.
co co
80
Рис. 10. Зависимость степени достижения равновесия от продолжительности контакта брикетированного торфа с раствором, содержащим ионы Pb+2 Fig. 10. The ratio of the equilibrium attainment degree on the time of the peat briquette contact with the solution containing lead ions Pb+2
n S 0
SS66
A CD
r 6 c О
• ) n
® w
л '
(Л DO
■ T
s 3
s У с о <D *
ы ы о о 10 10 о о
1539
0,91 0,96
0,99 —•—
0,99 —•
40
60
Продолжительность сорбции, мин Sorption time, min
80
&
Щ m
я s3
о
a ^
ю &
& о
■S С
0,55
0,52
20
0,56
0,56
40
60
80
Продолжительность сорбции, мин Sorption time, min
О О N N О О N N
К ш
U 3 > (Л
С И
m in
un щ
il <D ф
О ё
Рис. 11. Зависимость степени достижения равновесия от продолжительности контакта брикетированного торфа с раствором, содержащим ионы Cu+2 Fig. 11. The ratio of the equilibrium attainment degree on the time of the peat briquette contact with the solution containing copper ions Cu+2
Кратность извлечения — отношение исходной концентрации к равновесной составила для ионов Сd+2 — 114, РЬ+2 — 162, Си+2 — 93.
Кинетические кривые сорбции представлены на рис. 12-14. Адсорбционная емкость брикетированного торфа рассчитывалась по уравнению:
л=<с' -с- >( >}
от от
.Е о cl"
с
Ю о
S g
о Е
fe ° СП ^
V-
Z £ £
ОТ °
£ w
Г
О tn
Рис. 12. Кинетическая кривая сорбции ионов Cd+2
брикетированным торфом
Fig. 12. The kinetic curve describing sorption
of cadmium ions Cd+2 onto peat briquettes
0,65
0,65 —•—
0,65 —•
40
60
(2)
где С1 — исходная концентрация ионов Сd+2, РЬ+2, Си+2 в растворе, мМоль/дм3; С — равновесная концентрация ионов Сd+2, РЬ+2, Си+2 в растворе после сорбции, мМоль/дм3; V — объем раствора, дм3; т — масса навески брикетированного торфа, г.
Для выяснения механизма сорбции ионов кадмия Сd+2, свинца РЬ+2, меди Си+2 брикетированным торфом результаты экспериментов были обработаны с помощью уравнений диффузионной кинетики. Кинетическая кривая для внешне диффузионных процессов должна быть линейной в координатах: 1п(Ае - А) - t (рис. 15), где Ае и А 1 — количество сорбированного иона металла на единицу массы сорбента в состоянии равновесия и в момент времени .
Кривые сорбции для ионов Сd+2, РЬ+2, Си+2 на начальном этапе описываются прямыми, следовательно, диффузия в пленке раствора вносит вклад в общую скорость процесса. При дальнейшем контакте графики сорбции ионов искривляются. Согласно литературным данным [34], это свидетельствует о том, что диффузия в зерне сорбента контролирует общую скорость процесса. В случае химического взаимодействия торфа с ионами ТМ (реакция ионного обмена) вклад в кинетику может вносить стадия собственно химической реакции между сорбируемым ионом и функциональными
Продолжительность сорбции, мин Sorption time, min
Рис. 13. Кинетическая кривая сорбции ионов Pb+2 брикетированным торфом Fig. 13. The kinetic curve describing sorption of lead ions Pb+2 onto peat briquettes
&
Я Si
о
a ^
ю &
ET
О
■3 с
1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0
1,35 —•—
1,35 —•
40
60
80
80
Продолжительность сорбции, мин ^ Sorption time, min
Рис. 14. Кинетическая кривая сорбции ионов Cu+2
брикетированным торфом
Fig. 14. The kinetic curve describing sorption
of copper ions Cu+2 onto peat briquettes
группами поглотителя. Поэтому для выявления вклада химической стадии при описании сорб-ционного процесса брикетированным торфом использовали модели псевдопервого и псевдовторого порядка [34]. Линейные формы этих моделей представлены в виде уравнений (3) и (4):
1540
у = -0,168* - 0,592 • R2 = 0,948
-9
у = -0,114* - 1,223 —, R2 = 0,921
Т-7 ..-ж
1-5 kvf:-'
-3
у = -0,139* - 0,131 R2 = 0,957 -1 0-20 40 60
• Cd X Pb A Cu
1
10
▲
-40
t, мин / t, min a
80
120
100 • Cd
80 XPb
60 ▲ Cu
40
20 ф-;
0>-'
у = 1,777* + 0,270 R2 = 1
у = 1,529* + 0,184 R2 = 1
у = 0,740* + 0,213 R2 = 0,999
20
40
t, мин / t, min b
60
80
Рис. 15. Кинетические кривые сорбции ионов кадмия, свинца и меди брикетированным торфом в моделях псевдопервого (a) и псевдовторого (b) порядков: 1 — ионы Cd+2; 2 — ионы Pb+2; 3 — ионы Cu+2 Fig. 15. Kinetic curves describing sorption of cadmium, lead and copper ions onto peat briquettes in models of pseudo-first (a) and pseudo-second (b) orders: 1 — Cd+2 ions; 2 — Pb+2 ions; 3 — Cu+2 ions
ln (( - A,) = In Ae - klt; t _ 1 A ~~
k2 a:
i
(3)
(4)
где ^ — константа скорости сорбции в модели псевдопервого порядка; k2 — константа скорости сорбции в модели псевдовторого порядка.
Для установления модели, оптимально описывающей сорбцию [35] на брикетированном торфе (рис. 15), сравнивались коэффициенты корреляции псевдопервого и псевдовторого порядка. Установлено, что сорбция ионов Сd+2, РЬ+2, Си+2 наиболее точно описывается моделью псевдовторого порядка (рис. 15, Ь).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные исследования процессов сорбции брикетированным торфом ионов кадмия Сd+2, свинца РЬ+2 и меди Си+2 позволили установить следующее:
• эффективность сорбции снижается с увеличением крупности зерен брикетированного торфа;
• достаточная интенсивность процесса характеризуется тем, что за 5 мин из раствора извлекается ионов Сd+2, РЬ+2, Си+2 соответственно 91,11, 96,96 и 88,39 %, а за 20 мин степень достижения равновесия для Сd+2 и РЬ+2 составила Е = 0,98, для Си+2 — Е = 0,96, при продолжительности 40 мин для всех ионов — Е = 0,99;
• кратность извлечения составила для ионов Сd+2 — 114, РЬ+2 — 162 и Си+2 — 93;
• сорбционная емкость при насыщении составила:
по Сd+2 — 0,0778 мМоль/г (8,75 мг/г); по РЬ+2 — 0,8205 мМоль/г (170,00 мг/г); по Си+2 — 2,707 мМоль/г (172 мг/г);
• согласно уравнениям диффузионной и химической кинетики, процесс сорбции идет в диффузионном режиме, при этом вклад в общую скорость процесса вносит стадия химического взаимодействия ионов металлов с функциональными группами торфа.
Полученные результаты исследований свидетельствуют о возможности использования брикетированного торфа в качестве эффективного сорбента для очистки сточных вод от ионов Сd+2, РЬ+2 и Си+2.
ЛИТЕРАТУРА
1. RamirezM., Massolo S., Frache R., Correa J.A. Metal speciation and environmental impact on sandy beaches due to El Salvador copper mine, Chile // Marine Pollution Bulletin. 2005. Vol. 50. Issue 1. Pp. 62-72. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2004.08.010
2. Ellwood M.J. Zinc and cadmium speciation in subantarctic waters east of New Zealand // Marine
< n
8 8 i н
G Г
S 2
0 сл
n СО
1 S
y ->■ J со
u -
^ I
n °
S 3
о s
o i n
Q.
СО СО
Chemistry. 2004. Vol. 87. Issue 1-2. Pp. 37-58. DOI: 10.1016/j.marchem.2004.01.005
3. García-Hernández J., García-Rico L., Jara-Marini M.E., Barraza-Guardado R., Weaver A.H. Concentrations of heavy metals in sediment and organisms during a harmful algal bloom (HAB) at Kun Kaak Bay, Sonora, Mexico // Marine Pollution Bulletin. 2005.
n S 0
SS66
A CD
О П
• ) S
л ■
U1 П
■ T
s 3
s У с о <D X
10 10 о о 10 10 о о
1541
Vol. 50. Issue 7. Pp. 733-739. DOI: 10.1016/j.marpol-bul.2005.02.027
4. Buck N.J., Gobler C.J., Sanudo-Wilhelmy S.A. Dissolved trace element concentrations in the east river-long island sound system: relative importance of autochthonous versus allochthonous sources // Environmental Science & Technology. 2005. Vol. 39. Issue 10. Pp. 3528-3537. DOI: 10.1021/es048860t
5. Видинеева Е.М., Толкачева Г.А., Верещагина Н.Г. О тенденциях загрязнения тяжелыми металлами речных вод Чирчик-Ахангаранского бассейна // Труды Научно-исследовательского гидрометеорологического ин-та Узгидромета. 2006. № 1. С. 102-109, 168, 175, 182.
6. Adami G., Capriglia L., Barbieri P., Cozzi F., Coco F.L., Acquavita A., Reisenhofer E. Sediment metal contamination in a Creek flowing from a pristine to an industrial area of Trieste Province (Italy) // Annali di Chimica. 2006. Vol. 96. Issue 9-10. Pp. 601-612. DOI: 10.1002/adic.200690061
7. Croisetiere L., Hare L., Tessier A., Duchesne S. Modeling cadmium exchange by an aquatic moss (Fontinalis dalecarlica) // Environmental Science & Technology. 2005. Vol. 39. Issue 9. Pp. 3056-3060.
3 3 DOI: 10.1021/es049272i о о
tv tv 8. Kola H., Wilkinson K.J. Cadmium uptake by
a green alga can be predicted by equilibrium modelling //
* ф Environmental Science & Technology. 2005. Vol. 39.
> in Issue 9. Pp. 3040-3047. DOI: 10.1021/es048655d с in
2 ~ 9. Марков В.Ф., Формазюк Н.И., Маскае-
® !г ва Л.Н., Макурин Ю.Н., Васин А.Н. Использование
!r jg композиционного сорбента для извлечения из во-
| з дных растворов меди, никеля, цинка, кадмия // Эко-
;> логические проблемы промышленных регионов :
i мат. 7-й Всеросс. науч.-практ. конф. Екатеринбург,
| 3 2006. С. 224. о °
¡¿■2 10. Silva D.L., Brunner G. Desorption of heavy
о metals from ion exchange resin with water and carbon
"? ^ dioxide // Brazilian Journal of Chemical Engineering.
° я 2006. Vol. 23. Issue 2. Pp. 213-218. DOI: 10.1590/
£ ° s0104-66322006000200008 tj
от 2 11. Tomaszewska M., Jeschke A., Borowiak-
—
с ResternaA., Cierpiszewski R., Prochaska K. Studies on — о
£ о the rate of extraction of Cd(II) from chloride systems
ю о with hydrophobic nicotinamide derivatives // Przemysl
g | Chemiczny. 2006. Vol. 85. Issue 8-9. Pp. 668-670. £ I 12. Пат. № 7011756 США, МПК C 02 F 1/62,
? ^ C 02 F 3/28. In situ immobilization of metals within
от density variant bodies of water / Harrington Joseph G.;
^ 1 заявл. № 10/398703 03.10.2001; опубл. 14.03.2006;
>. ' НПК 210/603.
О 3
I- g 13. Nystroem G.M., Ottosen L.M., Villumsen A.
® S Electrodialytic removal of Cu, Zn, Pb, and Cd from
| — harbor sediment: Influence of changing experimental
¡3 -ц conditions // Environmental Science & Technology.
£ £ 2005. Vol. 39. Issue 8. Pp. 2906-2911. DOI: 10.1021/ es048930w
14. Gavris G., Burtica G., lovi A. Study of the cleaning process with cadmium ions from residual waters // Buletinul Çtiintific al Universitâtii "Po-litehnica" din Timisoara, ROMÂNIA Seria CHIMIE §I INGINERIA MEDIULUI. 2005. Vol. 50. Issue 1-2. Pp. 163-165.
15. ReddadZ., Gerente C., Andres Y., Le Cloirec P. Valorisation d'un sous-produit de l'industrie sucrière : mise en œuvre dans un procédé de traitement d'eaux usées industrielles // Déchets, sciences et techniques. 2005. Issue 39. DOI: 10.4267/dechets-sciences-techniques. 1966
16. Chirenje T., Ma L.Q., Lu L. Retention of Cd, Cu, Pb and Zn by wood ash, lime and fume dust // Water, Air, & Soil Pollution. 2006. Vol. 171. Issue 1-4. Pp. 301-314. DOI: 10.1007/s11270-005-9051-4
17. Лиштван И.И., Дударчик В.М., Коврик С.И., Смычник Т.П. Очистка сточных вод от металлов-экотоксикантов торфяными препаратами // Химия и технология воды. 2007. Т. 29. № 1. С. 67-74.
18. Богуш А.А., Мороз Т.Н., Галкова О.Г., Ма-скенская О.М. Применение природных материалов для очистки техногенных вод // Экология промышленного производства. 2007. № 2. С. 63-69.
19. Богуш А.А., Трофимов А.Н. Применение тор-фогуминовых веществ для снижения техногенного влияния отходов на окружающую среду // Химическая промышленность. 2005. Т. 82. № 3. С. 153-158.
20. Арканова И.А., Китаев Д.М., Луценко Ю.Д. Новые фильтрующие материалы для очистки природных вод // Достижения науки — агропромышленному производству : мат. 46-й Междунар. науч.-техн. конф. Челябинск, 2007. Ч. 3. С. 164-169.
21. Ulmanu M., Anger l., Fernández Y., Castril-lón L., Marañón E. Batch chromium(VI), cadmium(II) and lead(II) removal from aqueous solutions by horticultural peat // Water, Air, and Soil Pollution. 2008. Vol. 194. Issue 1-4. Pp. 209-216. DOI: 10.1007/ s11270-008-9709-9
22. Пат. RU № 2174439 Россия, МПК B 01J 20/28, 20/24, 20/30. Сорбционно-фильтровальная загрузка для очистки воды и способ ее производства / Косов В.И., Баженова Э.В. Патентообл. Твер. гос. техн. ун-т. ; заявл. № 2000116957/12 26.06.2000; опубл. 10.10.2001.
23. Косов В.И., Баженова Э.В. Исследования сорбентов на природной основе для очистки промстоков от цинка // Проблемы инженерного обеспечения и экологии городов : Международ. научно-практическая конф. 1999. С. 130-133.
24. Косов В.И., Баженова Э.В., Чаусов Ф.Ф. Очистка промстоков от ионов цинка с применением гранулированного торфа // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2001. № 7. С. 38-40.
25. Янг-Тсе Ханг, Ло Говард Г. Очистка сточных вод производства по переработке картофеля с использованием адсорбции торфом и глиной и биопрепаратов // Исследование проблем водоснаб-
1542
жения, водоотведения и подготовки специалистов: межвузовский сб. научных трудов. 1999. С. 129-132.
26. Пат. № 6429171 США, МПК B 01 J 20/22. Method of processing peat for use in contaminated water treatment / Environmental Filtration, Inc., Clemen-son Lyle J.; Заявл. № 09/514197 25.02.2000; опубл. 06.08.2002; НПК 502/404.
27. Sun Qing-ye, Yang Lin-zhang. Chengshi huan-jing yu chengshi shengtai // Urban Environ. and Urban Ecol. 2002. Vol. 15. Issue 3. Pp. 5-8.
28. Баженова Э.В. Экспериментальное обоснование способов очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов торфяными модификациями : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Тверь, 2002. 22 с.
29. Томсон А., Самсонова А.С., Алещенко-ва З.М., Николаенков А.И., Мелещенко Б.А., Соколова Т.В. и др. Перспективы использования торфа для решения комплексной проблемы охрана окружающей среды // Физика и химия торфа в решении проблем экологии : тез. докл. Междунар. симп. Минск, 2002. С. 158-160.
30. Вялкова Е.И., Большаков А.А. Очистка сточных вод с использованием природных материалов и отходов производства // Актуальные проблемы
Поступила в редакцию 17 августа 2020 г. Принята в доработанном виде 13 ноября 2020 г. Одобрена для публикации 20 ноября 2020 г.
современного строительства : сб. науч. тр. 32 Все-росс. науч.-техн. конф. Пенза, 2003. С. 194-198.
31. Ma W., Tobin J.M. Development of multi-metal binding model and application to binary metal biosorption onto peat biomass // Water Research. 2003. Vol. 37. Issue 16. Pp. 3967-3977. DOI: 10.1016/s0043-1354(03)00290-2
32. Ho Y.S., McKay G. Sorption of Copper(II) from aqueous solution by peat // Water, Air & Soil Pollution. 2004. Vol. 158. Issue 1. Pp. 77-97. DOI: 10.1023/b:wate.0000044830.63767.a3
33. Sun Q.Y., Lu P., Yang L.Z. The adsorption of lead and copper from aqueous solution on modified peat-resin particles // Environmental Geochemistry and Health. 2004. Vol. 26. Issue 2. Pp. 311-317. DOI: 10.1023/b:egah.0000039595.12014.6b
34. Дремичева Е.С. Изучение кинетики сорбции на торфе ионов железа(Ш) и меди(П) из сточных вод // Вестник Московского университета. Серия 2. Химия. 2017. Т. 58. № 4. С. 204-207.
35. Житенев Б.Н., Сенчук Д.Д. Исследование сорбционных свойств брикетированного торфа для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов // Вестник Брестского государственного технического университета. 2019. № 2 (115). С. 61-65.
< п i н
G Г S
Об авторах: Борис Николаевич Житенев — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры водоснабжения, водоотведения и охраны водных ресурсов; Брестский государственный технический университет (БрГТУ); Республика Беларусь, 224017, г. Брест, ул. Московская, д. 267; РИНЦ ГО: 1058541; gitenev@tut.by;
Анатолий Дмитриевич Гуринович — доктор технических наук, профессор; Белостокский технический университет; Польша, 15-351, г. Белосток, ул. Вейска, д. 45А; РИНЦ ГО: 910066; a.giurinowwicz@pd.edu.pl;
Дарья Дмитриевна Сенчук — магистр, ассистент кафедры водоснабжения, водоотведения и охраны водных ресурсов; Брестский государственный технический университет (БрГТУ); Республика Беларусь, 224017, г. Брест, ул. Московская, д. 267; senchuk.d.d@mail.ru.
REFERENCES
1. Ramirez M., Massolo S., Frache R., Correa J.A. Metal speciation and environmental impact on sandy beaches due to El Salvador copper mine, Chile. Marine Pollution Bulletin. 2005; 50(1):62-72. DOI: 10.1016/j. marpolbul.2004.08.010
2. Ellwood M.J. Zinc and cadmium speciation in subantarctic waters east of New Zealand. Marine Chemistry. 2004; 87:1-2:37-58. DOI: 10.1016/j. marchem.2004.01.005
3. García-Hernández J., García-Rico L., Jara-Marini M.E., Barraza-Guardado R., Weaver A.H. Concentrations of heavy metals in sediment and organisms during a harmful algal bloom (HAB) at Kun Kaak Bay, Sonora, Mexico. Marine Pollution Bulletin. 2005; 50(7):733-739. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2005.02.027
О n
I » y
J CD
u I I
n
^ S o »
n
Q.
CO CO
4. Buck N.J., Gobler C.J., Sahudo-Wilhelmy S.A. Dissolved trace element concentrations in the east river-long island sound system: relative importance of autochthonous versus allochthonous sources. Environmental Science & Technology. 2005; 39(10):3528-3537. DOI: 10.1021/es048860t
5. Vidineeva E.M., Tolkacheva G.A., Veresh-chagina N.G. Trends in heavy metal pollution of river waters of the Chirchik-Akhangaran basin. Proceedings of the Scientific Research Hydrometeorological Institute of Uzhydromet. 2006; 1:102-109, 168, 175, 182. (rus.).
6. Adami G., Capriglia L., Barbieri P., Cozzi F., Coco F.L., Acquavita A., Reisenhofer E. Sediment metal contamina-tion in a Creek flowing from a pristine to an industrial area of Trieste Province (Italy). An-
n
» 0
A CD
r 6
c о
• )
fi f
01 П
■ T s E
W у с о <D *
10 10 о о 10 10 о о
154Э
nali di Chimica. 2006; 96:9-10:601-612. DOI: 10.1002/ adic.200690061
7. Croisetière L., Hare L., Tessier A., Duchesne S. Modeling cadmium exchange by an aquatic moss (Fon-tinalis dalecarlica). Environmental Science & Technology. 2005; 39(9):3056-3060. DOI: 10.1021/es049272i
8. Kola H., Wilkinson K.J. Cadmium uptake by a green alga can be predicted by equilibrium modelling. Environmental Science & Technology. 2005; 39(9):3040-3047. DOI: 10.1021/es048655d
9. Markov V.F., Formazyuk N.I., Maskaeva L.N., Makurin Yu.N., Vasin A.N. The use of a composite sor-bent for the extraction of copper, nickel, zinc, cadmium from aqueous solutions. Ecological problems of industrial regions: materials of the 7th All-Russian scientific-practical conference. Yekaterinburg, 2006; 224. (rus.).
10. Silva D.L., Brunner G. Desorption of heavy metals from ion exchange resin with water and carbon dioxide. Brazilian Journal of Chemical Engineering. 2006; 23(2):213-218. DOI: 10.1590/s0104-66322006000200008
11. Tomaszewska M., Jeschke A., Borowiak-Resterna A., Cierpiszewski R., Prochaska K. Studies on the rate of extraction of Cd(II) from chloride systems
c3 S with hydrophobic nicotinamide derivatives. Przemysl ° S Chemiczny. 2006; 85(8-9):668-670.
12. Pat. No. 7011756 USA, IPC C 02 F 1/62,
r r
* A) C 02 F 3/28. In situ im-mobilization of metals within > in density variant bodies of water / Harrington Joseph G.; 3 " declared No. 10/398703 03.10.2001; publ. 03/14/2006; m. ï NPK 210/603.
g 13. Nystroem G.M., Ottosen L.M., Villumsen A.
! 3 Electrodialytic removal of Cu, Zn, Pb, and Cd from har-;> bor sediment: influence of changing experimental con-"¡u à ditions. Environmental Science & Technology. 2005; f | 39(8):2906-2911. DOI: 10.1021/es048930w S J 14. Gavris G., Burtica G., Iovi A. Study of
§ the cleaning process with cadmium ions from residual T3 waters. Scientific Bulletin of the Politechnica University ° of Timisoara, Romania. Ser. Chim. si ing. med. 2005; 2 J 50(1-2):163-165.
$ E 15. Reddad Z., Gerente C., Andres Y., Le
—
£= Cloirec P. Valorisation d'un sous-produit de l'industrie £ o sucrière : mise en œuvre dans un procédé de traite-JT o ment d'eaux usées industrielles. Déchets, sciences et g g techniques. 2005; 39. DOI: 10.4267/dechets-sciences-fj ¡3 techniques.1966 (fr.).
? Z 16. Chirenje T., Ma L.Q., Lu L. Retention of ^ Cd, Cu, Pb and Zn by wood ash, lime and fume dust. ^ 1 Water, Air, & Soil Pollution. 2006; 171(1-4):301-314.
* -, DOI: 10.1007/s11270-005-9051-4
" W 17. Lishtvan I.I., Dudarchik V.M., Kovrik S.I., s (9
x S Smychnik T.P. Purification of waste water from met-
| £ als-ecotoxicants with peat preparations. Chemistry and
5 | Technology of Water. 2007; 29(1):67-74. (rus.).
£ £ 18. Bogush A.A., Moroz T.N., Galkova O.G., Maskenskaya O.M. The use of natural materials for
the treatment of technogenic waters. Ecology of Industrial Production. 2007; 2:63-69. (rus.).
19. Bogush A.A., Trofimov A.N. The use of peat-humic substances to reduce the technogenic impact of waste on the environment. Chemical Industry. 2005; 82(3):153-158. (rus.).
20. Arkanova I.A., Kitaev D.M., Lutsenko Yu.D. New filtering materials for natural water purification. Scientific achievements for agro-industrial production: materials of the 46th International Scientific and Technical Conference. Chelyabinsk, 2007; 3:164-169. (rus.).
21. Ulmanu M., Anger I., Fernández Y., Castril-lón L., Marañón E. Batch chromium(VI), cadmium(II) and lead(II) re-moval from aqueous solutions by horticultural peat. Water, Air, and Soil Pollution. 2008; 194(1-4):209-216. DOI: 10.1007/s11270-008-9709-9
22. Pat. RU No. 2174439 Russia, IPC B 01J 20/28, 20/24, 20/30. Sorption-filtering loading for water purification and method of its production / Kosov V.I., Ba-zhenova E.V. Patented Tver. state tech. un-t; declared No. 2000116957/12 06/26/2000; publ. 10.10.2001.
23. Kosov V.I., Bazhenova E.V. Research of sor-bents on a natural basis for the purification of industrial waste from zinc. Problems of engineering support and ecology of cities: International scientific and practical conference. 1999; 130-133. (rus.).
24. Kosov V.I., Bazhenova E.V., Chausov F.F. Purification of industrial wastewater from zinc ions using granular peat. Chemical and Oil and Gas Engineering. 2001; 7:38-40. (rus.).
25. Yang-Tse Hang, Lo Howard G. Wastewater treatment of potato processing production using adsorption by peat and clay and biological products. Research ofproblems of water supply, wastewater disposal and training of specialists: interuniversity collection of scientific papers. 1999; 129-132. (rus.).
26. Pat. No. 6429171 USA, IPC B 01 J 20/22. Method of processing peat for use in contaminated water treatment / Clemenson Lyle J.; appl. No. 09/514197 02/25/2000; publ. 06.08.2002; NPK 502/404.
27. Sun Qing-ye, Yang Lin-zhang. Chengshi huanjing yu chengshi shengtai. Urban Environ. and Urban Ecol. 2002; 15(3):5-8. (chn.).
28. Bazhenova E.V. Experimental substantiation of methods of purification of waste water from ions of heavy metals by peat modifications: author. dis. for a job. uch. step. cand. tech. sciences. Tver, 2002; 22. (rus.).
29. Thomson A., Samsonova A.S., Aleshenko-va Z.M., Nikolaenkov A.I., Meleshchenko B.A., Soko-lova T.V. et al. Prospects for the use of peat for solving the complex problem of environmental protection.
Physics and chemistry of peat in solving environmental problems: abstracts of the International Symposium. Minsk, 2002; 158-160. (rus.).
1544
30. Vyalkova E.I., Bolshakov A.A. Wastewater treatment using natural materials and industrial waste. Actual problems of modern construction: collection of scientific papers of the 32nd All-Russian scientific and technical conference. Penza, 2003; 194-198. (rus.).
31. Ma W., Tobin J.M. Development of multi-metal binding model and application to binary metal biosorption onto peat biomass. Water Research. 2003; 37(16):3967-3977. DOI: 10.1016/s0043-1354 (03)00290-2
32. Ho Y.S., McKay G. Sorption of Copper(II) from aqueous solution by peat. Water, Air, & Soil Pollution. 2004; 158(1):77-97. DOI: 10.1023/b:wate. 0000044830.63767.a3
33. Sun Q.Y., Lu P., Yang L.Z. The adsorption of lead and copper from aqueous solution on modified peat-resin particles. Environmental Geochemistry and Health. 2004; 26(2):311-317. DOI: 10.1023/b:egah.00 00039595.12014.6b
34. Dremicheva E.S. Study of the kinetics of sorption of iron (III) and copper (II) ions from wastewater on peat. Moscow University Bulletin. Series 2. Chemistry. 2017; 58(4):204-207. (rus.).
35. Zhitenev B.N., Senchuk D.D. Study of sorption properties of briquetted peat for wastewater treatment from heavy metal ions. Bulletin of the Brest State Technical University. 2019; 2(115):61-65. (rus.).
Received August 17, 2020.
Adopted in revised form on November 13, 2020.
Approved for publication on November 20, 2020.
Bionotes: Barys N. Zhytsianiou — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Water Supply, Sanitation and Water Resources Protection; Brest State Technical University (BrSTU); 267 Moscow st., Brest, 224017, Republic of Belarus; ID RISC: 1058541; gitenev@tut.by;
Anatoli D. Hurynovich — Doctor of Technical Sciences, professor; Bialystok University of Technology; 45A Wiejska st., Bialystok, 15-351, Poland; ID RISC: 910066; a.giurinowwicz@pd.edu.pl;
Darya D. Sianchuk — master, assistant of the Department of Water Supply, Sanitation and Water Resources Protection; Brest State Technical University (BrSTU); 267 Moscow st., Brest, 224017, Republic of Belarus; senchuk.d.d@mail.ru.
< П i н
G Г
S 2
0 от
n ОТ
1 S
У ->■
J to
u -
^ I
n °
S 3
0 s
01 n
Q.
ОТ ОТ
n
S 0
SS 6
r 6
c О
• ) S
■ w
л ■ (Л DO
■ T
s У с о <D *
10 10 О о 10 10 о о
1545
