CC BY
12Т Е Х Н И Ч Е С К И Е
НАУКИ
УДК 574:628.3
Е.С. Аржанкина, А.Л. Сивков
ИЗУЧЕНИЕ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОМБИНИРОВАННОГО АДСОРБЕНТА НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ
В данной работе изложены методика приготовления сорбционного материала на основе растительных отходов, эксперимент по изучению эффективности полученного фильтра, а также результаты исследования.
Ключевые слова: растительные отходы, сорбент, адсорбция, нефтепродукты.
Качественная очистка сточных вод от нефтепродуктов является одной из актуальных задач охраны окружающей среды. Известно, что наиболее эффективным и простым способом очистки сточных вод от нефтепродуктов является адсорбция [1]. В связи с большим разнообразием сорбционных материалов задача сводится к выбору наиболее экономичного материала, обеспечивающего требуемую эффективность очистки. Перспективным видом сырья для получения сорбционного материала, обладающим оптимальными свойствами, являются растительные отходы [2]. Использование отходов растительного сырья в качестве адсорбирующего материала в фильтрах очистных сооружений уменьшит массу отходов, размещаемых в окружающей среде.
В данной работе объектом исследования послужил комбинированный адсорбент, состоящий из шелухи пшеницы и ячменя, а также древесных опилок.
Согласно Федеральному классификационному каталогу данным видам отходов присвоен V класс опасности [3]. Изучение эффективности комбинированного адсорбента на основе растительных отходов проводилось на базе аккредитованной эколого-химической лаборатории КГЭУ.
Для придания необходимых сорбционных свойств исследуемые образцы промывались дистиллированной водой до неокрашенной промывной воды, далее сушились, сначала при температуре 20 0С в течение 48 часов, а затем в сушильном шкафу при температуре 105 С. После получения постоянной массы образцы подвергли термической обработке в муфельной печи при температуре 300 С в течение 20 минут [4].
© Аржанкина Е.С., Сивков А.Л., 2016.
Вестник магистратуры. 2016. № 2 (53). Т. I.
ISSN 2223-4047
В качестве нефтепродукта для приготовления модельных растворов сточных вод с известными концентрациями загрязнителя было выбрано дизельное топливо (летнее) [5].
Созданная экспериментальная установка представляла собой цилиндрическую емкость диаметром 230 мм и высотой 270 мм, разделенную на 3 секции (рис. 1)
Рис. 1. Схема экспериментальной установки:
№1 - модифицированная шелуха ячменя; №2 - модифицированная шелуха пшеницы; №3 - модифицированные древесные опилки.
В каждую секцию укладывался слой адсорбента на основе растительных отходов высотой 20 мм. Для удерживания сорбционного материала в секции использовался капрон [6]. Модельные растворы с известными концентрациями нефтепродуктов (Снач = 0,2; 07; 4; 5; 10; 30; 90 мг/дм3) последовательно самотеком пропускались через слои сорбционного фильтра. Процесс очистки анализируемой воды от нефтепродуктов изучался в динамических условиях.
Определение содержания нефтепродуктов в воде на выходе из экспериментальной установки проводилось с использованием концентратомера КН-1 в соответствии с методикой измерений массовой концентрации нефтепродуктов в питьевых, поверхностных и сточных водах методом ИК-спектрометрии
[7].
Концентрации нефтепродуктов на входе и на выходе из экспериментальной установки, а также эффективность сорбционного фильтра представлены в таблице.
Таблица
Эффективность процесса очистки
№ п/п Концентрация нефтепродуктов в модельном растворе до очистки, Снач, мг/дм3 Концентрация нефтепродуктов Эффективность
в растворе после очистки, Скон, мг/дм3 очистки, %
1 0,2 0,03 85
2 0,7 0,04 94
3 4 0,04 99
4 5 0,06 98,8
5 10 0,24 97,6
6 30 0,25 99
7 90 0,26 99,7
Анализ результатов эксперимента выявил высокую степень очистки модельных растворов сточных вод от нефтепродуктов при использовании комбинированного адсорбента на основе отходов сырья растительного происхождения. При начальной концентрации растворов на входе в фильтр меньше 4 мг/дм3 качество их очистки от нефтепродуктов соответствует нормативам ПДК для водоемов рыбохозяй-ственного назначения [8].
При увеличении начальной концентрации свыше 4 мг/дм3 необходима дополнительная очистка воды от нефтепродуктов.
По результатам проделанной работы можно сделать вывод о целесообразности применения трехступенчатого комбинированного фильтра на основе растительных отходов для очистки воды, загрязненной нефтепродуктами.
Биографический список
1. Л.П. Сидорова. Методы очистки промышленных и сточных вод. Учебное электронное текстовое издание. Часть I. ФГАОУ ВПО УрФУ. 2012. - С.77 -78.
2. Аржанкина Е.С., Бариева Э.Р., Серазеева Е.В. Использование зерновых отходов агропромышленного комплекса для очистки сточных вод, загрязненных нефтепродуктами. Вестник магистратуры: науч. журн./учредитель ООО "Коллоквиум". - 2014, №12 (39) Том 1. - Йошкар-Ола: Коллоквиум, 2014. - С. 51-52.
3. Приказ Федеральной службы по надзору в сфере природопользования от 18 июля 2014 г. № 445 (в ред. Приказов Росприроднадзора от 28.04.2015 № 360, от 20.07.2015 № 585) «Об утверждении федерального классификационного каталога отходов», Зарегистрировано в Минюсте России 1 августа 2014 г. № 33393.
4. Собгайда Н.А. Методология очистки сточных вод химических и нефтехимических отраслей промышленности фитосорбентами и модифицированными отходами агропромышленного комплекса [Текст]: автореф. дис. на соиск. учен. степ. д-ра техн. наук (19.10.11)/ Собгайда Наталья Анатольевна; ГОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет». - Казань, 2011. - С. 25-28.
5. ГОСТ 305-2013 Топливо дизельное. Технические условия.
6. Е.С. Аржанкина, А.Л. Сивков. Изучение эффективности сорбента на основе растительных отходов для очистки сточных вод предприятий теплоэнергетики от нефтепродуктов. Вестник магистратуры [Текст]: науч. журн./учредитель ООО "Коллоквиум". - 2015, №12-1. - Йошкар-Ола: Коллоквиум, 2015. - С. 37-38.
7. ПНД Ф 14.1:2:4.5-95 Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации нефтепродуктов в питьевых, поверхностных и сточных водах методом ИК-спектрометрии.
8. Приказ Федерального агентства по рыболовству от 18 января 2010 г. № 20 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения», Зарегистрировано в Минюсте РФ 9 февраля 2010 г. N 16326
АРЖАНКИНА ЕЛИЗАВЕТА СЕРГЕЕВНА - магистрант кафедры «Инженерная экология и рациональное природопользование», Казанский государственный энергетический университет, Россия.
СИВКОВ АНАТОЛИЙ ЛЕОНИДОВИЧ - начальник отдела экологии ОАО «Генерирующая компания», кандидат технических наук, доцент кафедры «Инженерная экология и рациональное природопользование», Казанский государственный энергетический университет, России.
