CC BY
13Химические науки
УДК 541.183
ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕСТНЫХ УГЛЕЙ И КОМПОЗИЦИЙ АДСОРБЕНТОВ НА ИХ ОСНОВЕ
Г.М. Очилов1, Г.М. Рахматуллаева2, Г.С. Мелибоева3
Аннотация
В статье обоснована и показано возможность использования местного сырья - Ангренских углей и композиций адсорбентов на их основе для очистки шахтных сточных вод. Установлено, что при очистке шахтных стоков рудника «Каульды» АГМК содержание натрия, кальция, хлоридов и сульфатов снизилось до нормы ПДК.
Ключевые слова: адсорбция, ионы, катионы, анионы, коагуляция, флокуляция, уголь.
Сточные воды рудников, выбрасываемых в водоемы, содержат растворенные неорганические вещества, которые ухудшают качество воды (засоление водоемов), а в ряде случаев оказывают неблагоприятное воздействие на флору и фауну водоемов и могут служить причиной тяжелых заболеваний.
Предельно допустимая концентрация в водах рыбахозяйственных водоемов, например, для меди, цинка, никеля составляет 0,01 мг/л, свинца и аммиака - 0,1 мг/л, ртути - 0,005 мг/л.
Шахтные стоки, наряду с растворенными веществами, содержат взвешенные грубодисперсные частицы и мелкодисперсные примеси. Грубодисперсные частицы выделяют из сточных вод чаще всего отстаиванием, флокуляцией и другими методами, мелкодисперсные - фильтрованием, осаждением в центробежном поле и др. Выбор методов осветления сточных вод зависит от дисперсности частиц, их физико - химических свойств и концентрации примесей, расхода сточных вод, требуемой степени осветления и т.д. С помощью этих методов из сточных вод удаляются обычно взвешенные частицы крупностью более 5-10 мкм.
Для удаления частиц меньшей крупности необходимо предварительное их укрупнение путем коагуляции, или флокуляции.
По данным лаборатории рудника «Куальды» АГМК, шахтных стоках содержание сухого остатка и жесткость воды превышает норму ПДК на два порядка. Содержание сульфатов также превышает норму ПДК в два раза. Для очистки сточных вод от сульфат - ионов их переводят в малорастворимые и слабо-диссоциирумые соединения. В этом случае ионные реакции практически необратимы.
С применением осадителей, дающих соединение с малым произведением растворимости, степень очистки воды повышается. Но присутствие в воде посторонних солей, которые в шахтных стоках всегда присутствуют, приводит к возрастанию растворимости образующихся осадков вследствие увеличения ионной силы раствора. Поэтому не всегда удается очистить сточные воды от примесей до нормы ПДК.
1Очилов Голибжон Мамаюнусович - кандидат химических наук, старший преподаватель, Кокандский государственный педагогический институт, Узбекистан.
2Рахматуллаева Гулсиной Мамажоновна - старший преподаватель, Кокандский государственный педагогический институт, Узбекистан.
3Мелибоева Гулчехра Салаватовна-преподаватель, Кокандский государственный педагогический институт, Узбекистан.
Химические науки
В связи с вышеизложенным, нами начаты исследования по очистке сточных вод с применением местных углей Ангренского месторождения и композиций адсорбентов, полученных на их основе.
По литературным данным адсорбция активными углями является одним из наиболее эффективных методов очистки промышленных сточных вод, содержащих неорганические и органические примеси, она позволяет добиться глубокой очистки промышленных, оборотных и санитарно-бытовых вод до норм ПДК от вредных веществ с одновременной утилизацией извлеченных веществ. Этот метод, включающий механическую, физико-химическую, биологическую и адсорбционную очистку, успешно используется в схеме комплексной глубокой очистки сточных вод. Достоинства этого метода заключается в его возможности проводить адсорбцию веществ из многокомпонентных смесей, а также высокая эффективность, особенно при очистке низкоконцентрированных сточных вод.
С технико-экономической точки зрения, адсорбция весьма эффективна для извлечения из сточных вод ценных продуктов с целью использования их в замкнутом цикле основного производства.
В зависимости от сорбционного взаимодействия адсорбата с адсорбентом различают:
1.Физическую адсорбцию, обусловленную силами межмолекулярного взаимодействия Ван-дер-Ваальса. При этом имеет место адсорбция молекул, т.е. преимущественно адсорбируются соединения в недиссоциированном состоянии.
2.Активированную адсорбцию, обусловленную взаимодействием адсор-бата с адсорбентом с образованием поверхностных соединений особого рода; при этом характерно, что молекулы адсорбента, вступившие во взаимодействие с молекулами адсорбата остаются в микропорах адсорбента.
3. Хемосорбционную, в основе которой лежит химическая реакция, протекающая на поверхности адсорбента. Одним из основных критериев оценки адсорбционных свойств адсорбента является изотерма адсорбции, определяющая зависимость активности адсорбента от концентрации адсорбата в условиях равновесия при постоянной температуре.
Адсорбция растворенных неорганических соединений на активных углях хорошо изучена и имеются данные о взаимодействии в системе водный раствор электролита - уголь и о природе этого взаимодействия.
Ископаемый уголь проявляет ионообменные свойства на подобие полифункциональных слабокислотных ионитов. Эти свойства обусловлены диссоциацией различных кислородсодержащих групп на поверхности уголь-ных частиц, зависящей от рН раствора. Установлено, что кислоты адсорбируются на каменных углях по ионному, а органические слабодиссоциируемые - по молекулярному механизму, а хорошо диссоциируемые - по смешанному механизму; на молекулярную адсорбцию накладывается и электрохимическое взаимодействие.
Ангренский уголь представляет собой фюзенксиленовый бурый уголь, в отличие от каменных, он содержит большое количество карбоксильных, гидро-ксильных и хеноидных групп. Поэтому сорбционные свойства этих углей проявляются в большей степени, чем каменных.
Главными факторами, влияющими на сорбционную емкость ископаемого угля, являются: петрографический состав, содержание кислых функциональных групп, микропористость и т. п.
В лабораторных условиях проведены предварительные испытания исходного Ангренского угля марки БСШ и полученного на его основе композиционного адсорбента для очистки шахтных стоков рудника «Каульды» АГМК. Полученные результаты приведены в таблице.
Таблица
Результаты очистки стоков вод рудника «Каульды» АГМК Ангренским углем и композиционным адсорбентом, полученным на его основе
№ Инградиенты ПДК^ББЪ мг/л В сбросах (стоки) шахтных вод «Каульды» В очищенной исходным углем воде В очищенной композицией адсорбента
1 Калий 6,0 6,8 3,0
2 Натрий 140,00 62,0 63,0
3 Кальций 444,89 224,45 124,25
4 Хлориды 350,0 153,17 49,58 30.10
5 Сульфаты 500,0 1362,06 349,37 364,59
6 рН 6-9 8,0 8,3 7,8
7 СО2 2,46 2,82 Не.обн
8 Сухой остаток 1000,0 2314,0 846,0 766,0
9 Жесткость общая 7 мг/экв.л 13,9 8,1 10,4
Данные таблицы свидетельствуют о том, что исходный Ангренский уголь и полученный на его основе композиционный адсорбент позволяют очистить сточные воды шахты «Каульды» АГМК. Содержание натрия, кальция, хлоридов и сульфатов в шахтных стоках снижается до нормы ПДК.
Список литературы:
1. Когановский А.М. Исследование в области промышленного применения сорбентов. М.: АН СССР, 1961. 162 с.
2. Яковлев С.В., Ванин В.В. // Водоснабжение и сантехника. 1972. №10. С.72-76.
3. 3. Очилов Г.М., Салиханова Д.С., Гумаров Р.Х., Агзамходжаев А.А., Хамраев С.С. К вопросу очистки шахтных и сточных вод с использованием местных углей и композиций адсорбентов на их основе // Журн. Композиционные материалы. Ташкент, 2009. № 1.С. 23-27.
4. Очилов Г.М., Салиханова Д.С., Гумаров Г.Х., Агзамходжаев А.А.,
5. Адсорбционная очистка шахтных стоков с использованием местных углей и композиций на их основе // Узб.хим.журн., Ташкент. 2009. № 5. С. 25-28
© Г.М. Очилов, Г.М. Рахматуллаева, Г.С. Мелибоева, 2016
UDC 541.183
CLEARING OF INDUSTRIAL SEWAGE WITH APPLICATION OF LOCAL COAL AND COMPOSITIONS OF ADSORBENTS ON ITS BASIS
G.M. Ochilov, G.M. Rakhmatullaeva, G.S. Melibaeva
Abstract. In article an opportunity of local raw material - Angren coal and compositions of adsorbents on their basis application for clearing mine sewage is proved and shown. It is established that at clearing of mine drains of mine "Kauldy" of Almalyk Mount-Metallurgical Combine the maintenance of sodium, calcium, chlorides and sulfates has decreased to norm of maximum concentration limit.
Keywords: adsorption, ions, cations, anions, coagulation, flokulyation, coal.
© G.M. Ochilov, G.M. Rakhmatullaeva, G.S. Melibaeva, 2016
