CC BY
13
Кузнецова И.В. и др.. &естник,&ТУИМ, 2022, Т. 84, №.. 1, С 208-213 Введение
Сегодня количество используемых во всем мире автомобилей постоянно растёт. В связи с этим, проблема борьбы с загрязнителями атмосферы - выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания приобретает особую актуальность. Это приводит к ужесточению систем нормирования автомобильных выхлопов во всем мире [1]. За прошедшее время автопроизводители внесли много улучшений в конструкцию автомобильного двигателя и топливных систем, чтобы соответствовать требованиям допустимого уровня загрязнения. Одним из лучших решений данной проблемы является использования, так называемого каталитического преобразователя (конвертера) или просто катализатора с высоким содержанием благородных металлов, основная функция которых - это одновременное окисление несгоревших углеводородов и СО, а также восстановление оксидов азота [2]. Однако чтобы соответствовать жестким экологическим требованиям, производители вынуждены увеличивать содержание благородных металлов в составе каталитических композиций, что приводит к удорожанию каталитического конвертера [3]. Было обнаружено, что добавление редкоземельных металлов к Pd, Pt - катализаторам улучшает их свойства и снижает долю благородных металлов в составе катализаторов [4-6]. Авторы работы [7] исследовали системы SnО2-СеО2, полученные путем со-осаждения в водно-изопропанольной среде с последующей термической обработкой для окисления Ш. Церий обладает переменной степенью окисления +3, +4 и может отдавать лишний кислород или его задерживать в реакциях окисления выхлопных газов Авторы [8, 9] исследовали каталитические свойства: удельную поверхность, общий объем пор и энергию активации нового катализатора, содержащего церий в сравнении с традиционным катализатором. Данные говорят о том, что новый катализатор по всем свойствам лучше традиционного. Авторы [10] определяли активность палладиевых катализаторов на керамических носителях с добавками оксидов редкоземельных элементов (ОРЗЭ). В работе [11] описан метод приготовления катализатора, основанный на пропитке матрицы растворами комплексных соединений металлов. Этот метод позволяет получить более равномерное распределение частиц металла по объему катализатора. Промотирование алюмооксидного катализатора ОРЗЭ приводит
к увеличению его каталитической активности. Россия обладает крупнейшей ресурсной базой редкоземельных элементов. По последним данным общие запасы редкоземельных металлов в России составляют 12 млн тонн, то есть 10 процентов от общемировых. В современных реалиях инфраструктурная составляющая является ключевым фактором экономической эффективности освоения месторождений полезных ископаемых. Этот факт диктует необходимость более полного освоения месторождений, обладающих благоприятным географическим положением. Среди наиболее перспективных из них выделяется Ловозерский щелочной массив [12]. Еще планируется освоение крупнейшего в России Якутского Томторского месторождения редкоземельных металлов и Зашихинского месторождения в Забайкалье. На Томторе руду начнут добывать в 2025 году. Также в Московской области намечен запуск предприятия по разделению редкоземельных металлов, извлеченных из отходов минеральных удобрений [13]. Таким образом, использование РЗЭ в различных областях исследований является перспективным направлением. В последнее время увеличивается число публикаций по исследованию свойств материалов, содержащих оксид европия. В работе [14] определяли магнитные и структурные свойства Е^О3 и Eu(OH)з. Авторы [15] исследовали фотокаталитические свойства сверхмалых нанокластеров платины, нанесенных на оксид европия. В статье [16] проведен обзор по синтезу, характеристикам (структурным, морфологическим, оптическим) и применению оксида европия. Европий имеет переменную степень окисления +2, +3, поэтому может быть применен наравне с церием в окислительно-восстановительном катализе.
Цель работы - получение нанесенного катализатора на основе алюмосиликатной матрицы, модифицированного оксидом европия и исследование его свойств.
Материалы и методы
В качестве исходных реагентов были использованы следующие реактивы: нитрат европия - Eu(N03)3•5Н20, органические кислоты: щавелевая С7Н6О5, галловая Н2С2О4, валин C5HllNO2, соляная кислота - НО, хлорид натрия - N0, гидроксид натрия - №ОН, этиловый спирт - С2Н5OH, перекись водорода - Н2О2, палладиевая (платиновая) кислоты - Н2[РdQ6].
Предлагается получить катализаторы Pd (И)/ Е^О3-АЬО3 по следующей схеме (рисунок 1).
Kuyznetsova I.V. et at Proceedings of VSUET, 2022, vol. 84, no. 1, pp.
Рисунок 1. Схема получения автомобильного катализатора
Figure 1. The scheme of obtaining an automotive catalyst
Керамическую подложку производили из глины Лукошинского месторождения (Липецкая область). Глину размалывали, готовили пресс-порошок, прессовали на гидравлическом прессе пластины, сушили и обжигали при 1250 °С. Готовые пластины имели водопоглоще-ние 6,7% и механическую прочность 269 мПа.
208-213 post@vestnik-vsuet.ru
Составы комплексных соединений определяли фотоколориметрическим и потенциомет-рическим методами [17, 18]. Для определения состава комплексов фотоколориметрическим методом готовили растворы каждого из компонентов (соль европия и кислота щавелевая или галовая) с одинаковой молярной концентрацией и смешивали их в антибатных соотношениях (от 1:9 до 9:1), сохраняя неизменным общий объем раствора (VM + VR = const), и, как следствие, сумму общих молярных концентраций металла и лиганда (сМ + ^ = с = const). Концентрация металла в серии растворов будет сМ = с (1 - x), а концентрация лиганда: ^ = с-x, где x - мольная доля лиганда в смеси металл-лиганд. Определяли максимальное светопогло-щение на длинах волн 340-670 нм. Измерения светопоглощения проводили при постоянных значениях ионной силы, температуры и рН растворов. Состав комплекса MеLnn определяли по следующей формуле: n = хгаах/1 - хгаах, где. n - количество лигандов в комплексе, хгаах -соотношение при максимальном значении оптической плотности D.
При определении состава комплексных соединений потенциометрическим методом проводили потенциометрическое титрование при 20 °С раствором №ОН 0,4 н. На каждое титрование готовили раствор общим объемом 25 мл, содержащий: по 2,5 мл растворов нитрата европия и валина с молярной концентрацией С = 0,1 M, 0,5 мл раствора HQ для снижения кислотности среды, 1мл раствора NaCl, для создания ионной силы ц = 0,1. По результатам титрования построили кривые титрования, определили константу устойчивости полученного комплексного соединения и его приблизительный состав.
Идентификацию комплексного соединения в растворе проводили с помощью ИК-спектро-скопии (спектрометр Bruker VERTEX 70).
Элементный анализ керамической подложки, пропитанной полученным комплексным соединением, проводился с помощью Oxford ШСАЕ^^ 250 - системы энергодисперсионного микроанализа для электронной микроскопии и микрорентгеноспектрального анализа.
Результаты и обсуждение
На рисунке 2 (а, б) представлены кривые поглощения исследуемых комплексных соединений при различных длинах волн. Наибольшее значение оптической плотности наблюдаем при 670 нм. В результате фотоколориметрического метода исследования установили, что Eu3+ образует устойчивый комплекс со щавелевой кислотой состава MеLnх 1:1 (пик высокой интенсивности на кривой поглощения), а с галловой кислотой устойчивый комплекс состава MеLnх 1:2 (о чем также говорит высота пика на кривой поглощения).
Кузнецова И.В. и др.. ВестникВТУМШ, 2022, Т. 84, № 1, С 208-213
post@vestnik-vsuet. ru
Рисунок 2. Кривая поглощения Eu /галловая кислота Figure 2. Eu3+/gallic acid absorption curve
По результатам потенциометрического метода исследования (рисунок 3) определили, что в процессе комплексообразования в системе Е^^алин, участвуют 2 группы (-COOH), так как расход щелочи при нейтрализации в процессе титрования эквивалентен количеству карбоксильных групп, участвующих в комплексообразовании. Таким образом, в системе Eu3± валин образуется комплекс состава МеЬпх - 1:2, что указывает на тетраэдрическую геометрию комплекса [19].
V (0,4 н NaOH)
Рисунок 3. Кривая титрования смеси Еи3+/валин (1:2) гидроксидом натрия
Figure 3. Titration curve of Eu3+/valin mixture (1: 2) with sodium hydroxide
По данным потенциометрии были рассчитаны константа диссоциации валина (7.66) и константа устойчивости образующегося комплексного соединения (0,69). Численное значение константы устойчивости комплекса говорит о малой устойчивости данного соединения. Тем не менее, синтез данного комплекса как отдельной фазы может быть использован при постановке и проведении различных химических и биохимических исследований, а также для банка данных [20].
После определения возможности существования комплексных соединений в системах
ratio МеЗ +■ / acid
(b)
Еи3+ - валин, Еи3+ - щавелевая кислота, Еи3+-галовая кислота данные комплексы были синтезированы по схеме (рисунок 1). При синтезе комплексных соединений в водно-спиртовой среде использовали раствор пероксида водорода, который позволяет получить устойчивую форму европия в степени окисления +3. Наличие комплексного соединения в растворе было доказано ИК-спектроскопией (рисунок 4).
Для получения катализатора выдерживали 3 керамических пластины в растворе полученных комплексных соединений Еи3+ - валин, Еи3+ -щавелевая кислота, Еи3+ - галловая кислота в течении суток и высушили. Элементный анализ показал наличие европия в составе керамики. Причем подложка, пропитанная раствором неустойчивого комплекса Еи3+ - валин, содержит наибольшее количество европия (12,284%). По всей видимости, при суточной выдержке пластины в растворе происходит разрушение комплекса и образованные свободные ионы европия диффундируют в поры керамической подложки. Подложки, модифицированные ионами европия, можно использовать в технологии дальнейшего нанесения растворов благородных металлов по предложенной технологической схеме (рисунок 1).
Рисунок 4. ИК-спектроскопия раствора Eu ±валин Figure 4. IK-spectroscopy of Eu3 - valine solution
Kuyznetsova I.V et a. Proceedings of VSUET, 2022, voC 84, no. 1, Заключение
Фотоколориметрическим и потенциометрическим методами определено, что в системе Eu3+ - галловая кислота образуется устойчивый комплекс состава MеLnх - 1:2. В системе Eu3+ - щавелевая кислота образуется устойчивый комплекс состава MеLnх - 1:1.
рр. 208-213 post@vestnik-vsuet.ru
В системе Еи+ - валин образуется комплекс состава МеЬих - 1:2. При синтезе комплексных соединений использовали пероксид водорода Н2О2 для блокировки восстановления Еи3+^-Еи2+. Наибольшее количество иона Еи3+ в керамическую матрицу переходит из комплексного соединения Еи3+ - валин.
Литература
1 Kaur N. Palladium catalysts: synthesis of five-membered N-heterocycles fused with other heterocycles // Catalysis Reviews. 2015. V. 57. №. 1. P. 1-78. doi: 10.1080/01614940.2014.976118
2 Das P., Linert W. Schiff base-derived homogeneous and heterogeneous palladium catalysts for the Suzuki-Miyaura reaction // Coordination Chemistry Reviews. 2016. V. 311. P. 1-23. doi: 10.1016/j.ccr.2015.11.010
3 Clavadetscher J., Indrigo E., Chankeshwara S.V., Lilienkampf A. et al. In-Cell Dual Drug Synthesis by Cancer-Targeting Palladium Catalysts // Angewandte Chemie. 2017. V. 129. №. 24. P. 6968-6972.
4 Siyu Lin, Linyan Yang, Xue Yang, Renxian Zhou Redox properties and metal-support interaction of Pd/Ce0 67 Zr0 33 O2-Al2 O3catalyst for CO, HC and NO xelimination // Applied Surface Science. 2014. V. 305. P. 642-649.
5 Colussi S., Leitenburg C., Dolcetti G., Trovarelli A. The role of rare earth oxides as promoters and stabilizers in combustion catalysts // Journal of Alloys and Compounds. 2004. V. 373. P. 387-392.
6 Wei Liu, Wenxin Tong, Xinxin Lu, Shanghua W Effects of different types of rare earth oxide additives on the properties of silicon nitride ceramic substrates // Ceramics International. 2019. V. 45. № 9. doi:10.1016/j.ceramint.2019.03.176
7 Liberman E.Y., Simakina E.A., Izotova A.O., Kon'kova T.V. et al. Synthesis and activity of nanodispersed SnO2-CeO2 catalyst in the oxidation reactions of carbon monoxide and methane // Kinetics and Catalysis. 2021. V. 62. № 1. P. 155-159.
8 Слептерев А.А., Цырульников П.Г. Палладиевые катализаторы, на оксиде алюминия, модифицированном оксидами РЗЭ // Омский научный вестник. 2013. № 1 (117). С. 51-58.
9 Mohallem N. D. S., Viana M. M., Silva R. A. Automotive catalysts: performance, characterization and development // New Trends and Developments in Automotive Industry. IntechOpen, 2011.
10 Дубко А.И., Юдин Н.В., Пинчук Ю.А., Обухов Е.О. Исследование активности палладиевых катализаторов на керамических носителях с добавками оксидов редкоземельных элементов (ОРЗЭ) // Успехи в химии и химической технологии. 2017. Т. 31. № 5.
11 Muñoz F.F., Baker R.T., Leyva A.G., Fuentes R.O. Reduction and catalytic behaviour of nanostructured Pd/gadolinia-doped ceria catalysts for methane combustion // Applied Catalysis B: Environmental. 2013. V. 136-137. P. 122-132.
12 Lalomov A., Bochneva A. Rare-metal potential of placer deposits and weathering crusts of the Russian Arctic // Arctic: Ecology and Economy. 2018. P. 111-122. doi: 10.25283/2223-4594-2018-4-111-122
13 Kasatkin V.V., Kasatkin A.V., Ilyichev V.A., Sedov N.S. et al. Post-prospecting radioecological surveys on the Tomtorskoye rare metal deposite (Sakha Republic (Yakutia) //Radiation Hygiene. 2008. V. 11. № 4. doi: 10.21514/1998-426X-2018-11-4-18-27
14 Lee D., Seo J., Valladares L.D.L.S., Avalos Quispe O. et al. Magnetic and structural properties of yellow europium oxide compound and Eu(oH)3 // Journal of Solid State Chemistry. 2015. V. 228. P. 141-145. doi: 10.1016/j.jssc.2015.04.018
15 Ren C., Li W., Li H., Liu X. et al. Ultrasmall Pt nanoclusters deposited on europium oxide: A newly active photocatalyst for visible-light-driven photocatalytic hydrogen evolution // Applied Surface Science. 2019. V. 480. P. 96-104. doi: 10.1016/j.apsusc.2019.02.192
16 Kumar S., Prakash R., Singh, VivekK. Synthesis, Characterization, and Applications of Europium Oxide: A Review // Reviews in Advanced Sciences and Engineering. 2016. V. 4(4). P. 247-257. doi: 10.1166/rase.2015.1102
17 Balaram V. Rare earth elements: A review of applications, occurrence, exploration, analysis, recycling, and environmental impact // Geoscience Frontiers. 2019. V. 10. № 4. P. 1285-1303.
18 Трошина М.А. О комплексообразовании в системе «Сульфат хрома (III) - сульфат алюминия-сульфат титанила-вода» // Вектор науки ТГУ. 2017. № 1. С. 24-28. doi: 10.18323/2073-5073-2017-1-23-29
19 Aliyu H.N., Naaliya J. Potentiometric studies on essential metal (II) amino acid complexes // Global Advanced Research Journal of Microbiology. 2012.V. 1(5). Р. 72-78.
20 Xu L., Feng L., Han Y., Jing Y. et al. Supramolecular self-assembly enhanced europium (III) luminescence under visible light // Soft Matter. 2014. V. 10. №. 26. P. 4686-4693. doi: 10. 10.1039/c4sm00335g
References
1 Kaur N. Palladium catalysts: synthesis of five-membered N-heterocycles fused with other heterocycles. Catalysis Reviews. 2015. vol. 57. no. 1. pp. 1-78. doi: 10.1080/01614940.2014.976118
2 Das P., Linert W. Schiff base-derived homogeneous and heterogeneous palladium catalysts for the Suzuki-Miyaura reaction. Coordination Chemistry Reviews. 2016. vol. 311. pp. 1-23. doi: 10.1016/j.ccr.2015.11.010
3 Clavadetscher J., Indrigo E., Chankeshwara S.V., Lilienkampf A. et al. In-Cell Dual Drug Synthesis by Cancer-Targeting Palladium Catalysts. Angewandte Chemie. 2017. vol. 129. no. 24. pp. 6968-6972.
4 Siyu Lin, Linyan Yang, Xue Yang, Renxian Zhou Redox properties and metal-support interaction of Pd/Ce0.67 Zr0.33 O2-Al2 O3catalyst for CO, HC and NO xelimination. Applied Surface Science. 2014. vol. 305. pp. 642-649.
5 Colussi S., Leitenburg C., Dolcetti G., Trovarelli A. The role of rare earth oxides as promoters and stabilizers in combustion catalysts. Journal of Alloys and Compounds. 2004. vol. 373. pp. 387-392.
6 Wei Liu, Wenxin Tong, Xinxin Lu, Shanghua W Effects of different types of rare earth oxide additives on the properties of silicon nitride ceramic substrates. Ceramics International. 2019. vol. 45. no. 9. doi:10.1016/j.ceramint.2019.03.176
Кузнецова Ж<В. и др.. Вестяик,ВГУИШ, 2022, Т. 84, №. 1, С 208-213
post@vestnif-vsuet. ru
I Liberman E.Y., Simakina E.A., Izotova A.O., Kon'kova T.V. et al. Synthesis and activity of nanodispersed SnO2-CeO2 catalyst in the oxidation reactions of carbon monoxide and methane. Kinetics and Catalysis. 2021. vol. 62. no. 1. pp. 155-159.
8 Slepterev A.A., Tsyrulnikov P.G. Palladium catalysts based on alumina modified with REE oxides. Omsk Scientific Bulletin. 2013. no. 1 (111). pp. 51-58. (in Russian).
9 Mohallem N. D. S., Viana M. M., Silva R. A. Automotive catalysts: performance, characterization and development. New Trends and Developments in Automotive Industry. IntechOpen, 2011.
10 Dubko A.I., Yudin N.V., Pinchuk Yu.A., Obukhov E.O. Investigation of the activity of palladium catalysts on ceramic carriers with additives of oxides of rare earth elements (REE). Advances in chemistry and chemical technology. 2011. vol. 31. no. 5. (in Russian).
II Muñoz F.F., Baker R.T., Leyva A.G., Fuentes R.O. Reduction and catalytic behaviour of nanostructured Pd/gadolinia-doped ceria catalysts for methane combustion. Applied Catalysis B: Environmental. 2013. vol. 136-131. pp. 122-132.
12 Lalomov A., Bochneva A. Rare-metal potential of placer deposits and weathering crusts of the Russian Arctic. Arctic: Ecology and Economy. 2018. pp. 111-122. doi: 10.25283/2223-4594-2018-4-111-122
13 Kasatkin V.V., Kasatkin A.V., Ilyichev V.A., Sedov N.S. et al. Post-prospecting radioecological surveys on the Tomtorskoye rare metal deposite (Sakha Republic (Yakutia). Radiation Hygiene. 2008. vol. 11. no. 4. doi: 10.21514/1998-426X2018-11-4-18-21
14 Lee D., Seo J., Valladares L.D.L.S., Avalos Quispe O. et al. Magnetic and structural properties of yellow europium oxide compound and Eu(OH)3. Journal of Solid State Chemistry. 2015. vol. 228. pp. 141-145. doi: 10.1016/j.jssc.2015.04.018
15 Ren C., Li W., Li H., Liu X. et al. Ultrasmall Pt nanoclusters deposited on europium oxide: A newly active photocatalyst for visible-light-driven photocatalytic hydrogen evolution. Applied Surface Science. 2019. vol. 480. pp. 96-104. doi: 10.1016/j.apsusc.2019.02.192
16 Kumar S., Prakash R., Singh, VivekK. Synthesis, Characterization, and Applications of Europium Oxide: A Review. Reviews in Advanced Sciences and Engineering. 2016. vol. 4(4). pp. 241-251. doi: 10.1166/rase.2015.1102
11 Balaram V. Rare earth elements: A review of applications, occurrence, exploration, analysis, recycling, and environmental impact. Geoscience Frontiers. 2019. vol. 10. no. 4. pp. 1285-1303.
18 Troshina M.A. On complex formation in the system "Chromium sulfate (III) - aluminum sulfate-titanyl sulfate-water". Vector of Science TSU. 2011. no. 1. pp. 24-28. doi: 10.18323/2013-5013-2011-1-23-29 (in Russian).
19 Aliyu H.N., Naaliya J. Potentiometric studies on essential metal (II) amino acid complexes. Global Advanced Research Journal of Microbiology. 2012. vol. 1(5). pp. 12-18.
20 Xu L., Feng L., Han Y., Jing Y. et al. Supramolecular self-assembly enhanced europium (III) luminescence under visible light. Soft Matter. 2014. vol. 10. no. 26. pp. 4686-4693. doi: 10. 10.1039/c4sm00335g
Сведения об авторах Ирина В. Кузнецова к.х.н., доцент, кафедра неорганической химии и химической технологии, Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия, kuznetsovaiv@nail.ni
https://orcid.org/0000-0001-6666-6292 Денис С. Сугатов студент, кафедра неорганической химии и химической технологии, Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия, den.sugatov2000@gmail.com Валентина И. Грызлова студент, кафедра неорганической химии и химической технологии, Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия, valya.gr.11@gmail.com
Вклад авторов
Все авторы в равной степени принимали участие в написании рукописи и несут ответственность за плагиат
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Information about authors Irina V. Kuznetsova Cand. Sci. (Chem.), associate professor, inorganic chemistry and chemical technology department, Voronezh State University of Engineering Technologies, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia, kuznetsovaiv@mail.m
https://orcid.org/0000-0001-6666-6292 Denis S. Sugatov student, inorganic chemistry and chemical technology department, Voronezh State University of Engineering Technologies, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia, den.sugatov2000@gmail.com
Valentina I. Gryzlova student, inorganic chemistry and chemical technology department, Voronezh State University of Engineering Technologies, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia, valya.gr.11@gmail.com
Contribution
All authors are equally involved in the writing of the manuscript and are responsible for plagiarism
Conflict of interest
The authors declare no conflict of interest.
Поступила 17/01/2022_После редакции 0S/02/2022_Принята в печать 01/03/2022
Received 17/01/2022_Accepted in revised 0S/02/2022_Accepted 01/03/2022
ВестнщФГУИШ/Proceedings of VSUET DOI: http://doi.org/1Q.20914/231Q-12Q2-2Q22-1-214-221
ISSN 2226-910X E-ISSN 2310-1202 _Обзорная статья/Review article_
УДК 637.344.3:66.081.63
Open Access Available online at vestnik-vsuet.ru
Методология решения проблемы очистки стоков молокоперерабатывающих предприятий
Дмитрий С. Мамай Сергей П. Бабенышев 1 Ангелина В. Мамай 1 Вадим А. Иванец 1 Дмитрий С. Хоха_2
dima-mamaj@ya ru 0000-0001-6221-8230
stmemb@ya.ru 0000-0002-1784-0837
angelinamamai@ya.ru 0000-0003-1043-1325
ivanets.vadim@ya.ru 0000-0001-7715-6271
dimnkhkha@rambler.ru 0000-0003-0568-7027
1 Северо-Кавказский федеральный университет, ул. Пушкина, 1, г. Ставрополь, 355017, Россия
2 ООО "ДМП", улица Дзержинского, дом 160, г. Ставрополь, 355003, Россия_
Аннотация. В России, как и во всем мире, одной из наиболее острых проблем является защита природных водных ресурсов от загрязнения сточными водами пищевых, особенно молокоперерабатывающих предприятий. Однако несмотря на то, что на законодательном уровне установлены ограничения, штрафы и приостановка их деятельности за превышение установленных нормативов сброса загрязняющих веществ в водоемы, они продолжают наносить всё более существенный вред окружающей среде. К основной объективной причине этого явления следует отнести отсутствие эффективной технологии очистки сложных по составу, с изменяющимися даже в течении суток физико-химическими свойствами стоков предприятий по переработке молока. Целью исследования являлась разработка концепции глубокой переработки вторичного молочного сырья для последующего использования в промышленном производстве. В работе представлены анализ базовой структуры современной технологии очистки стоков молокоперерабатывающих предприятий на заводских очистных сооружениях и предложены основные принципы переработки вторичного молочного сырья. Анализ представленных данных показывает, что современные методы очистки сточных вод, применяемые на большинстве молочных заводов не соответствуют нормативам Следование предложенным принципам позволит обеспечить благоприятные условия выделения лактозы из вторичного молочного сырья на последующих стадиях его глубокой переработки. То или иное сочетание этих процессов, прежде всего, зависит от стоимости технологий и необходимого для их реализации оборудования, объёмов сырья, требуемой глубины его переработки, а также рыночной цены готовой продукции Ключевые слова: молочное сырье, жидкие стоки, мембранные технологии, очистка стоков, молокоперерабатывающие предприятия
Methodology for solving the problem of wastewater treatment of dairy
processing enterprises
Dmitry S. Mamai Sergey P. Babenyshev 1 Angelina V. Mamai 1 Vadim A. Ivanets 1 Dmitry S. Khokha 2
dima-mamaj@ya ru 0000-0001-6221-8230
stmemb@ya.ru 0000-0002-1784-0837
angelinamamai@ya.ru 0000-0003-1043-1325
ivanets.vadim@ya.ru 0000-0001-7715-6271
dimnkhkha@rambler.ru 0000-0003-0568-7027
1 North Caucasus Federal University, Pushkin str., 1, Stavropol, 355017, Russia
2 DMP Ltd., Dzerzhinsky Street, 160, Stavropol, 355003, Russia
Abstract. In Russia, as well as all over the world, one of the most acute problems is the protection of natural water resources from sewage contamination of food, especially dairy processing enterprises. However, despite the fact that restrictions, fines and suspension of their activities have been established at the legislative level for exceeding the established standards for the discharge of pollutants into reservoirs, they continue to cause more and more significant harm to the environment. The main objective reason for this phenomenon should be attributed to the lack of an effective technology for cleaning complex in composition, with changing even during the day physico-chemical properties of effluents of milk processing enterprises. The purpose of the study was to develop the concept of deep processing of secondary dairy raw materials for subsequent use in industrial production. The paper presents an analysis of the basic structure of the modern technology of wastewater treatment of dairy processing enterprises at factory treatment facilities and suggests the basic principles of processing secondary dairy raw materials. The analysis of the presented data shows that modern methods of wastewater treatment used in most dairy plants do not meet the standards. Following the proposed principles will ensure favorable conditions for the release of lactose from secondary dairy raw materials at subsequent stages of its deep processing. One or another combination of these processes primarily depends on the cost of technologies and the equipment necessary for their implementation, the volume of raw materials, the required depth of its processing, as well as the market price of finished products. Keywords: raw milk, liquid effluents, membrane technologies, wastewater treatment, milk processing plants
Для цитирования Мамай Д.С., Бабенышев С.П.., Мамай А.В., Иванец В.А., Хоха Д.С. Методология решения проблемы очистки стоков молокоперерабатывающих предприятий // Вестник ВГУИТ. 2022. Т. 84. № 1. С. 214-221. (М:10.20914/2310-1202-2022-1-214-221
For citation
Mamai D.S., Babenyshev S.P., Mamai A.V., Ivanets.V.A., Khokha D.S. Methodology for solving the problem of wastewater treatment of dairy processing enterprises. Vestnik VGUIT [Proceedings of VSUET]. 2022. vol. 84. no. 1. pp. 214-221. (in Russian). doi:10.20914/2310-1202-2022-1-214-221
© 2022, Мамай Д.С. и др. / Mamai D.S. et al.
This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License
