CC BY
113
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _____________________________________2010, том 53, №2__________________________________
ТЕХНОЛОГИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
УДК 539.01.74
Дж.Р.Рузиев, И.У.Мирсаидов, М.З.Ахмедов
УМЯГЧЕНИЕ ЖЕСТКОСТИ ВОД С ПРИМЕНЕНИЕМ АКТИВИРОВАННЫХ БЕНТОНИТОВЫХ ГЛИН
(Представлено академиком АН Республики Таджикистан У.Мирсаидовым 12.01.2010 г.)
Агентство по ядерной и радиационной безопасности АН Республики Таджикистан
В статье приведены сведения о физико-химическом анализе шахтных, дренажных вод Северного Таджикистана и вод реки Сырдарьи. Также приведены результаты умягчения жесткости вод с применением активированных бентонитовых глин, при котором степень умягчения воды возрастает от 85 до 90%.
Ключевые слова: шахтные воды - дренажные воды - сточные воды - сорбенты - бентонитовые глины - физико-химический анализ - река Сырдарья.
Под умягчением воды подразумевается процесс удаления из нее катионов жесткости, то есть кальция и магния. В соответствии с ГОСТом 2874-82 «Вода питьевая», жесткость воды не должна превышать 7 мг-экв/л [1]. Отдельные виды производств предъявляют к технологической воде требования глубокого ее умягчения - до 0.05^0.07 мг-экв/л. Умягчение воды осуществляют следующими методами: термическим, основанном на нагревании воды, ее дистилляции или вымораживании; реа-гентными, при которых находящиеся в воде ионы Са2+ и Mg2+ связываются различными реагентами в практически нерастворимые соединения. Однако после распада СССР, в связи с разрушением экономических связей между бывшими республиками и отсутствием централизованной поставки, актуальным становится строгий учет запасов местного сырья при разработке и налаживании определенной технологии.
Известно, что Республика Таджикистан характеризуется наличием больших запасов бентонитовых глин, относящихся к алюмосиликатному сырью, которые при соответствующей обработке могут успешно использоваться как высокоэффективные сорбенты [2].
Практика кислотной активации показывает, что с бентонитовыми глинами наиболее сильно реагирует соляная кислота [3]. В этом отношении азотная кислота является слабым «стимулятором», а серная занимает между ними среднее положение. С учетом этого активация испытуемых глин проводилась нами 5%-ной соляной кислотой в течение 45 ч, в результаты чего наблюдалось резкое увеличение сорбционных свойств глин с одновременным ростом их обменной ёмкости.
Полученные активированные бентонитовые глины исследовались для выяснения механизма сорбционных свойств сточных вод. Объектом исследования являлись воды бассейна реки Сырдарьи в
Адрес для корреспонденции: Ахмедов Матин Зафарджонович. 734003. Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул.Х.Хакимзода, 17а, Агентство по ядерной и радиационной безопасности АН РТ. E-mail: matin82@rambler.ru
пределах Согдийской области Таджикистана, дренажных вод г.Табошара и шахтных вод Киик-Тала. Результаты физико-химических анализов этих вод представлены в табл. 1-3.
Как видно из табл. 1-3, применение исходных бентонитовых глин незначительно уменьшает жесткость воды. Это объясняется свойствами исходной бентонитовой глины, характеризующейся преимущественно монтмориллонитовым составом и уменьшенной обменной ёмкостью, поэтому являются слабым сорбентом.
Использование активированных бентонитовых глин резко уменьшает жесткость воды по сравнению с исходными примерно в 8-10 раз, что, по-видимому, является результатом резкого увеличения сорбционной емкости активированных бентонитов.
Таблица 1
Результаты физико-химических анализов вод реки Сырдарьи в пределах г. Канибадама (мг-экв/л)
Наименование показателей Исходная вода Исходный бентонит Бентонит (активированный)
Жесткость 15.7 - 0.97 10.64 - 0.66 1.63 - 0.10
Активная реакция, рН 7.0 7.0 7.1
Хлориды 102.64 - 2.89 73.131 - 2.06 10.11 - 0.285
Сульфаты 564.0 - 11.75 328.41 - 6.84 46.64 - 0.97
Кальций 158.0 - 7.9 102.7 - 5.13 15.70 - 0.78
Магний 94.8 - 7.8 61.62 - 5.07 9.40 - 0.77
Нитраты 2.5 - 0.04 1.62 - 0.02 0.25 - 0.004
Сухой остаток 1400 - 39.86 670 - 19.07 99.12 - 2.82
Таблица 2
Результаты физико-химических анализов шахтных вод месторождения Киик-Тал (мг-экв/л)
Наименование показателей Исходная шахтная вода Исходный бентонит Бентонит (активированный)
Сульфаты 703 - 14.64 467.5 - 9.74 78.73 - 1.64
Хлориды 163 - 4.6 102.36 - 2.88 15.92 - 0.45
Нитраты 58 - 0.96 38.28 - 0.64 6.38 - 0.10
Таблица 3
Результаты физико-химических анализов дренажных вод г.Табошара (мг-экв/л)
Наименование показателей Исходная вода Исходный бентонит Бентонит (активированный)
Сульфаты 9200 - 191.66 5915.6 - 123.24 996.36 - 20.75
Хлориды 170 - 4.78 112.2 - 3.16 15.94 - 0.45
Карбонаты 1800 - 60 1170 - 19.5 171 - 2.85
Исследование влияния различных факторов на активирование бентонитов для различных вод показано на рис.1-3. Неизменным фактором являлся расход воды.
Как видно из рис. 1(а), 2(а) и 3(а), при обработке воды активированным бентонитом с увеличением расхода бентонита от 2 до 15 г степень умягчения воды возрастает соответственно от 31.5 до 90.4%. Дальнейшее увеличение расхода бентонита практически не влияет на результат.
Результаты исследования влияния расхода сточных вод на степень умягчения вод приведены на рис. 1(б), 2(б) и 3(б).
Рис. 1. Зависимости степени умягчения воды реки Сырдарьи в пределах г.Канибадама при различных расходах: а) солянокислых активированных бентонитов; б) объемов воды.
100
Рис. 2. Зависимости степени умягчения шахтных вод Киик-Тала при различных расходах: а) солянокислых активированных бентонитов; б) объемов воды.
25 30 75 100
Рис. 3. Зависимости степени умягчения дренажных вод г.Табошара при различных расходах: а) солянокислых активированных бентонитов; б) объемов воды.
Установлено, что оптимальными условиями осуществления процесса умягчения вод солянокислотными активированными бентонитами являются:
- для вод реки Сырдарьи в г.Канибадаме расход бентонита составляет 8 г и объем воды -50 мл, при этом степень умягчения возрастает до 89.8%;
- для шахтных вод Киик-Тала расход бентонита - 10 г и объем воды - 50 мл, при этом степень умягчения возрастает до 88.9%;
- для дренажных вод г.Табошара расход бентонита - 15 г и объем воды - 50 мл, при этом степень умягчения возрастает до 90.4%.
При дальнейшем увеличении расходов бентонита степень умягчения вод постепенно уменьшается. По-видимому, этот результат можно объяснить тем, что активные центры на поверхности сорбентов полностью заполняются ионами кальция и магния, что способствует уменьшению степени умягчения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Государственный стандарт. Вода питьевая. Методы анализа. Сборник. - М.: Издательство стандартов, 1984, с.240.
2. Эмомов К.Ф. Физико-химические основы кислотного разложения бентонитовых глин. Автореф. дисс. ...к.т.н. - Душанбе, 2006, 21 с.
3. Эмомов К.Ф., Рузиев Д.Р., Мирсаидов УМ. - ДАН РТ, 2005, xXVIII, №8, с.42-48.
Поступило 12.01.2010 г.
Ч,.Р.Рузиев, И.У.Мирсаидов, М.З.Ахмедов
НАРМ КАРДАНИ САХТИИ ОБ^О БО ИСТИФОДА БУРДАНИ ХОКАИ БЕНТОНИТИ ФАЪОЛКАРДАШУДА
Агентии амнияти ядрои варадиатсионии Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон
Дар макола маълумот оиди та^лили физикавй-кимиёвии обх,ои конй, захбурй ва обх,ои Сирдарё оварда шудаст. Инчунин натичах,ои нарм кардани обх,о бо воситаи хокаи бентонити фаъолкардашуда оварда шудааст, ки зимни он дарачаи нармкунии об аз 85 то 90% баланд ме-шавад.
Калимахои калиди: обуои кони - обуои захбурй - обуои шоранда - сорбентуо - хокауои бентонити - таулили физикавй-кимиёи - Сирдарё.
J.Ruziev, I.Mirsaidov, M.Akhmedov
APPLYING OF ACTIVATED BENTONITIC CLAY FOR SOFTENING OF WATER HARDNESS
Nuclear and Radiation Safety Agency, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan In the present article, the data on physical and chemical analysis of mine, drainage and Syrdarya river waters are provided. Activated bentonitic clay was applied for water softening and results are also presented in this article. Activated bentonitic clay application increased softening from 85 to 90%.
Key words: mine waters - drainage waters - sewage waters - sorbents - bentonitic clays - physical and chemical analysis - Syrdarya river.
