всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

Селективное извлечение мышьяка из водных растворов с применением гибридных адсорбентов

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 12 за 2013 год, стр. 72-78.
Рубрика: Аналитические методы и системы контроля качества воды / Материалы для водоподготовки

 

Мельников И.О. кандидат химических наук, заведующий сектором прикладной экологии воды, Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН (ИОНХ РАН)
Родионова С.А. аспирант, ФГБУН Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук
Подобедов Р.Е. кандидат химических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук
Сергеева С.Е. студент, ФГБОУ ВПО Московский государственный университет природообустройства
Обухова Е.И. младший научный сотрудник, НИЦ ЗАО «МЕТТЭМ-Технологии»

Аннотация:
Проведено сравнительное исследование сорбционных свойств ряда гибридных и гранулированного неорганического сорбентов. Установлена связь между структурными характеристиками материалов и их сорбционными свойствами. Изучена кинетика сорбции As(V) сорбентами при варьировании концентрации As(V) и показано, что начальный уровень контаминации в пределах от 100 до 300 мкг/л не влияет на скорость сорбции мышьяка, а степень извлечения As(V) более 95 % достигается через 150 мин контакта раствора с любым из изученных адсорбентов. Наилучшей кинетикой сорбции обладает гибридный материал типа II на основе макропористой слабоосновной полимерной матрицы и содержащий 25 % Fe3O4 и FeO(OH). При изучении свойств материалов в высокодинамических условиях было установлено, что уровень исходной контаминации раствора оказывает значительное влияние на эффективность извлечения As(V) как гибридными, так и неорганическим сорбентом, при этом наибольшую динамическую сорбционную ёмкость демонстрирует гибридный материал на основе гелевой полимерной матрицы, содержащий 30 % двойного оксида Fe3O4 в виде мельчайших частиц размером 2-10 нм.

Ключевые слова: гибридные адсорбенты, кинетика сорбции, мышьяк, эффективность извлечения

Ссылка для цитирования:
Мельников И.О. , Родионова С.А. , Подобедов Р.Е., Сергеева С.Е., Обухова Е.И. Селективное извлечение мышьяка из водных растворов с применением гибридных адсорбентов // Вода: химия и экология. — 2013. — № 12. — c. 72-78. — http://watchemec.ru/article/26168/

Литература:
1. Hering J.G. Arsenic removal from drinking water during coagulation / Hering J.G., Chen, P.J., Wilkie, J.A., Elimelech, M. // J. Environ. Eng. 1997. V. 8. P. 800–807.
2. Wickramasinghe S.R. Arsenic removal by coagulation and filtration: comparison of groundwaters from the United States and Bangladesh / Wickramasinghe S.R., Han B., Zimbron J., Shen Z., Karim M.N. // Desalination. 2004. V. 169. P. 224–231.
3. Sorg J.T. Treatment technology to meet the interim primary drinking water regulations for inorganics / Sorg J.T., Logsdon G.S. // J. AWWA. 1978. V. 70 (7). Part 2. P. 379–392.
4. Dimitrovski D.V. Arsenic removal through coagulation and flocculation from contaminated water in Macedonia / Dimitrovski D.V., Bozinovski Z.LJ., Lisichkov K.T., Kuvendziev S.V. // Zastita Materijala. 2012. V. 53. P. 57-61/
5. World Health Organization. Arsenic in drinking water. Chapter VI. Safe water technology. Geneva: World Health Organization. 2002. 98 p.
6. Capital costs of arsenic removal technologies: US EPA Arsenic removal technology demonstration program Round 1, R-04/201: p.600. United states Environmental Protection Agency. 2004.
7. Sancha A.M. Review of coagulation technology for removal of arsenic: Case of Chile // J Health Popul. Nutr. 2006. V. 24 (3). P. 267-272.
8. Kartinen E.O. An overview of arsenic removal processes / Kartinen E.O., Jr, Martin C.J. // Desalination. 1995. V. 103. P. 79-88.
9. Deschamps E., Matschullat J. Arsenic: natural and anthropogenic / CRC Press // Balkema, Netherlands. 2011. V. 4. P. 39-56.
10. Ghurye G. Combined arsenic and nitrate removal by ion exchange / Ghurye G., Clifford D., Tripp A. // J. Am. Water Works Ass. 1999. V. 91 (10). P. 85-96.
11. Korngold E. Removal of arsenic from drinking water by anion exchangers / Korngold E., Belayev N., Aronov L. // Desalination. 2001. V. 141. P. 81-84.
12. Vatutsina O.M.. A new hybrid (polymer/inorganic) fibrous sorbent for arsenic removal from drinking water / Vatutsina O.M., Soldatov V.S., Sokolova V.I., Johann J., Bissen M. // React. Funct. Polym. 2007. V. 67. P. 184-201.
13. Clifford, D.: Ion exchange and inorganic adsorption. In: Letterman, A. (ed.): Water quality and treatment, AWWA, McGraw Hill, New York, 1999. V. 9. P. 561-640.
14. Johnston and Heijnen : Safe Water Technology for Arsenic Removal Johnston, R. and Heijnen, H. (2001). ‘Safe water technology for arsenic removal’. In: Ahmed, M.F.; Ali, M.A. and Adeel, Z. (eds). Technologies for arsenic removal from drinking water: a compilation of papers presented at the International Workshop on Technologies for Arsenic Removal from Drinking Water. Dhaka, Bangladesh, Bangladesh University of Engineering and Technology and United Nations University. p. 1-22.
15. Driehaus W. Arsenic removal – experience with GEH process in Germany // Water Sci. Technol. , Water Supply. 2002. V. 2, No. 2 P. 275-280.
16. Horst J. Application of the surface complex formation model to ion exchange equilibria. IV: Amphoteric sorption onto γ-Aluminium oxide / Horst J., Höll W.H. // J. Coll. Interface Sci. 1997. V. 195 (1). P. 250-260.
17. DeMarco M.J. Arsenic removal using a polymeric/inorganic hybrid sorbent / DeMarco M.J., SenGupta A.K., Greenleaf J.E. // Water Res. 2003. V. 37 (1). P. 164-176.
18. Mandal S. Studies on the removal of arsenic (III) from water by novel hybrid material / Mandal S., Padhi T., Patel R.K. // J. Hazard. Mater. 2011. V. 192. P. 899-908.
19. Kumar V. Development of bi-metal doped micro- and nano multi-functional polymeric adsorbents for the removal of fluoride and arsenic (V) from wastewater / Kumar V., Talreja N., Deva D., Sankararamakrishnan N., Sharma A., Verma N. // Desalination. 2011. V. 282. P. 27-38.
20. Iesan C. M., Capat C., Ruta F., Udrea I. Evaluation of a novel hybrid inorganic/organic polymer type material in the Arsenic removal process from drinking water / Iesan C.M., Capat C., Ruta F., Udrea I. // Water Res. 2008. V. 42. P. 4327-4333.
21. Möller T. Effect of silica and pH on arsenic uptake by resin/iron oxide hybrid media / Möller T., Sylvester P. // Water Res. 2008. V. 42. P. 1760-1766.
22. Мельников И.О. Микроструктура и сорбционные свойства мышьякселективных сорбентов для очистки питьевой воды / И.О. Мельников, Р.Е. Подобедов, Н.В. Зайцева, С.А. Родионова. // Вода: химия и экология. 2012. № 9. C. 70-75.
23. Banerjee K. Kinetic and thermodynamic aspects of adsorption of arsenic onto granular ferric hydroxide (GFH) / Banerjee K., Amy G.L., Prevost M., Shokoufeh N., Jekel M., Gallagher P.M., Blumenschein C.D. // Water Res. 2008. V. 42. P. 3371-3378.
24. СанПин 2.1.4.1074-01. 2.1.4. Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиеничесие требования к обеспечению безопасностности систем горячего водоснабжения. Минздрав России. 2002.