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

Использование сорбентов из растительных отходов для очистки сточных вод от ионов меди (II)

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 12 за 2015 год, стр. 56-63.
Рубрика: Материалы для водоподготовки

 

Митракова Т.Н. аспирант кафедры химии, ФГБОУ ВПО Курский государственный университет
Лозинская Е.Ф. кандидат химических наук, доцент кафедры химии, ФГБОУ ВПО Курский государственный университет Хоанг Ким Бонг, доктор химических наук, профессор, зав. Центром «Адсорбция», ФГБОУ ВПО Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
Хоанг Ким Бонг доктор химических наук, профессор, зав. Центром «Адсорбция», ФГБОУ ВПО Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
Темкин О.Н. доктор химических наук, профессор кафедры химии и технологии органического синтеза, ФГБОУ ВПО Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

Аннотация:
Очистка сточных вод от ионов меди (II) является серьёзной проблемой гальванических производств. Это обусловлено как высокой токсичностью элемента, так и низкими допустимыми концентрациями, установленными для сброса. Отходы сельскохозяйственного производства могут служить сырьем для получения сорбентов, что позволяет решить такие экологические задачи, как утилизация растительных отходов и очистка сточных вод. В работе изучены сорбционные свойства углеродных материалов ПУ-1 и ПУ-2, полученных из растительных отходов (лузги гречихи и подсолнечника, соответственно), и активированного угля АН-К4, изготовленного из антрацита, по отношению к ионам меди (II).
Из исследуемых образцов наибольшей удельной поверхностью и, следовательно, лучшими сорбционными свойствами обладает активированный уголь АН-К4. Максимальная сорбция наблюдается в интервале рН 7,5-8 (для ПУ-1 и АН-К4) и рН 7-9 (для ПУ-2). Изотермы сорбции ионов меди (II) на всех исследуемых образцах относятся к ленгмюровскому типу. Увеличение степени сорбции в интервале рН от 3 до 6, а также снижение сорбционной емкости сорбента в результате обработки его кислотой позволяет сделать вывод о значительном вкладе в механизм сорбции меди (II) процесса хемосорбции с участием карбоксильных групп.
По результатам изучения влияния времени контакта фаз на скорость достижения равновесия показано, что на исследуемых образцах сорбция протекает достаточно быстро и практически заканчивается через 3 мин.
Показана возможность использования исследуемых образцов для доочистки сточных вод гальванических производств от ионов меди (II). Наибольшая степень извлечения характерна для АН-К4. Из сорбентов, полученных из отходов переработки растительного сырья, наиболее перспективным для очистки стоков является ПУ-2.

Ключевые слова: ионы меди, растительные отходы, сорбция, сточная вода, углеродные сорбенты

Ссылка для цитирования:
Митракова Т.Н. , Лозинская Е.Ф. , Хоанг Ким Бонг, Темкин О.Н. Использование сорбентов из растительных отходов для очистки сточных вод от ионов меди (II) // Вода: химия и экология. — 2015. — № 12. — c. 56-63. — http://watchemec.ru/article/27728/

Литература:
1. Вредные химические вещества. Неорганические соединения элементов I-IV групп: Справ. изд. / Под ред. В.А. Филова. Л.: Химия, 1988. 512 с.
2. Лозинская Е.Ф. Изучение сорбционных свойств природных сорбентов по отношению к ионам меди (II) / Е.Ф. Лозинская, Т.Н. Митракова, Н.А. Жиляева // Учёные записки. Электронный научный журнал Курского государственного университета. 2013. №3 [Сайт]. URL: http://scientific-notes.ru/pdf/032-025.pdf.
3. Зубарева Г.И. Способы очистки сточных вод от катионов тяжелых металлов / Г.И. Зубарева, А.В. Гуринович, М.И. Дёгтев // Экология и промышленность России. 2008. № 1. С. 18-20.
4. Barakat M.A. New trends in removing heavy metals from industrial wastewater //Arabian Journal of Chemistry. 2011. N. 4. P. 361–377.
5. Wang Zengdi Adsorption kinetics, thermodynamics and isotherm of Hg(II) from aqueous solutions using buckwheat hulls from Jiaodong of China / Zengdi Wang, Ping Yin, Rongjun Qu, Hou Chen, Chunhua Wang, Shuhua Ren // Food Chemistry. 2013. N 13. P. 1508–1514.
6. Шевелева И.В. Сорбенты на основе рисовой шелухи для удаления ионов Fe(III), Cu(II), Cd(II), Pb(II) из растворов / И.В. Шевелева, А.Н. Холомейдик, А.В. Войт, Л.А. Земнухова // Химия растительного сырья. 2009. № 4. С. 171–176.
7. Wang Yu,. Preparation and utilization of wheat straw anionic sorbent for the removal of nitrate from aqueous solution / Yu Wang, Bao-yu Gao, Wen-wen Yue, Qin-yan Yue // Journal of Environmental Sciences. 2007. N 19. P. 1305–1310.
8. Долгих О.Г. Использование углеродных адсорбентов на основе растительных отходов для очистки нефтезагрязненных сточных вод / О.Г. Долгих, С.Н. Овчаров // Вестник Северо-Кавказского государственного технического университета. 2010 . № 1. С. 6-12.
9. Wan Ngah W.S. Removal of heavy metal ions from wastewater by chemically modified plant wastes as adsorbents: A review / W.S. Wan Ngah, M.A.K.M. Hanafiah // Bioresource Technology. 2008. N 99. P. 3935–3948.
10. Патент 2527095 РФ. Способ получения плавающего углеродного сорбента для очистки гидросферы от нефтепродуктов / Хоанг Ким Бонг, О.Н. Темкин, Т.И. Полникова, Э.Р. Валитова, О.Л. Калия, Г.Н. Ворожцов, Н.А. Кузнецова. Заявлено 13.12.2012. Опубликовано 27.08.2014.
11. Патент 2303569 РФ. Способ получения активированных углей / Хоанг Ким Бонг, В.С. Тимофеев, О.Н. Темкин, А.В. Тимошенко, О.Л. Калия, Г.Н. Ворожцов, Н.А. Кузнецова. Заявлено 29.12.2005. Опубликовано 27.07.2007.
12. Ягодин В.И. Методика определения удельной поверхности измельченной древесной зелени / В.И. Ягодин, В.И. Антонов // Изучение химического состава древесной зелени: методич. основы. Рига: Зинатне, 1983. С. 33–38.
13. Rouquerol F.F Adsorption by powders and porous solids / F. Rouquerol, J. Rouquerol, K. Sing. Academic Press, 1999. 465 p.
14. ПНД Ф 14.1:2:4.48-96. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовых концентраций ионов меди в природных и сточных водах фотометрическим методом с диэтилдитиокарбаматом свинца. М.: ФБУ «ФЦАО», 2011. 20 с.
15. Солдадзе К.М. Комплексообразующие иониты (комплекситы) / К.М. Солдадзе, В.Д. Копылова-Валова. М.: Химия, 1980. 336 с.
16. ГОСТ 13144-79. Графит. Методы определения удельной поверхности. М.: ИПК Изд-во стандартов, 1999. 7 с.
17. Марков В.Ф. Извлечение меди (II) из промывных вод композиционным сорбентом Dowex Marathon C – гидроксид железа / В.Ф. Марков, Н.И. Формазюк, Л.Н. Маскаева, Ю.Н. Макурин, Е.И. Степановских// Конденсированные среды и межфазные границы. 2006. Т. 8. № 1. С.29-35.
18. Джайлс Ч. Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел. Пер. с англ / Ч. Джайлс, Б. Инграм, Дж. Клюни, Я. Ликлема и др. М.: Мир. 1986. 488 с.
19. Кузнецов П.Н. Влияние обеззоливания бурого угля Канскоачинского бассейна на физико-химические свойства получаемых сорбентов / П.Н. Кузнецов, Л.И. Кузнецова, С.М. Колесникова // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2008. № 512. С. 105-113.
20. Тарковская И.А. Окисленные угли. Киев: Наукова думка, 1981. 200 с.