Екологія.

2. Екологічні та метеорологічні проблеми великих міст і промислових зон

К.х.н. Хромишева О.О., к.т.н. Хромишев В.О., Дюжикова Ю.Ю., Ангеловська О.С.

Мелітопольський державний педагогічний університет

імені  Богдана Хмельницького, Україна

Фізико-хімічні закономірності коагуляційного очищення стічних вод від йонів Феруму (ІІІ)

 

Стічні води різних промислових підприємств надзвичайно неоднорідні за складом. Тому обумовленою являється різноманітність науково-технічних принципів і підходів до вибору методів і визначенню оптимальних технологічних схем очищення стічних вод. Стан розробок в області очищення стічних вод дозволяє сьогодні досягти будь-якої бажаної або необхідного ступеня очищення  води.

Метод коагуляції грає важливу роль у процесі водоочищення і призначений для видалення колоїднодисперсних часток, здатних надавати воді каламутність і неприємний смак.

Для коагуляції використовують спеціальні хімічні реагенти – коагулянти, які в певних дозах додають до неочищеної води. В якості коагулянтів прийнято використати сполуки полівалентних металів, а саме сполуки Феруму (ІІІ) та Алюмінію тощо.

Коагулянти широко використовують у технології водоочищення для освітлення, знебарвлення води. Донедавна їх використовували переважно в практиці підготовки води природних джерел перед подачею її у водопровідні мережі, а останнім часом все більше їх застосовують і для очищення стічної води як побутових, так і промислових підприємств [1-2].

До числа чинників, які мають суттєвий вплив на процес коагуляції, відносяться вибір коагулянтів, їх дози, значення рН середовища до і після введення реагентів, його температура, солевміст, склад домішок тощо.

Вибір коагулянту і його доза встановлюють експериментально для кожного джерела води.

Тому метою дослідження є фізико-хімічні закономірності коагуляційного очищення стічних вод від йонів Феруму (ІІІ).

В якості коагулянту використовували алюміній сульфат Al2(SO4)3×18H2О в дозах 1,25-20 мг/дм3 з перерахунком на чистий Al2(SO4)3.. Досліди для визначення оптимальної концентрації коагулянту проводилися на модельних розчинах, які імітують реальну стічну воду ПАТ «Гідросила МЗТГ» м. Мелітополя із вмістом йонів Феруму (ІІІ) 27 мг/л. Для встановлення кількісного вмісту йонів Феруму (ІІІ) використовували методику спектрофотометричного визначення з калій роданідом.

Коагулянт готували методом подвійного розбавляння в кількостях від 10 до 0,625 мг/л. До модельних розчинів додавали алюміній сульфат різної концентрації і перемішували вміст склянок протягом 10 хвилин. Після цього склянки залишали для відстоювання на 24 години.

Розчин відокремлювали від коагулянту за допомогою фільтру «червона стрічка» та аналізували його на вміст йонів Феруму (ІІІ). За одержаними результатами розраховували різницю вмісту йонів в розчині до і після коагуляції. При цьому також досліджувалася залежність ефективності процесу коагуляції від температури та рН середовища. Результати впливу дози коагулянту на ступень очищення стічної води від йонів Феруму (ІІІ) наведено в таблиці.

Таблиця

Залежність  ступеня очищення стічної води від йонів Феруму (ІІІ) від дози коагулянту

КонцентраціяAl2(SO4)3×18H2O, мг/л

10

5

2,5

1,25

0,625

Ступінь очищення ,%

10

45

60

30

15

 

Дослідження показали, що оптимальною дозою коагулянту є 2,5мг/л, але ж ступінь очищення не досягає необхідних нормативів.

Дослідження впливу температури на ступінь очищення модельних розчинів від йонів йонів Феруму (ІІІ) показали, що із зростанням температури від 15 до 20°С значно підвищується швидкість гідролізу коагулянтів. Внаслідок цього відбувається адсорбція на поверхні колоїднодисперсних часток, що у свою чергу призводить до зростання кількості пластівців і їх осадження. При збільшенні температури від 15 до 20°С ступінь очищення модельних розчинів від йонів Феруму (ІІІ) збільшується на 15-30%. Це пов’язано на наш погляд з тим, що при 20°С у Al2(SO4)3 ×18Н2О найбільша кінематична в’язкість. При подальшому збільшенні температури до 30°С ступінь очищення практично не змінюється, а збільшення температури до 50°С призводить до зменшення ступеня виділення йонів Феруму (ІІІ), що пов’язано, на наш погляд, із руйнуванням пластівців внаслідок збільшення швидкості руху частинок. 

Ступінь очищення модельних розчинів від йонів Феруму (ІІІ) максимальна при рН від 4,5 до 7, подальше збільшення значень рН не призводить до якого-небудь підвищення ступеня очищення.

Експериментально встановлено, що для досягнення максимального ступеня очищення стічної води «Гідросила МЗТГ» від йонів Феруму (ІІІ)  коагуляційний метод недостатньо ефективний, тому рекомендується його застосування в стадії доочищення стічної води після застосування флотації і адсорбції.

Література

1.       Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод / Лурье Ю.Ю. – М.: Химия, 1973. – 376с.

2.       Хромышева Е.А. Флотационное извлечение ионов тяжелых металлов из гальванических стоков / Е.А. Хромышева, А.Э. Жигирь, Л.Г. Попова// Materiaļy v międznarodowej naukovi-praktycznej konferencji «Europejska nauka XXI poiwieką – 2009». – Przemysl: Nauka i studia, 07-15 maja 2009 roku. – Volume 1. – P. 37-40.