Русинова И.Н.

ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова», Россия

Перспективы очистки воды на основе применения сорбента выполненного из глауконита

На сегодняшний день вода является одним из главных источников жизни на земле, а качество питьевой воды – один из важнейший фактор экологического благополучия. Бурный рост и развитие промышленности различных стран негативно сказывается на качестве питьевой воды вследствии выброса в реки большого количества вредных веществ. С каждым годом экологическая обстановка воды в реках ухудшается. Данная проблема не обошла стороной и водоемы Саратовской области.

В результате сброса плохо очищенных сточных вод в реку Волга, вода в Волгоградском водохранилище сильно загрязнена и относится к классу «загрязненная», табл. 1. Проведя замеры качества воды было отмечено, что допустимая концентрация многих веществ в несколько раз превышает допустимые нормы. В первую очередь это связано с тем, что применяемая технология очистки сточных вод и воды забираемой с поверхностных водоемов не достаточно эффективна.

Таблица 1 - Концентрации некоторых загрязняющих веществ (доли ПДК) в воде Волгоградского водохранилища в 2012 году

Загрязнители	выше Саратова (с. Пристанное)	район оврага Белоглинский	ниже Саратова (с. Увек)
Ртуть	15	15	15
Железо общее	3,2	2,6	2,7
Медь	3	2	3
Нефтепродукты	1,9	1,5	1,7
Никель	1,4	1,4	1,2

Для очистки сточных вод от металлов и нефтепродуктов применяют: механические, физико-химические, химические и биологические методы.

Из механических методов практическое значение имеют отстаивание, центрифугирование и фильтрование; из физико-механических – флотация, коагуляция и сорбция; из химических – хлорирование и озонирование; из биологических – применение микроорганизмов.

Рассматривая достоинства и недостатки существующих методов очистки воды и применяемых технологий было установлено, что наилучшими свойствами обладает физико-механический метод – сорбция. В качестве сорбирующего материала применяются различные углесодержащие катализаторы, шунгитовые и прочие сорбенты. Однако необходимо отметить тот факт, что данные сорбенты имеют высокую стоимость, что влечет за собой повышение стоимости очищенного кубического метра воды.

С целью снижения стоимости очистки воды нами предлагается применять в качестве сорбирирующего элемента – глауконит. Природный минерал глауконит (от греческого glaukos – голубовато-зеленый) был открыт в 1828 г. и получил известность как минеральное удобрение. Основой минерала является природный сорбент глинистый алюмосиликат, широко распространённый в природе.

Глауконит обладает высокими абсорбционными и катионообменными свойствами. Ионообменная способность 0,1-0,4 моль/кг, пористость 20-25%, твердость 1,3-2,0, плотность 1,8-3,0, размер частиц от 0,03 до 0,65мм. Емкость катионного обмена концентрата глауконита изменяется от 390 до 550 мг/экв на 1 грамм навески. Минерал обладает способностью избирательного поглощения катионов и долгоживущих радиоизотопов.

Предельная поглотительная способность по отношению к тяжелым металлам: меди - 781,2; никеля - 342,4; железа - 1317 мг/экв на 1 кг минерала.

Способность глауконита извлекать тяжелые металлы из растворов составляет (в % от исходного содержания) Pb-99, Hg-64, Co-97,Cu-96,Cd-96, Mn-95, Cr-92, Ni-90 Zn-90, Fe-99. Кроме этого, глауконит обладает высокой емкостью к фенолу и пиридину, т.е. способностью поглощать нефтепродукты.

В настоящее время была разработана технология комплексного гранулированного наноструктурированного сорбента. Был проведен сравнительный анализ очистки воды с применением комплексного гранулированного наноструктурированного сорбента на основе глауконита и его основных существующих аналогов. Исследования проводились в Центре Санэпиднадзора Саратовской области. Результаты исследований показали, табл. 2, что применение гранулированного глауконита позволяет в воде снизить содержание вредных металлов железа, марганца, меди, а так же содержание фенола.

Таблица 2 - Сопоставление содержания вредных примесей в воде до и после очистки различными сорбентами

	До очистки	После очистки
		гранулированный глауконит	Manganese Greensand	Birm	активированный уголь
Содержание ионов железа (II) в воде, мг/л	20,16	0,08	0,09	0,08	0,56
Содержание ионов марганца (II) в воде, мг/л	11,21	0,02	0,06	0,05	0,40
Содержание ионов меди в воде, мг/л	9,95	0,09	8,61	9,90	3,10
Содержание фенола в воде, мг/л	1,50	0,005	1,4	1,4	0,001
Окисляемость воды, мгО2/л	15,60	4,30	15,1	14,9	2,2

Проведя сопоставления полученных данных с результатами очистки воды с применением других сорбентов можно утверждать, что качество очистки воды с применением гранулированного сорбента выполненного из глауконита в несколько раз лучше по сравнению с известными аналогами. При этом цена гранулированного глауконита в 2-2,5 раза ниже цены известных аналогов.