Экология/4. Промышленная экология и медицина труда

Студ. Беляева Е.Е., студ. Ворошилова Е.В.

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет), г. Кемерово, Россия

ВЛИЯНИЕ ПРИСУТСТВИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ НА АДСОРБЦИЮ ПИРИДИНА ИЗ СТОЧНЫХ ВОД

Исследовано влияние неорганических солей с низкой концентрацией на адсорбционное извлечение пиридина. Установлено, что присутствие минеральных компонентов изменяет механизм взаимодействия сорбент – сорбат и понижает адсорбцию пиридина из смеси с KCNS.

Сточные воды коксохимических предприятий даже после биологической очистки содержат пиридиновые основания с концентрациями, не позволяющими сбрасывать их в водоемы рыбохозяйственного назначения или использовать в замкнутых водооборотных циклах [1].

Влияние неорганических солей на адсорбцию органических соединений связано с изменением взаимодействия растворенное вещество – растворитель. Известно, что присутствие минеральных компонентов увеличивает адсорбцию анилина и нитробензола за счёт понижения их растворимости [2]. Влияние неорганических соединений на адсорбцию пиридина изучалось только для минеральных адсорбентов, основной механизм реализации процесса адсорбции на которых – ионный обмен [3]. Сведения о влиянии солей на адсорбционное извлечение пиридина углеродными адсорбентами отсутствуют.

На примере KCNS, NH₄Cl и их смеси при содержании NH₄Cl 140 мг/дм³, а KCNS - 3 мг/дм³, что отвечает максимальной концентрации солей в сточных водах коксохимических производств, было изучено влияние минеральных солей на адсорбцию пиридина активными углями. Концентрация растворов пиридина варьировалась от 0.2 мг/дм³ до 1.5 г/дм³. В качестве сорбента использовался АУ марки СКД-515.

Изотермы адсорбции пиридина из органоминеральных смесей представлены на рис. 1. Установлено, что KCNS оказывает более заметное влияние на адсорбционное извлечение пиридина. Его присутствие в растворе приводит к снижению адсорбции пиридина в области высоких равновесных концентраций (рис. 1а), а также к изменению форм изотерм адсорбции органического вещества с H на L, то есть ослаблению связи пиридина с поверхностью АУ (рис. 1б).

Рис. 1. Изотермы адсорбции пиридина АУ марки СКД-515 из водного раствора (♦) и растворов с NH₄Cl (■), KSCN (◊) и смеси NH₄Cl и KSCN (▲) при постоянной концентрации минеральных компонентов: а- в исследуемом интервале концентраций; б- начальные участки.

В присутствии только NH₄Cl сохраняется сильное специфическое взаимодействие сорбент – сорбат.

Оценка параметров адсорбции с использованием уравнения Дубинина – Радушкевича показала, что введение данного количества минеральных солей в раствор незначительно меняет адсорбционные параметры: изменение максимальной адсорбции пиридина при введении в раствор NH₄Cl или его смеси с KCNS находится в пределах погрешности изменений, а в случае KCNS не превышает 10%

Наблюдаемые изменение адсорбции пиридина являются суммарным эффектом действия всех минеральных ионов, в основном NH₄⁺ и SCN⁻, изменяющих гидратацию пиридина. Особенно ярко этот эффект проявляется в области низких равновесных концентраций.

Список литературы:

1. Кагасов, В.М. Очистка и использование сточных вод коксохимических предприятий / В.М. Кагасов, И.В. Пименов // Кокс и химия. – 1991. № 3. С. 62-63.

2. Когановский, А.М. Адсорбция органических веществ из воды / А.М. Когановский, Н.А. Клименко, Т.М. Левченко и др. - Л.: Химия, 1990. – 256 с.

3. Baker, R.A. Pyridine Sorption from Aqueous Solution by Montmorillonite and Kaolinite / R.A. Baker, Ming-Dean Lun // Water Research. – 1971. № 5. Р. 839-848.