Чукарина Ю.А., к.т.н. Зуева С.Б., д.т.н. Филимонова О.Н., проф. Вельо Ф.

Воронежский государственный университет инженерных технологий

Университет г. Аквила, Италия

Сорбент для очистки сточных вод на основе побочного продукта травления алюминиевых сплавов

Для очистки воды все большее применение находят неуглеродные сорбенты естественного и искусственного происхождения (глинистые породы, цеолиты и некоторые другие материалы). Использование таких сорбентов обусловлено достаточно высокой емкостью их, избирательностью, катионообменными свойствами некоторых из них, сравнительно низкой стоимостью и доступностью (иногда как местного материала).

Авторами, для очистки сточной воды пищевых предприятий, предложен побочный продукт травления сплавов алюминия. Анализ высушенного при температуре 100 0С отхода (рис. 1) показал наличие в основном составе следующих модификаций оксида алюминия: a– Al2O3∙3Н2О; Al2O3∙2Н2О (96–98 %) и примесей гидроксидов металлов, входящих в состав сплавов (2–4 %). В настоящее время данный продукт никак не используется и накапливается на полигоне твердых бытовых отходов. 

Рисунок 1 – Дифрактограмма сорбента полученного из отхода травления алюминиевых сплавов

Для повышения эффективности очистки сточной воды от растворенных примесей и увеличения скорости осаждения проведены эксперименты по изучению совместного использования сульфата алюминия и неорганического сорбента, полученного из отхода травления алюминиевых сплавов.

Результаты измерений показали, что средний диаметр частиц предлагаемого сорбента составил 5228 нм, а с величина ζ-потенциала поверхности сорбента в дистиллированной воде – 42,8 мВ. При введении сорбента в сточную воду величина ζ-потенциала увеличивается до -15,6 мВ, рН до 6,72однако укрупнение частиц не происходит. Совместное добавление сорбента и коагулянта изменяет ζ-потенциал сточной воды с -15,9 мВ до -3,06 мВ. Вариант поочередного добавления сначала сорбента а затем, после перемешивания в течении 60 с коагулянта с последующим перемешиванием в течении 195 увеличивает величину ζ-потенциала образовавшихся хлопьев до -1,07 мВ и эффект очистки сточной воды (рис. 2, 3).

Рисунок 2 – Влияние дозы коагулянта и способа ввода сорбента на величину ζ-потенциала: 1 – сточная вода + 10 %-й Al₂(SO₄)₃; 2 – сточная вода + сорбент (0,05 г/дм³ ) +10 %-й Al₂(SO₄)₃; 3 – суспензия (сорбент (0,05 г/дм³ ) + 10 %-й Al₂(SO₄)₃) + сточная вода

Рисунок 3 – Влияние способа введения коагулянта и сорбента на величину ζ-потенциала и эффект очистки сточной воды: 1 – сточная вода + 10 %-й Al₂(SO₄)₃; 2 – сточная вода + сорбент (0,05 г/дм³); 3 – суспензия (сорбент (0,05 г/дм³ ) + 10 %-й Al₂(SO₄)₃) + сточная вода; 4 – сточная вода + сорбент (0,05 г/дм³ ) + 10 %-й Al₂(SO₄)₃

Преимуществом предлагаемого метода является также и то, что при введении в сточную воду, полученного из побочного продукта, сорбента скорость осаждения увеличивается в 8-10 раз за счет утяжеления хлопьев. Образуется более плотный осадок, объем которого в 1,5 – 2 раза менее чем объем осадка, образующегося при осаждении хлопьев при добавлении только коагулянта.

Литература:

1. Шевченко, Т.В. Очистка сточных вод нетрадиционными сорбентами [Текст] / Т.В. Шевченко, М.Р.Мандзий, Ю.В. Тарасова // Экология и промышленность России. –2003. –№ 1. –С. 35–37.

2. Кульский, Л. А. Физико-химические основы очистки воды коагуляцией [Текст]/ Л. А. Кульский, А. М. Когановский, И. Т. Гороновский, М. А. Шевченко. – Киев: Издательство АН УССР, 1950.- 108 с.