BURAEV.RU - ООО Диана

В. В. КОТОМЦЕВ, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой, Уральская ГСХА, М. Э.БУРАЕВ, Л. П. ЛУЦКАЯ, ООО «Сорбент», г. Карпинск

В современной технологии очистки сточных вод в качестве фильтрующих материалов используют сорбенты природного происхождения: дроблёного антрацита, диатомита, трепела, мрамора и другие сорбенты [1].

В промышленном масштабе чаще используют фильтры из кварцевого песка, который предварительно отмывают и сортируют по величине частиц [2].

Однако кварцевый песок почти повсеместно дефицитен, отличается относительно высокой стоимостью и относительно низкой поглотительной способностью. Поэтому перед нами стоит задача разработать новые сорбенты, способные, при небольшой цене на их изготовление, проявлять высокие сорбционные свойства. Одним из таких сорбентов может быть белый шлам (БШ), в составе которого оксид кремния (20-25 %), оксид алюминия (25-35 %), оксид железа (3-10 %), оксид кальция (3-10 %), оксид натрия (15-20 %), оксид серы (3-6 %), оксид калия (0,5-2 %) с массовой долей влаги не выше 15 %. Данный сорбент изготавливается в соответствии с патентом РФ № 2053688 (А23К 1/16 опубл. 10.02.96 Бил. № 4) ООО «Диана», г. Карпинск Свердловской области.

Материал и методы

В лабораторных условиях готовили водный раствор БШ в концентрации 60,0 г/л и четыре пробы из нитратов свинца и кадмия, содержащие различные концентрации этих элементов (в пересчёте на элемент свинца - 0,13; 0,15; 0,20 и 4,51 г/л, кадмия - 13,2; 6,6; 10,0). Концентрации солей тяжёлых металлов подбирались в соответствии с их реальным содержаниям в сточных водах комбината «Электрохимприбор».

После смешивания ёмкости с растворами постоянно перемешивали. Пробы для исследования содержания тяжёлых металлов брали в течение суток через каждые 6 часов. Анализ концентрации тяжёлых металлов проводили на атомно-сорбционном анализаторе. Для определения процессов реадсорбции тяжёлых металлов с БШ проводили отмывание комплекса дистиллированной водой в течение 100 часов, из которых 32 часа - время постоянного перемешивания. В обоих экспериментах находили рН раствора ионометром.

Результаты эксперимента

При анализе полученных данных мы обнаружили, что БШ способен сорбировать на своей поверхности свинец в 44 раза через 6 часов, через 18 часов концентрация свинца падала в 50 раз. Однако через сутки концентрация свинца в жидкости вновь увеличивается до 4,51 г/л. Уровень кадмия после смешивания с БШ через 6 часов снижается с 13,2 до 0,04 г/л (в 330 раз). Однако через 18 часов уровень кадмия незначительно увеличивается до 0,08 г/л. Реакция среды изменялась в процессе сорбции через 6 часов с 2,3 до 5,2 (разница - 2,9). Через 12 часов проба мало отличалась от 6-ти часовой пробы, однако при пробе через 18 часов сорбции разница в рН составила 4.

Таблица 1. Результаты сорбци тяжёлых металлов на БШ

Таблица 2. Результаты экстрагирования тяжёлых металлов из БШ дистиллированной водой в течение 100 часов

При отмывании комплекса БШ и тяжёлых металлов дистиллированной водой с целью определения стабильности комплекса, обнаружено, что концентрация свинца остаётся стабильной в течение 100 часов и колеблется в пределах 2,0-3,75 г/л, кадмия - от 27,0- 35,0 г/л. При этом реакция среды не меняется и составляет рН 6,2-6,3.

Заключение

На основании проведённых исследований можно сделать заключение, что сорбент БШ в концентрации 60,0 г/ л, имеющий в качестве активной части своей структуры алюмосиликаты натрия в форме нозеана или садолита, способен выводить в течение суток до 45,1 % свинца и до 98,9 % кадмия из водных растворов,  при  этом  оптимальное время смешивания составляет для свинца до 12 часов, для кадмия - 18 часов. При этом соединения БШ и солей тяжёлых металлов являются водонерастворимыми. Полученные результаты эксперимента дают основание рекомендовать водоочистным предприятиям сорбционный способ очистки сточных вод с повышенным содержанием тяжёлых металлов.

Литература

1.  Кульский Л. А. Химия и технология обработки воды. Киев, 1960. с. 225.
2.  Жуков А. И., Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. Методы очистки производственных сточных вод. М.: Стройиздат, 1977. 208 с.

Источник: Аграрный вестник Урала №11-2 (78), 2010 г., Животноводство, с. 28-29