Очищення стічних вод від барвників шляхом адсорбції на природних дисперсних сорбентах

Abstract

Дисертацію присвячено розробленню технології очищення стічних вод від органічних барвників шляхом їхньої адсорбції на природних дисперсних сорбентах – глауконіті та палигорськіті. Здійснено моніторинг забруднень поверхневих вод України органічними барвниками зважаючи на локалізацію підприємств, які виробляють і застосовують барвники у своїх технологіях. Виконано токсикологічну оцінку барвників, від яких досліджено очищення стоків, а саме – активного алого 4ЖТ та аніонного червоного 8С. На основі теоретичного аналізу розроблено методику опрацювання кінетичних рівнянь, яка ґрунтується на використанні інтегрального методу. Для аналізу досліджуваних процесів запропоновано найбільш використовувані теоретичні моделі адсорбції. Розроблено принципову технологічну схему процесу очищення стічних вод від барвників шляхом застосування природних дисперсних сорбентів. Здійснено розрахунок еколого-економічного ефекту, який досягається у випадку впровадження розробленої технології для очищення стоків фарбувально-обробних підприємств України. Диссертацию посвящено разработке технологии очистки сточных вод от органических красителей путем адсорбции их на природных дисперсных сорбентах – глауконите и палигорските. Проведен мониторинг загрязнений поверностных вод Украины органическими красителями, исходя из локализации предприятий, которые производят и используют красители в своих технологиях. На основании анализа данных мониторинга установлено, что только для покрасочно-обрабатывающих предприятий Украины часовой расход стоков, загрязненных исследуемыми красителями активным алым 4ЖТ и анионным красным 8С, составляет 4800 м3. В основном опасность загрязнения поверхностных вод Украины сточными водами, содержащими органические красители, относится к бассейну реки Днепр. С помощью программы PASS определена токсичность исследуемых красителей, которая составляет: для активного алого 4ЖТ – 91%, для анионного красного 8С – 85%. На основании теоретического анализа разработана методика обработки кинетических уравнений, которая базируется на использовании интегрального метода. Для анализа исследуемых процессов предложены наиболее часто используемые теоретические модели адсорбции: Ленгмюра, обратного Ленгмюра, Редриха – Петерсона, Ленгмюра-Френдлиха, Дубинина-Радушкевича, Тоса, модифицированного Дубинина-Радушкевича, би-Ленгмюра. Полученные зависимости использованы для создания программы, которая использовалась в дальнейшем с целью идентификации экспериментальных данных с указанными выше изотермами, расчета статистических оценок апроксимаций, установления значения кинетических констант, а также построения кривых кинетики с использованием полученных кинетических констант. Экспериментально установлено кинетику адсорбции органического красителя анионного красного 8С на природных дисперсных сорбентах – глауконите и палигорските при разных температурах и начальных концентрациях красителя в модельном растворе. С помощью разработанного программного обеспечения проведено идентификацию экспериментальных данных с известными теоретическими моделями. Рассчитаны статистические оценки адекватности идентификации, анализ которых дал возможность утверждать, что в случае использования в качестве сорбента глауконита наиболее удачно описывают процесс модели Редриха-Петерсона, Тоса, Дубинина – Радушкевича, модифицированного Дубинина-Радушкевича и Ленгмюра-Френдлиха, а в случае использования палигорскита – модели модифицированного Дубинина-Радушкевича и Ленгмюра-Френдлиха. Рассчитанные значения кинетических констант адсорбции красителя анионного красного 8С на глауконите и палигорските, которые в дальнейшем можно использовать для рассчета промышленных процессов адсорбционной очистки и промышленной адсорбционной аппаратуры. Разработана принципиальная технологическая схема процесса очистки сточных вод от красителей путем применения природных дисперсных сорбентов, которая предоставлена для использования в Сумской государственный научно-исследовательский институт минеральных удобрений и пигментов с целью очистки стоков от красителей. Проведен рассчет эколого-экономического эффекта, достигаемого в случае внедрения разработанной технологии для очистки стоков покрасочно-обрабатывающих предприятий Украины, который составит 449 100 гривен в год. The dissertation is devoted to developing of the technology of wastewater cleanout from organic pigments by adsorption them on the natural dispersive sorbents: glauconite and palygorskit. The monitoring the pollution of surface waters of Ukraine with organic pigments according to the location of the enterprises which produce pigments and which use them in their technologies was carried out. Toxicological evaluation of the pigments, wastewater cleanout from which is being researched: active scarlet 4GT and anion red 8C, was carried out. The methods of working–out kinetic equations which is grounded on using of the integral method was developed on the base of the theoretical models of adsorption were offered for analysis of the researched process. The principle technological scheme of the process of wastewater cleanout from pigments by applying natural dispersive sorbents was developed. The calculation of ecologic and economic effect which could be reached in case of inculcation of the developed technology for cleanout of wastewaters of dyeing and manufacturing enterprises of Ukraine.