МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД С

Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань: АИСИ, 2011. 290 с.
МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗЛИЧНЫХ СОРБЕНТОВ
А. Р. Салахутдинова
Астраханский инженерно-строительный институт
г. Астрахань, Россия
В настоящее время проблема загрязнения природной среды становится
наиболее значимой не только в России, но и во всем мире. Развитие
промышленности, увеличение числа автотранспорта, использование воды на
нужды сельского хозяйства приводят к повышенному загрязнению гидросферы.
По данным Государственного доклада о состоянии водных ресурсов
суммарный забор воды из природных источников в 2004 г. составил 79,4 млрд
м3. Несмотря на то, что в последнее время в России забор воды из природных
водоисточников уменьшается, объем сбрасываемых сточных вод остается
значительным и составляет 51,3 млрд м3 в том числе загрязненных 46,0 млрд м3.
В структуре сброса загрязненных сточных вод в 2004 г. преобладали стоки
жилищно-коммунального хозяйства (61,6 %), промышленность сбрасывала –
30,5 %, сельское хозяйство – 6,9 % и прочие отрасли 1,0 %. Из всего
вышеперечисленного,
следует
отметить,
что
проблема
очистки
производственных сточных вод стоит довольно-таки остро.
Для очистки промышленных сточных вод разработан целый ряд методов
и технологий, таких как флотация, гиперфильтрация, обратный осмос и другие,
позволяющие снижать антропогенную нагрузку на водные объекты.
Заключительным этапом в технологических процессах, как правило, является
доочистка стоков с применением сорбционных материалов. Поэтому проблема
комплексной очистки сточных вод от этих элементов и органических
соединений является актуальной и разработка новых сорбентов имеет большое
научное и практическое значение. Сорбционные методы очистки воды
являются наиболее перспективными и ресурсосберегающими для систем
водоснабжения и водоотведения. Используемые сорбенты должны быть просты
в эксплуатации и обладать высокими технологическими характеристиками.
Описание новейших искусственных и природных сорбентов, которые могут
быть применены в системах водоотведения различных промышленных
предприятий, дано ниже.
Описано изобретение, которое относятся к ионообменным сорбентам на
основе природных цеолитов, модифицированных синтетическими полимерами,
и могут быть использованы в различных отраслях промышленности и при
решении экологических проблем для очистки природной воды или сточных вод
от радионуклидов цезия и стронция, от тяжелых металлов и аммония, от
108
Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань: АИСИ, 2011. 290 с.
нефтепродуктов и других органических соединений. Предложен способ
получения органоминерального сорбента путем полимеризации олефина на
поверхности частиц тонкодисперсного минерала под действием каталитической
системы, включающей металлсодержащий катализатор и сокатализатор
алюмоксан, закрепленный на поверхности частиц минерала в процессе
взаимодействия алюминийорганического соединения общей формулы AlRnХ3-n,
где R - С2-С4-алкил, Х - Cl или Н, n=2-3, с водой минерала, в котором в качестве
тонкодисперсного минерала используют природный цеолит с размером частиц
менее 60 мкм, содержащий реакционноспособную воду в количестве 9-15 %, от
массы цеолита, в качестве металлсодержащего катализатора используют
соединение ванадия или цирконоцен и полимеризацию олефина ведут до
образования на поверхности частиц цеолита высокомолекулярного
полиолефинового покрытия, составляющего 2-10 % от массы сорбента.
Получен эффективный органоминеральный сорбент, обладающий высокими
ионообменными и сорбционными свойствами, что позволяет использовать его
при осуществлении сорбционных процессов в динамических условиях.
Полимерное покрытие обладает твердостью и высокой химической
инертностью, что позволяет использовать получаемый сорбент многократно [1].
Известен способ получения сорбентов для очистки сточных вод от легких
нефтепродуктов. В способе получения сорбента для очистки воды от легких
нефтепродуктов на основе целлюлозосодержащего материала путем его
термообработки согласно изобретению в качестве целлюлозосодержащего
материала используют верховой торф моховой группы малой степени
разложения, который предварительно измельчают с последующим
гранулированием до получения гранул диаметром 2÷3 мм, а термообработку
проводят при температуре 165÷175 °С без доступа воздуха в течение 40÷60
минут. При этом перед термообработкой торфяные гранулы их подсушивают
до влажности 14÷16% в естественных условиях. Способ обеспечивает
получение высокоемкого сорбента при небольших энергозатратах [2].
Описано изобретение, которое относится к получению сорбентов для
очистки воды и может быть использовано для очистки питьевой или
промышленной воды с высоким содержанием ионов тяжелых металлов и
полярных органических веществ, в частности красителей. Способ включает
обработку природного алюмосиликата (цеолита, вспученного вермикулита или
их смесь) раствором хитозана в разбавленной уксусной кислоте при массовом
отношении алюмосиликата к раствору хитозана, равном 1:1, и конечном
значении рН раствора над осадком, равном 8-9. Сформировавшуюся
пластичную массу гранулируют продавливанием через фильеры заданного
размера, полученные гранулы сушат, после чего обрабатывают раствором
гуминовых кислот, взятых в количестве, обеспечивающем полное связывание
аминогрупп хитозана. Затем гранулы сорбента отделяют от раствора и
отверждают образовавшийся на поверхности гранул полимерный слой.
Техническим результатом является получение сорбента, обладающего наряду с
высокими адсорбционными свойствами хорошими технологическими
параметрами, а именно высокой фильтруемостью и прочностью за счет
109
Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань: АИСИ, 2011. 290 с.
создания на поверхности гранул отвержденного слоя [3].
На наш взгляд, перспективным является изобретение, которое относится
к химической промышленности и может быть использовано в процессе очистки
от ртути сточных вод. Для осуществления способа проводят подготовку
сорбента-анионита ВП-1АП путем модифицирования его водной суспензией
дихлорантина. Сточные воды подщелачивают, фильтруют, подкисляют и
проводят ионообменную сорбцию соединений ртути с помощью
подготовленного сорбента. Анионит ВП-1АП перед модифицированием его
дихлорантином предварительно переводят в хлор-форму обработкой 5%-ным
раствором НС1. Водную суспензию с дихлорантином выбирают с массовой
долей дихлорантина 2 %, а обработку сорбента суспензией ведут в течение 5-6
часов. После ионообменной сорбции ртути и ее соединений из сточных вод
очищенную воду подщелачивают. Ртутьсодержащий шлам после фильтрования
и отработанный сорбент после сорбции направляют на переработку. Обработку
анионита водной суспензией с дихлорантином производят с обеспечением
пеногашения и равномерного распределения дихлорантина в суспензии. Способ
обеспечивает уменьшение концентрации ртути в очищаемой воде до значений,
не превышающих гигиенического норматива с одновременным повышением
производительности и эффективности очистки от ртути как в ионной, так и в
металлической форме [4].
Описан способ получения минеральных сорбентов на основе пористых
минералов, предназначенных для сорбционной очистки сточных вод от
формальдегида,
он
может
быть
использован
в
химической,
деревоперерабатывающей
промышленности,
например
для
очистки
промышленных сточных вод. Сорбент получают путем последовательной
термической и химической обработки предварительно измельченной опалкристобаллитовой породы, при этом сначала ведут термическую обработку
прокаливанием при 150-500 °С в течение 60-180 минут, а потом ведут
химическую обработку модифицирующим реагентом, в качестве которого
используют 5-20 % водный раствор γ-аминопропилтриэтоксисилана, указанную
обработку ведут при температуре рабочего помещения в течение 15-45 минут.
Сорбент доводят до готовности путем сушки, промывки водой и повторной
сушки. Технический результат – расширение сырьевой базы для получения
селективных сорбентов по формальдегиду. Получаемый сорбент эффективен
при очистке сточных вод с содержанием формальдегида от 10 мг/л до 150
мг/л [5].
Для нас важным является изобретение, которое относится к способам
получения сорбентов из природного сырья. Измельчают опоку Астраханской
области, содержащую (мас.%): SiO2 - 78-80; А12О3 - 18-22, Fe2O3 - 0,5; Н2O 0,2-0,5; CaSO4 - 0,3-0,5; СаСО3 - 0,12-0,8, выделяют частицы размером от 3 до
10 мм в поперечнике, промывают водой до удаления пыли и высушивают при
100-105 °С до остаточной влажности 2 %. Изобретение позволяет получить
экологически чистый сорбент [6].
Это наиболее перспективный сорбент для очистки сточных вод, так как
исходным материалом являются опоки Астраханской области. Сорбент
110
Научный потенциал регионов на службу модернизации. Астрахань: АИСИ, 2011. 290 с.
позволяет очищать воду от большого числа неорганических и органических
соединений при минимальных затратах.
Дальнейшее развитие в этом направлении это поиск новых вариантов
сорбентов, обладающих высокими технологическими и сорбционными
свойствами,
которые
можно
использовать
для
очистки
высококонцентрированных производственных сточных вод.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.
Мешкова И.Н., Никашина В.А., Гринев В.Г., Ушакова Т.М., Серова И.Б., Кудинова
О.И., Ладыгина Т.А., Новокшонова Л.А. Органоминеральный сорбент на основе цеолита и
способ его получения. Патент RU 2 287857 С1. Заявлено 03.08.2005 г. Опубликовано
10.10.2006 г. бюл. № 28.
2.
Испирян С.Р. Способ получения сорбента для очистки воды от легких
нефтепродуктов. Патент RU 2 270718 С1. Заявлено 05.10.2004 г. Опубликовано 27.02.2006 г.
бюл. № 6.
3.
Шапкин Н.П., Постойкин В.В., Завьялов Б.Б., Нгуен Т.Н. Способ получения сорбентов
для очистки воды. Патент RU 2 277 013 С1. Заявлено 01.12.2004 г. Опубликовано 27.05.2006
г. бюл. № 15.
4.
Володин Н.И., Чичура Т.М. Сорбент очистки сточных вод от соединений ртути.
Патент RU 2 353 588 С2. Заявлено 16.11.2006 г. Опубликовано 27.04.2009 г. бюл. № 12.
5.
Иванов М.Г., Лихарева О.Б., Матерн А.И. Способ получения сорбента для очистки
сточных вод от формальдегида. Патент RU 2 358 799 С1. Заявлено 04.05.2008 г.
Опубликовано 20.06.2009 г. бюл. № 17.
6.
Алыков Н.М., Алыков Е.Н., Яворский Н.И., Алыкова Т.В. Способ получения
природного сорбента для очистки воды в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Патент RU 2 370 312 С2. Заявлено 10.08.2007 г. Опубликовано 20.02.2009 г. бюл. № 29.
111