Доочистка сточных вод от ионов тяжелых металлов новым сорбентом на основе модифицированных глин

Аннотация

В биологически очищенных городских и промышленных сточных водах присутствуют ионы тяжелых металлов, концентрации которых часто превышают ПДК для водоемов рыбохозяйственного значения. В практике доочистки сточных вод распространенным методом является сорбция на активированных углях. Но угли имеют высокую стоимость и малоэффективны при удалении ионов тяжелых металлов. В последнее время для доочистки используют цеолиты, позволяющие достичь ПДК_рыбхоз, но их сорбционная емкость невелика. Для снижения стоимости доочистки нужны принципиально новые сорбционные материалы, которые лишены недостатков активированного угля и цеолитов, широко распространены и доступны. Представлены результаты исследований по извлечению ионов тяжелых металлов из модельного многокомпонентного раствора с применением новых сорбентов на основе модифицированных глин и торфа Самарского региона. Активацию проводили термическим способом. Для глубокой очистки сточных вод от ионов меди, железа, марганца, цинка и свинца наиболее эффективным оказался сорбент, изготовленный из двух видов глин и торфа в равных соотношениях с эмульсией поливинилацетата в качестве связующего. Требуемая продолжительность контакта сорбента и раствора составила 90 минут. Для удаления алюминия может быть использован сорбент, полученный из двух видов глин, торфа, древесной золы и поливинилацетата при длительности контакта с раствором 150 минут. Сорбенты, изготовленные на основе глин Самарского региона, позволяют достичь ПДК_рыбхоз при доочистке биологически очищенных городских и промышленных сточных вод от меди, железа, марганца, цинка, свинца и алюминия.

Ключевые слова

доочистка сточных вод , сорбент , ионы тяжелых металлов , модифицированная глина , кинетика сорбции

Подробнее...

DOI 10.35776/VST.2021.05.03
УДК 628.316.12

Стрелков А. К., Степанов С. В., Панфилова О. Н., Арбузов А. В.

Доочистка сточных вод от тяжелых металлов природными и модифицированными глиносодержащими сорбентами

Аннотация

Представлены результаты исследований сорбции ионов тяжелых металлов глиносодержащими сорбентами из сточных вод гальванического производства. Цель испытаний, проведенных на пилотной установке, – разработка технологической схемы для доочистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и извлечения отработанного сорбента с применением намывного патронного фильтра со слоем перлита. В испытаниях использовались: термически модифицированный сорбент на основе природных материалов – модифицированная глина, а также смесевый сорбент, состоящий из монтмориллонита, торфа и доломита в соотношении 5:4:1 без термической обработки. Исследования проводились по восьми ионам тяжелых металлов в диапазоне низких концентраций, характерных для сточных вод, поступающих на доочистку после отстаивания с корректировкой рН. Основные технологические параметры доочистки: pH 8; продолжительность контакта сорбента с обрабатываемыми водами 90 мин, доза сорбентов 1–1,6 г/л. Отделение отработанного сорбента от очищенной воды было предусмотрено в две ступени – отстаиванием и фильтрованием на патронном намывном фильтре. Введение коагулянта «Аква-АуратТМ-30» дозой 40 мг/л по Al₂O₃ позволило снизить концентрацию взвешенных веществ в осветленных сточных водах, подаваемых на намывные фильтры, до 8 мг/л для модифицированной глины и 15 мг/л для смесевого сорбента. Удельная производительность намывного слоя составила 23 м³/(ч·м²), расчетная удельная нагрузка по взвеси на поверхность фильтра составила для модифицированной глины 850 г/м², для смесевого сорбента – 680 г/м². Расчетная продолжительность фазы фильтрования намывного слоя при использовании предварительного реагентного отстаивания составила 4,6 и 2 ч для модифицированной глины и смесевого сорбента соответственно. Обеспечена эффективность очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов на уровне ПДК для водных объектов рыбохозяйственного значения.

Ключевые слова

сточные воды , сорбция , тяжелые металлы , модифицированная глина , доломит , монтмориллонит , торф , намывной фильтр