Kosarev A. V., Atamanova O. V., Tikhomirova E. I., Istrashkina M. V. ВведениеПроблема очистки сточных вод от органических соединений в настоящее время приобретает все большую значимость. Это связано с расширением сферы промышленного применения данных соединений. В настоящее время возрастает актуальность разработки подходов к решению Аннотация Введение: в настоящее время возрастает актуальность разработки подходов к решению проблемы очистки сточных вод на основе разработки технологий, основанных на применении адсорбционных процессов. Методы и результаты: работа выполнена на основе моделирования кинетики адсорбции 2-метиланилина бентонитом, модифицированным поверхностно-активными веществами. Результат: установлено, что эффективность адсорбции увеличивается в ряду: этиленгликоль-глицерин-полиэпоксид. Предложена кинетическая модель, позволяющая определить взаимосвязь степени извлечения загрязнителя из воды с кинетическими характеристиками процесса адсорбции. В этом же ряду возрастают коэффициент диффузии, динамическая адсорбционная емкость, коэффициент защитного действия адсорбента и снижается период полуотработки адсорбционной емкости. Данные закономерности объясняются увеличением межслоевого расстояния при модификации адсорбента, снижением полярности микроокружения адсорбата в структуре модифицированного адсорбента и возрастанием эффективности взаимодействия адсорбента и модификатора. Предельная емкость модифицированного бентонита возрастает по сравнению с немодифицированным: в 2,1 раза при модификации бентонита этиленгликолем; в 2,4 раза -при модификации глицерином; в 3,1 раза -при модификации полиэпоксидом. Заключение: при помощи разработанных моделей возможно усовершенствование адсорбционного процесса очистки промышленных сточных вод от ароматических аминов с помощью модификации алюмосиликатных адсорбентов малополярными поверхностно-активными веществами. Ключевые слова: адсорбция, бентонит, модификаторы, кинетика, эффективность водоочистки. AbstractIntroduction: the urgency of developing problem-solving approaches of wastewater treatment based on the development of technologies based on the use of adsorption processes is growing nowadays. Methods and materials: the article deals with kinetic modeling of 2-methylaniline adsorption on bentonite, modified by surface-active substances. Results: it is found that the efficiency of adsorption was increasing in a series ethylene glycol-glycerol-polyepoxide. A kinetic model has been proposed to define the relationship between pollutant extraction from the water with the kinetic characteristics of the adsorption. This is because diffusion coefficient, dynamic adsorption capacity, adsorbent protection coefficient increases, and half-year period of absorbed capacity decreases. These consistencies are explained by interlayered distance increasing when modifying the adsorbent, decreasing of the adsorbate microenvironment polarity in the structure of the modified adsorbent and increasing the efficiency of the adsorbent and modifier interaction. The limiting capacity of the mod...
Wastewater of many types of industries contribute to the entry into open water bodies of toxic organic compounds, the concentrations of which in some cases exceed the Maximum Permissible Concentration for Water in Commercial Fishery Reservoirs. Typical representatives of toxic organic pollutants in the aquatic environment are aromatic nitro and amino compounds. Currently, a significant number of wastewater treatment methods have been developed. One of the most promising methods of water treatment are adsorption methods. Of considerable interest is the use of natural clay minerals as sorption materials for wastewater treatment. The object of the study is model solutions of nitro and amino compounds, the adsorption of which was studied on different versions of modified bentonites. In this work, the adsorption capacity of modified bentonite with five different acid activation variants upon extraction of n-dinitrobenzene and o-phenylenediamine from solutions was studied. The adsorption parameters of the studied variants of bentonite, such as the adsorption value G, mg/g; interfacial distribution coefficient Kd, mg/dm3; degree of adsorption recovery S, %. The constructed adsorption isotherms made it possible to identify the most effective variants of modified bentonite with additional activation by acid to extract aromatic nitro and amino compounds from solutions. The best adsorption ability upon extraction of p-dinitrobenzene from a solution was shown by glycerin-modified bentonite, subjected to heat treatment at 550 °C, the average fraction of granules, after activation with 9 % HCl solution and 30 % CaCl2 solution. The best adsorption ability upon extraction of o-phenylenediamine from a solution was shown by glycerin-modified bentonite, subjected to heat treatment at 550 °C, the average fraction of granules, after activation with 18 % HCl solution and 38 % CaCl2 solution.
Рассматривается проблема адсорбционной очистки сточных вод промышленных предприятий. В качестве сорбционных материалов предлагаются глинистые материалы -бентониты, модифицированные включением в их структуру углеродных нанотрубок и глицерина. Изучение сорбционных материалов на основе модифицированного бентонита направлено на установление таких модификаций бентонита, которые позволили бы обеспечить максимально возможное извлечение из загрязненных производственных сточных вод нитро-и аминосоединений. Методы и материалы. Исследования сорбционной активности бентонитов проводились на модельных растворах о-фенилендиамина и п-динитробензола. Изучены возможные кислотная (HCl) и солевая (CaCl 2 ) активации модифицированного бентонита. Концентрации о-фенилендиамина и п-динитробензола в фильтрате определялись методом фотометрического анализа. Статистическая обработка результатов экспериментов проводилась с помощью пакета программ Statistica for Windows 6.0. Результаты. Установлено, что наилучшей сорбционной способностью в статических условиях по отношению к п-динитробензолу обладает бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками после активации этого сорбента 9 %-ным раствором HCl и 30 %-ным раствором CaCl 2 , а лучшей сорбционной способностью по отношению к о-фенилендиамину обладает бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками, но после активации этого сорбента 18 %-ным раствором HCl и 38 %-ным раствором CaCl 2 . Величина адсорбции о-фенилендиамина бентонитом, модифицированным углеродными нанотрубками, значительно выше, чем сорбция п-динитробензола: Г ∞ = 66,9 мг/г против Г ∞ = 2,41 мг/г. Подобная картина наблюдается и при сравнении значений адсорбции бентонитом, модифицированным глицерином, однако здесь разница в значениях чуть меньше: Г ∞ = 64,8 мг/г против Г ∞ = 1,95 мг/г. Рекомендовано назначать параметры адсорбционных фильтров цилиндрической формы в составе станций очистки сточных вод от нитро-и аминосоединений исходя из соотношения высоты к диаметру адсорбционной колонны, равного H/D = 1,4. Ключевые слова: адсорбция, модифицированный бентонит, глицерин, углеродные нанотрубки, о-фенилендиамин, п-динитробензол, эффективность водоочистки.