Повышение эффективности очистки сточных вод гальванических производств с использованием титансодержащих коагулянтов и мембранной очистки

Установлено, что применение комплексных титансодержащих реагентов позволяет в значительной мере повысить эффективность очистки сточных вод и добиться снижения остаточных концентраций соединений тяжелых металлов до нормативных значений. Для дальнейшего разделения коагулированных шламов от очищенной воды предложено использовать фильтрационные методы с применением керамических трубчатых фильтров. Подтверждено значительное увеличение скорости фильтрации титансодержащих коагуляционных шламов, приводящее к росту производительности очистного оборудования на 20–30 %. Рекомендовано для очистки кислотно-щелочных и хромсодержащих сточных вод сочетание процесса коагуляции примесей путем обработки стоков комплексным титансодержащим коагулянтом с последующим фильтрованием образующегося шлама с применением специальных керамических трубчатых фильтров.

1. Shah M.P., Bera S.P., Töre G.Y. (Eds.). Advanced Oxidation Processes for Wastewater Treatment: An Innovative Approach (1st ed.). CRC Press. 2022. 298 p. https://doi.org/10.1201/9781003165958.

2. Simonič M. Reverse Osmosis Treatment of Wastewater for Reuse as Process Water A Case Study. Membranes. 2021. № 11. Р. 976. https://doi.org/10.3390/membranes11120976.

3. Миташова Н.И., Грибач Е.А., Назарова Е.А., Волков В.А., Смирнова В.А. Очистка сточных вод, содержащих ПАВ, и их повторное использование. Известия МГТУ "МАМИ". 2013. Т. 7. №3. C. 48—51. doi: 10.17816/2074-0530-67990.

4. Barrera-Díaz C.E., Lugo-Lugo V., Bilyeu B. A review of chemical, electrochemical and biological methods for aqueous Cr(VI) reduction. J. Hazard. Mater. 2012. № 223—224. Р. 1—12.

5. Климова О.В., Филатова Е.Г., Дударев В.И., Соболева А.А. Оптимизация электрокоагуляционной технологии удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод. Вода: химия и экология. 2014. № 2. С. 36—40.

6. Heidman I., Calmano W. Removal of Zn (II), Cu (II), Ni (II), Ag (I) and Сr (VI) present in aqueous solution by aluminum electrocoagulation. J. Hazard. Mater. 2008. V. 152. Р. 934—941.

7. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., Глобус. 2002. 352 с.

8. Kolesnikov A.V., Pyae A., Davydkova T.V., Kolesnikov V.A. Establishment of regularities of electroflotation extraction of non-ferrous metal (Cu, Ni, Zn, Co, Fe) hydroxides from wastewater of various compositions in the presence of industrial surfactants. Non-ferrous Metals. 2021. № 1. P. 3—9.

9. Vemula Madhavi, Ambavaram Vijay, Bhaskar Reddy, Kalluru Gangadhara Reddy, Gajulapalle Madhavi. An overview on research trends in remediation of chromium. Research Journal of Recent Sciences. 2013. V. 2 (1). Р. 71—83.

10. Gheju M., Balcu I. Removal of chromium from Cr(VI) polluted wastewaters by reduction with scrap iron and subsequent precipitation of resulted cations. J. Hazardous Mater. 2011. V. 196. Р. 131—138.

11. Prasad P., Das C., Golder A. Reduction of Cr(VI) to Cr(III) and removal of total chromium from wastewater using scrap iron in the form of zerovalent iron (ZVI): Batch and column studies. Can. J. Chem. Eng. 2011. V. 89. № 6. Р. 1575—1582.

12. Pugazhenthi G., Sachan S., Kishore N., Kumar A. Separation of chromium (VI) using modified ultrafiltration charged carbon membrane and its mathematical modeling. Journal of Membrane Science. 2005. V. 254. № 1—2. Р. 229—239.

13. Heidman I., Calmano W. Removal of Zn (II), Cu (II), Ni (II), Ag (I) and Сr (VI) present in aqueous solution byaluminum electrocoagulation. J. Hazard. Mater. 2008. V. 152. Р 934—941. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2007.07.068.

14. Kuzin E.N., Krutchinina N.E., Chernyshev P.I., Vizen N.S. Synthesis of Titanium Trichloride. Inorganic Materials. 2019. Vol. 56. Iss. 5. P. 507—511 (2020). https://doi.org/10.1134/S002016852005009X

15. Kuzin E.N., Krutchinina N.E. Hydrolysis and Chemical Activity of Aqueous TiCl4 Solutions. Inorganic Materials. 2019. Vol. 55. № 8. P. 885—889. https://doi.org/10.1134/S0020168519080065.

16. Кузин Е.Н. Применение метода атомно-эмиссионной спектроскопии с СВЧ (магнитной) плазмой в процессах идентификации химического состава отходов сталеплавильного производства. Черные металлы. 2022. № 10. С. 79—82. doi: 10.17580/chm.2022.10.13.

17. Water Quality Determination of the Chemical Oxygen Demand Index (ST-COD) Small-scale Sealed-tube Method. Pub. L. ISO 15705:2002.

18. Gan Y., Li J., Zhang L., Wu B., Huang W., Li H., Zhang S. Potential of titanium coagulants for water and wastewater treatment: Current status and future perspectives. Chemical Engineering Journal. 2021. Р. 126837. doi:10.1016/j.cej.2020.126837.

19. Maciej Thomas, Joanna Bąk, Jadwiga Królikowska. Efficiency of titanium salts as alternative coagulants in water and wastewater treatment: Short review. Desalination and Water Treatment. 2020. V. 208. Р. 261—272. doi:10.5004/dwt.2020.26689.

20. Hussaina S., Awada J., Sarkarc B., Chowa C.W.K., Duana J., Leeuwena J.V. Coagulation of dissolved organic matter in surface water by novel titanium (III) chloride: Mechanistic surface chemical and spectroscopic characterization. Separation and Purification Technology. 2019. V. 213. Р. 213—223. doi.org/10.1016/j.seppur.2018.12.038.

21. Мамченко А.В., Герасименко Н.Г., Пахарь Т.А. Влияние температуры на эффективность процесса коагуляции титанилсульфата и сульфата алюминия. Химия и технология воды. 2011. Т. 33. № 5. С. 530—542.

22. Гетманцев С.В., Нечаев И.А., Гандурина Л.В. Очистка производственных сточных вод коагулянтами и флокулянтами. М., "АСВ", 2008. 271 с.

23. Шабанова Н.А., Попов В.В., Саркисов П.Д. Химия и технология нанодисперсных оксидов. Учебное пособие. М., ИКЦ "Академкнига", 2007. 309 с.

24. Kuzin E., Averina Y., Kurbatov A., Kruchinina N., Boldyrev V. Titanium-Containing Coagulants in Wastewater Treatment Processes in the Alcohol Industry. Processes. 2022. 10. № 440. https://doi.org/10.3390/pr10030440.