Очистка сточных вод от ионов алюминия техногенным карбонатсодержащим реагентом

Показана возможность использования техногенного отхода тепловых электростанций в качестве твердофазного реагента для эффективной очистки водных растворов от ионов алюминия в стационарных условиях. На модельных растворах Al3+ с концентрацией от 100 до 1000 мг•л–1 установлены особенности гетерофазного процесса и проведено исследование влияния количества используемого реагента, времени контакта, температуры и концентрации исходных растворов на степень очистки растворов от Al3+. Установлено, что при подборе условий предлагаемый реагент позволяет перевести ионы алюминия в твердую фазу с получением растворов, содержащих алюминий ниже предельно допустимых концентраций. Расход реагента уменьшается при увеличении времени процесса, повышении температуры и уменьшении концентрации очищаемого раствора. Разработан и успешно применен на металлообрабатывающем предприятии способ очистки сточных вод с использованием нового реагента от ионов алюминия до уровня ПДК. Получаемый при очистке осадок может представлять интерес в качестве концентрата алюминия. Отмечены экономические и экологические преимущества использования нового реагента для очистки по сравнению с использованием традиционных сорбентов. Предложенный способ очистки обеспечивает комплексное решение важных экологических проблем: очистку воды от катионов-загрязнителей с одновременной утилизацией техногенного отхода тепловых электростанций.

1. Gupta V.K., Carrott P. J. M., Ribeiro Carrott M. M. L. et al. Low cost adsorbents:growing approach to wastewater treatment. A review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology. 2009. V. 39. № 10.Р. 783—842.

2. Carmen Zaharia. Application of waste materials as 'low cost' sorbents for industrial effluent treatment: a comparative overview. International Journal of Materials and Product Technology. 2015. V. 50. № 3—4. Р. 196—220.

3. Zhizhaev A.M., Merkulova E.N. Interaction of copper( II) and zinc(II) in coprecipitation from sulfate solutions with natural calcium carbonate. Russian Journal of Applied Chemistry. 2014. V. 87. № 1. P. 16—22.

4. Zhizhaev A.M., Merkulova E.N. Interaction of sulfate solutions of zinc with natural calcium carbonates. Russian Journal of Applied Chemistry. 2008. V. 81. № 6. P. 946—951.

5. Pomazkina O.I., Filatova E.G., Pozhidaev Y.N. Adsorption of copper(II) ions by calcium heulandites. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2015. V. 51. № 4. P. 518—522.

6. Lupeiko T.G., Gorbunova M.O., Bayan E.M. Use of a carbonate-containing process waste in purification of aqueous solutions to remove zinc(II) ions. Russian Journal of Applied Chemistry. 2005. V. 78. № 9. P. 1457—1461.

7. Bayan E.M., Lupeiko T.G., Gorbunova M.O. Interaction of a carbonate-containing reagent with heavy metal ions in aqueous solutions. Russian Journal of Applied Chemistry. 2007. V. 80. № 7. P. 1032—1035.

8. Bayan E.M., Lupeiko T.G., Gorbunova M.O., Tolstobrova E.V. Treatment of aqueous solutions with a technogenic carbonate-containing reagent to remove lead(II) ions. Russian Journal of Applied Chemistry. 2015. V. 88. № 10. P. 1728—1732.

9. Lupeiko T.G., Gorbunova M.O., Bayan E.M. Deep purification of aqueous solutions to remove iron(III) with carbonate-containing industrial waste. Russian Journal of Applied Chemistry. 2004. V. 77. № 1. P. 79—82.

10. Lupeiko T.G., Gorbunova M.O., Bayan E.M. Use of carbonate-containing industrial waste for treatment of aqueous solutions to remove nickel(II) ions. Russian Journal of Applied Chemistry. 2004. V. 77. № 1. P. 83—87.

11. Kinraide T.B. Identity of the rhizotoxic aluminium species. Plant and Soil. 1991. V. 134. № 1. Р. 167—178.

12. de Almeida N.M., de Almeida A.-A.F., Mangabeira P.A.O., Ahnert D., Reis G.S.M., de Castro A.V. Molecular, biochemical, morphological and ultrastructural responses of cacao seedlings to aluminum (Al3+) toxicity. Acta Physiologiae Plantarum. 2015. V. 37. № 2. Р. 1—17.

13. Шугалей И.В., Гарабаджиу А.В., Илюшин М.А., Судариков А.М. Некоторые аспекты влияния алюминия и его соединений на живые организмы. Экологическая химия. 2012. Т. 21. № 3. С. 172—186.

14. СанПиН 2.1.4.1074-01. "Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных си-стем питьевого водоснабжения. Контроль качества". Электронный ресурс. URL: http://files.stroyinf.ru/Index2/1/4293837/4293837319.htm (дата обращения 12.12.2017 г.)

15. Горбунова М.О., Баян Е.М., Поповян И.Э., Толстоброва Е.В. Пробоподготовка и условия определения алюминия фотометрическими методами в водных объектах. Вода: химия и экология. 2015. № 5. С. 47—52.

16. Руководящий документ РД 52.24.358. Массовая концентрация железа общего в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом с 1,10-фенантролином. Утв. Росгидрометом 27.03.2006. Электронный ресурс. URL: http://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293837/4293837319.htm (дата обращения 12.12.2017 г.)

17. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М., Химия, 1989. 448 с.