Исследование сорбционных свойств брикетированного торфа для очистки сточных вод от ионов цинка

Abstract

В настоящее время ведутся активные исследования по методам очистки сточных вод от токсичных металлов, таких как кадмий, свинец, медь и др., с применением новых композиционных сорбентов, совершенствованию ионообменной очистки, осаждению, например, в виде сульфидов или оксалатов, сорбцией золой от сжигания древесины, биосорбцией растениями. При этом одним из перспективных направлений является применение технологий сорбционной очистки сточных вод с использованием торфа. Наличие в Республике Беларусь значительных запасов торфа создает реальные предпосылки для выпуска дешевых, экологически безопасных сорбентов на основе модифицированного брикетированного торфа. Настоящая работа является продолжением исследований сорбционных свойств измельченного брикетированного торфа и посвящена очистке сточных вод от ионов цинка. Использованы физико-химические, технологические, математические методы исследования. Выполнен анализ литературных данных по степени загрязненности природных водных объектов ионами цинка, установлено, что преимущественно ионы цинка попадают в водные объекты с недостаточно очищенными сточными водами. Наиболее эффективным способом предотвращения загрязнения водных объектов ионами цинка является более глубокая очистка производственных сточных вод. Очистка производственных сточных вод от ионов тяжелых металлов, в том числе от ионов цинка является весьма актуальной задачей, о чем свидетельствует количество научных публикаций, посвящённых данной проблеме. Исследования ведутся по очистке сточных вод от цинка сорбционными методами [21–28], биосорбцией, биоаккумуляцией [30–35], электрохимическими [36–37] реагентными методами [38–41]. Исследована кинетика сорбции брикетированным торфом ионов Zn2+. Установлено, что с увеличением крупности зерен брикетированного торфа эффективность сорбции снижается. Достаточная интенсивность процесса характеризуется тем, что за 5 минут контакта эффект сорбции ионов Zn2+ составляет Э = 85,71 %, а при 20 и 40 минутах соответственно 96 %, и 99 %; Сорбционная емкость при насыщении составляет по Zn2+–0,0045 мМоль/г (0,29 мг/г). С помощью уравнений диффузионной и химической кинетики установлено, что процесс сорбции идет в диффузионном режиме, при этом вклад в общую скорость процесса вносит стадия химического взаимодействия ионов металла с функциональными группами торфа. Брикетированный торф является эффективным сорбентом для очистки сточных вод от ионов Zn2+. Процесс сорбции практически заканчивается через 20 минут.