Регистрация / Вход
Прислать материал

Очистка вод от ионов тяжелых металлов щелочными экстрактами из отходов злаковых культур

Сведения об участнике
ФИО
Фахертдинова Лилия Разифовна
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Науки о Земле, экология и рациональное природопользование
Раздел области наук
Экология
Тема
Очистка вод от ионов тяжелых металлов щелочными экстрактами из отходов злаковых культур
Резюме
Изучена возможность применения щелочных стоков, образованных в результате получения целлюлозы из отходов сельского хозяйства (плодовых оболочек пшеницы, овса и ячменя), для очистки модельных вод от загрязнения ионами никеля (II) и приведено сравнение с существующими методами очистки. Эффективность удаления ионов никеля предложенных реагентов не уступает традиционным способам.
Ключевые слова
ионы никеля, щелочные сточные воды от натронной варки целлюлозы, оболочки зерен злаковых культур.
Цели и задачи
Целью и задачей данной работы является определение возможности использования стоков, образующихся после щелочной варки целлюлозы из отходов злаковых культур, для очистки модельных сточных вод от ионов никеля (II) по сравнению с уже используемыми на предприятиях реагентными методами.
Введение

Одним из опаснейших для окружающей среды источников загрязнения является гальваническое производство. Тяжелые металлы являются наиболее опасными загрязнителями, которые невозможно окислить. Для очистки  от ИТМ могут быть использованы реагентные методы . В качестве реагентов применяются различные щелочные реагенты, отходы сельского хозяйства и др[1-2]. Существует технология смешения кислотно-щелочных стоков. Чаще всего проводят совместную нейтрализацию щелочных и кислотных стоков. Наличие кислот и щелочей предполагает проведение нейтрализации до значения рН = 6,5-8,5 путем проведения реакции. В результате образуются труднорастворимые соединения [3-4].

 

Методы и материалы

В данной работе рассматривался реагентный метод очистки модельной воды, загрязненная ионами Ni2+ с концентрацией 100 мг/л и реагенты, приготовленные из шелухи овса (ШО), пшеницы (ШП), ячменя (ШЯ) в результате получения целлюлозы щелочной варкой. 

Описание и обсуждение результатов

Первоначально определялось количество растворов щелочных реагентов, необходимых для удаления ионов Ni(II) из модельных растворов. При проведении процесса очистки в мерные цилиндры емкостью 200 см3 наливалось по 100 см3 модельных стоков, содержащих ионы  Ni2+ концентрацией 100 мг/ дм3, добавлялись растворы реагентов до достижения значения рН раствора (рН = 9,5-10). При достижении указанных значений рН начиналось образование и  выпадение хлопьев Ni(OH)2.  Осадок отфильтровывался, сушился и взвешивался, а у фильтрата определялись значения ХПК,  рН и остаточная концентрация ионов Ni(II) согласно стандартным методикам.

Данные проведенных опытов по очистке представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты очистки от ионов Ni2+ с использованием щелочных растворов от натронной варки целлюлозы из оболочек зерновых культур

 

Реагент

Объем реагента, мл

ХПК МВ с реагентом, мг О23

рН МВ с реагентом

Масса осадка, г/л

Концентрация ионов  Ni2+ С, мг/л

Эффективность очистки, %

ОПП

1,2

98,430

9,67

0,412

1,1625

98,84

 

ОПЯ

2,2

118,116

9,66

0,327

1,3325

98,67

ОПО

1,2

157,488

9,63

0,301

4,245

95,76

 

По результатам проведенных опытов видно, что наилучшая очистка происходит раствором после щелочной варки из ОПП. Это связано с тем, что в составе ОПП в своем составе содержит белок, в структуре которых имеется азот, также лигнин, который содержит активные гидроксильные группы. Гидроксильная группа и азот образуют оксимную группу, которая образует с ионами Ni2+ комплекс (красный хелат).

Анализируя эффективность очистки МВ, которая равна 98,84 %, можно сказать, что это сравнимо со стандартными методами очистки сточных вод в промышленности. Но полученное значение очистки не соответствует нормам ПДК для сброса в городскую канализационную сеть (ПДКкан. = 0,01 мг/л), поэтому перед сбросом сточные воды следует разбавлять в 10-15 раз.

Используемые источники
1. V. Coman, B. Robotin, P. Ilea, Resources Conservation and Recycling, 73, 229-238 (2013).
2. С.С. Виноградов, Экологически безопасное гальваническое производство., Глобус, М., 1998. 302 с.
3. И.Г. Шайхиев, Г.А. Минлегулова, Вода и экология: проблемы и решения, 3, 3-12 (2008).
4. И.Г. Шайхиев, Г.А. Минлегулова, Вода и экология: проблемы и решения, 4, 16-30 (2008).
Information about the project
Surname Name
Fakhertdinova Liliya
Project title
Clean water from heavy metal ions from waste alkaline extracts of cereals
Summary of the project
The possibility of using alkaline waste formed as a result of cellulose from agricultural waste (fruit skins wheat, oats and barley), the model for cleaning of waters from pollution by ions of nickel (II) and provides a comparison with existing methods of treatment. The removal efficiency of nickel ions proposed reagents are not inferior to conventional methods, showing a decrease in the index of danger.
Keywords
nickel ions, alkaline waste water from the alkaline pulping, shell grain cereals