Разработка эффективной технологии очистки сточных вод кожевенных предприятий
Authors: Лассана Д. , Саинова В.Н. 
Published: October 2024

Введение. Очистка сточных вод кожевенной промышленности представляет собой сложную задачу из-за присутствия в них как органических, так и неорганических веществ. Цель работы – оценить эффективность технологии, сочетающей физико-химический (адсорбция) и биологический (в аэротенке) методы очистки, с точки зрения потенциала снижения содержания загрязняющих веществ в сточных водах кожевенных заводов с сохранением при этом качества воды и обеспечением устойчивого управления природными ресурсами. Для достижения цели поставлены следующие задачи: изучить перспективную технологию очистки сточных вод кожевенных заводов, определить оптимальные параметры процессов физико-химической и биологической очистки. Методы и материалы. Технология была исследована на реальных сточных водах кожевенного завода. Эксперименты осуществлялись в лабораторных условиях в Астраханском государственном техническом университете. Процесс адсорбции ионов хрома проводили на овощных отходах (картофельной кожуре) с исходной концентрацией хрома в сточной воде 37,5 мг/л при следующих условиях: рН = 2,5; время контакта воды с адсорбентом 1 час; скорость вращения мешалки 300 оборотов в минуту. Результаты. С увеличением дозы адсорбента скорость удаления ионов хрома возрастает до определенного порогового значения. Эффективность удаления ионов хрома повышается с 44 до 99,93 % при изменении дозы адсорбента от 0,5 до 8 г. Сточная вода после физико-химической очистки подвергалась биологической очистке в аэротенке. Эффективность биологической очистки контролировали по ряду показателей: концентрации загрязнений в исходной и в очищенной воде по БПК5, расходу воздуха, концентрации активного ила, концентрации растворенного кислорода. Результаты показали, что максимальная скорость окисления составляет 87,53 (мг субстрата на 1 г ила в час); оптимальными параметрами процесса являются доза ила 3,5 г/л, продолжительность аэрации 6 часов, концентрация кислорода 4 мг/л. Выводы. В результате проведённых исследований выяснилось, что применение эффективной технологии очистки сточных вод кожевенного завода позволит достичь глубокой очистки до требований, соответствующих стандартам сбросов. Оптимальными параметрами процесса физико-химической очистки являются продолжительность перемешивания 1 час, скорость вращения мешалки 300 об/мин, доза адсорбента 5 г. Оптимальные параметры процесса биологической очистки следующие: продолжительность аэрации 6 часов; доза активного ила 3,5 г/л; кoнцентрация растворенного кислорода 4 мг/л. Эффективность удаления ионов хрома физико-химическим процессом (адсорбцией) составляет 99,93 %; эффективная скорость окисления, полученная в ходе биологической очистки, 87,53 мг субстрата на 1 г ила в час. Данная технология эффективна для очистки сточных вод кожевенной промышленности с целью сохранения окружающей среды от негативного воздействия этой отрасли.
Introduction. The presence of both organic and inorganic contaminants makes the purification of wastewater from the leather industry a challenging operation. The aim of the research is to assess the effectiveness of a technology that combines physical-chemical methods (adsorption) with a biological approach (in an aerotank) for wastewater treatment, considering its potential to reduce the concentration of pollutants in the wastewater from leather factories, thus maintaining water quality and ensuring sustainability of natural resource management. The following research objectives were established in order to achieve the goal: to identify the ideal parameters for the physical-chemical and biological treatment processes; to investigate the potential technology of treating wastewater from tanneries. Materials and methods. The technology was investigated using real wastewater from a leather factory. Experiments were conducted under laboratory conditions at Astrakhan State Technical University. The process of chromium ion adsorption was carried out using vegetable waste (potato peel) with an initial chromium concentration in the wastewater of 37.5 mg/L. The adsorption process was studied under the following conditions: pH = 2.5; contact time between water and the adsorbent was 1 hour, and the stirrer rotation speed was 300 revolutions per minute. Research results. As the adsorbent dose increases, the removal rate of chromium ions increases to a certain threshold value. The removal efficiency of chromium ions increases from 44 to 99.93% when the adsorbent dose changes from 0.5 g to 8 g. In the aeration tank, wastewater undergoing physical and chemical treatment was then exposed to biological treatment. The efficiency of biological treatment was monitored by a number of indicators: concentration of contaminants in the initial and treated water by BOD5, air flow rate, activated sludge concentration, dissolved oxygen concentration. The results showed that the maximum oxidation rate is 87.53 (mg of substrate per 1 g of sludge per hour). The most optimal process parameters were 3.5 g/L of sludge, 6 hours of aeration, and 4 mg/L of oxygen. Conclusion. As a result of the conducted research on the development of effective technology for wastewater treatment in tanneries, it was found that the application of this technology will allow to achieve deep purification to the requirements corresponding to the standards of discharges. Optimal parameters of the process of physical and chemical purification are duration of stirring 1 hour, speed of rotation of the stirrer 300 r/min, adsorbent dose 5 g. Optimal parameters of the biological purification process are as follows: aeration duration 6 hours; activated sludge dose 3.5 g/l; dissolved oxygen concentration 4 mg/l. Efficiency of chromium ion removal by physical-chemical process (adsorption) is 99.93%; effective oxidation rate of chromium ions is 99.93%. This wastewater treatment method helps preserve the environment from the negative impact of leather manufacturing industry.