Применение модифицированной бентонитовой глины для удаления нефтепродуктов из сточной воды

3. Варюшина ГЛ., Ишенко И.Г.. Смирнова Н.Л. Исследование свойств шунгита в области очистки природных и сточных вод. // Проекты развития инфраструктуры города - ГУН «Мосводоканал НИР! проект». М.: Изд-во Мосводоканал НИИП. 2002. №2. С. 28-30

4. Использование цеолита в процессе очистки сточной воды от дизельного топлива. / К.В. Меркушииа [и др.]; // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [под ред. П.Д. Саркисова и В.Б. Сажина]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2008. Том XXII. №13(93). С. 58-60.

5. Левченко Д.Н., Бергштейн Н.В. Эмульсии нефти с водой и методы их разрушения. М: Мир, 1967.

УДК: 549.67:628.543.3/.9

К. В. Меркушииа, А. И. Родионов

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ПРИМЕНЕНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ ИЗ СТОЧНОЙ ВОДЫ

The paper is devoted to purification of model wastewater with natural bentonite clay from diesel oil. The surface clay modification with polyhexamethyleneguanide hydrochloride was carried out. Efficiency of diesei oil removal from wastewater in alkaline medium on modified clay is two times greater than that on natural clay.

Статья посвящена очистке модельной сточной воды от дизельного топлива на природной бентонитовой глине. Проведено модифицирование поверхности бентонита полигек-саметиленгуаиидином гидрохлоридом. Показано, что эффективность очистки от ДТ на модифицированном бентоните в 2 раза эффективнее, чем на природном бентоните.

В настоящее время актуальной является проблема очистки сточных вод (СВ) от нефтепродуктов. Наряду с активированными углями и полимерными сорбентами, в процессах удаления нефтепродуктов из сточных вод используют природные и синтетические алюмосиликаты. Особое место здесь занимают слоистые алюмосиликаты [1,2].

В качестве сорбента использован слоистый алюмосиликат - бентонитовая глина месторождения Махарадзе. Модельная СВ получена путем механического перемешивания известного объема дизельного топлива (ДТ) с дистиллированной водой в течение 1 часа при скорости вращения мешалки 1000 об/мин. Содержание ДТ в модельной сточной воде - 130 мг/л, температура 20 С.

Процесс очистки воды от ДТ проведен при различных рН и дозах сорбента. Для доведения рН модельной СВ заранее был определен необхо-

димый объем растворов соляной кислоты и гидроокиси натрия. При проведении опытов по очистке к навеске бентонита было добавлено 150 мл модельной СВ с необходимой величиной рН. Система перемешивалась в течение 5 мин при п=300 об/мин, затем были отобраны пробы декантированием для определения остаточного содержания нефтепродуктов.

Табл. I. Данные процесса очистки модельной СВ на при различных рН и дозах исходной и модифицированной бентонитовой глины. Содержание ДТ в СВ - 130 мг/л.

JCJ3 j« Огшочим СгШгНЬ Ли рН Откчнлл Стжкь

catrc- юмвшрин СЧ1ЕТКИ ОгИГО- ксшЕнтрнш очиггкк

шга JX МГЯ «ХД нкп Jj нгн «л: %

МЕЖ мгя

Ишюшк адаскет Мй5ифшнрс&. ШШИ OiHXCTiKT (ьу.кчюа

0.34 2 ; 65," .5 i£ С.:-4 :срош л... ;ПШГШ62 S * ^ - L. - >-tr Г; SÙJ

С. Я 5 J 84 .С 35.4 С,34 5.5 -V 63.6

С, 34 4v,5 С'34 SX зЭ —.........

Ci- л < '• Л" V. V > Î 35.S "2.5

Si- 5.5 61S 52.5 5.5 li ................-

Ci" SO о 3Ç Ci? 3.0 20.3 S44

;ci ш тез 1.GI 2,5 3i7 71.S

: Г" 5.5 61.3 52.5 ICI 5.5 2S.C li

ICI 8,С 5 3 42.1 -.Ci 3.0 21.3 33.6

В табл.1 представлены данные для процесса очистки модельной С.В на исходном и модифицированном бентоните при различных рН и дозах сорбента.

Установлено, что при очистке на исходном бентоните наибольшая степень очистки СВ от ДТ (70 %) достигается при рН=2,5 и дозах сорбент 0,67 г/л и 1,0 г/л. В щелочной среде (рИ=8) эффективность очистки снижается до 40%. Полученные результаты согласуются с литературными данными, где говорится о снижении стабильности эмульсии нефтепродуктов в кислой среде [3].

С целью увеличения адсорбционной емкости бентонитовой глины по отношению к ДТ ее поверхность модифицировали полигексаметиленгуани-дином гидрохлоридом (ПГМГ-НС1) (производитель РОС) ИЭТП, ТУ 9392-007-41547288). Полимер имеет среднюю молекулярную массу 6500 - 9500, 1% водный раствор имеет рН = 9,0-10,0. ПГМГ-НС1 обладает широким спектром биоцидного действия. Бактерицидное действие препарата возрастает с увеличением концентрации и продолжительное™ действия, а также с увеличением рН среды (максимальная активность при рН 10-11) и при повышении температуры [4-6].

Адсорбция ПГМГ-НСТ на бентоните рассмотрена нами ранее в работе [7]. Для проведения опытов по очистке модельной сточной воды от ДТ по-

лучили модифицированную отмытую бентонитовую глину с величиной адсорбции ПГМГ-НС1 62 мг/г.

В табл.1 показано, что при рН=2,5 на эффективность очистки от ДТ на модифицированном бентоните сравнима с эффективностью очистки от ДТ на исходном бентоните и составляет 73% (для доз бентонита 0,67 г/л и 1,0 г/л). В щелочной среде (рН=8) эффективность очистки от ДТ повышается до 80% (для доз бентонита 0,67 г/л и 1.0 г/л), что в 2 раза превосходит показатели для исходного бентонита. При дозе модифицированного бентонита 1.0 г/л и рН=8 достигнута остаточная концентрация ДТ 25 мг/л.

Н

н

с н,

©N11, С1©

£

С

и,

н,

с н.

Рис. 1. Структурная формула звена ПГМГ-НС!

Также в ходе экспериментов по очистке модельной сточной воды от ДТ рассмотрен вопрос о влиянии концентрации ПГМГ-НС1 в сточной воде на процесс очистки с использованием исходной бентонитовой глины.

Условия проведения эксперимента - содержание ДТ в модельной сточной воде 130 мг/л, рН=6. доза бентонита 0,34 г/л, температура 20°С.

100,0

20 40 60 80 доза (ПГМГ-НС1), мг/л

100

Рис.2. Зависимость степени очистки воды от ДТ от дозы ПГМГ-НС1 С(ДТ)исх=130 мг/л, рН=6, доза бентонита 0,34 г/л, 1=20°С

При проведении опытов к 150 мл модельной сточной воды был добавлен необходимый объем раствора ПГМГ-НС1. Затем в систему была внесена навеска исходного бентонита. Система перемешивалась в течение 5 мин при п=300 об/мин. затем были отобраны пробы декантированием для определения остаточного содержания нефтепродуктов.

На рис.2 представлена зависимость степени очистки модельной сточной воды от содержания ПГМГ-НС1. Показано, что увеличение содержания ПГМ.Г-НС1 в модельной сточной воде снижает эффективность очистки от ДТ в 3 раза (с 34% при отсутствии полимера до 10% при содержании ПГМГ-НС1 свыше 30 мг/л). Представленные данные говорят о том, что для достижения положительных результатов очистки необходимо проводить процесс сорбции ПГМГ-НС1 на бентоните с последующей промывкой модифицированного сорбента дистиллированной водой до прекращения перехода ПГМГ-НС1 в промывной раствор.

Положительным качеством модифицированной бентонитовой глины является то, что изменение рН в интервале от 2,5 до 8,0 позволяет увеличить эффективность удаления ДТ из модельной сточной воды. В щелочной среде при рН = 8,0 степень очистки на модифицированном образце в 2 раза выше, по сравнению с исходным сорбентом. Таким образом, модифицирование опоки ПГМГ-НС1 позволит проводить очистку сточной воды от ДТ в широком диапазоне рН без снижения параметров очистки.

Библиографические ссылки

1. Zhu R.. Zhu L. Thermodynamics of naphthalene sorption to organoclays: Rôle of surfactant packing density. // J. Colloid Interface Sci., 2008. Doi:10.1016 JJcis. 2008.02.026.

2. Zhu L., Zhu R. Surface structure of CTMA+ modified bentonite and their sorptive characteristics towards organic compounds. // Colloids Surf. A: Physico-chem. Eng. Aspects, 2008, Doi:10.1016 J. JXolsurfa. 2008.01.003.

3. Козлова В.В., Письмен ко В.Т. Устойчивость эмульсий // Журнал депонированных рукописей, 2003. №11.

4. Бактерицидное средство. /Д.С. Жук [и др.]; Авт. свид-во Jfe 247463 (ДСП) [СССР], 1968.

5. Скворцова К.Е., Нехорошева А.Г'., Гембицкий ПА. Бактерицидные свойства производных гуанидина. И Проблемы дезинфекции и стерилизации: Сб. науч. ст. М.: ВНИИДиС. 1975. Вып.24. С.58.

6. Скворцова Е.К., Нехорошева А.Г. Бактерицидная активность и остаточное действие некоторых катиоиных соединений. // Проблемы дезинфекции и стерилизации: Сб. науч. ст. М.: ВНИИДиС, 1974. Вып. 23. С. 92.

7. Изучение адсорбции ПГМГ-НС1 на природных и синтетических сорбентах. / К.В.Меркушина [и др.]; // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [под ред. П.Д. Саркисова и В.Б. Сажина]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2008. Том XXII. №13(93). С. 60-63.