Оценка сорбционных свойств активного ила

Оценка сорбционных свойств активного ила

12 3

Ксенофонтов Б. С. , Иванова Г. В. , Гончаренко Е. Е. ,

Алексеева А. С.4

1 Ксенофонтов Борис Семенович /Ksenofontov Boris Semenovich - доктор технических наук, профессор, кафедра экологии и промышленной безопасности, факультет энергомашиностроения;

2Иванова Галина Викторовна / Ivanova Galina Viktorovna - заведующая лабораторией химии,

факультет фундаментальных наук;

3Гончаренко Евгения Евгеньевна / Goncharenko Yevgeniya Yevgenievna - кандидат химических наук, доцент, кафедра химии, факультет фундаментальных наук;

4Алексеева Анна Сергеевна / Alekseeva Anna Sergeyevna - студент, кафедра экологии и промышленной безопасности, факультет энергомашиностроения,

Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана, г. Москва

Аннотация: актуальность выбранной темы обусловлена недостаточной изученностью вопросов ионной флотации с применением различных микроорганизмов, в частности, активного ила. В статье приведены результаты экспериментов, подтверждающие высокие сорбционные свойства рассмотренного собирателя.

Ключевые слова: ионная флотация, микроорганизмы, активный ил, собиратель.

В процессах очистки воды важное значение имеет проблема извлечения загрязнений в виде ионов и молекул [1]. Одним из эффективных способов извлечения таких загрязнений является ионная флотация [2]. На нынешнем этапе развития ионной флотации важным является получение достоверных экспериментальных данных с использованием в качестве собирателя различных микроорганизмов, в том числе активного ила, представляющего многотоннажный отход. Для оценки эффективности его использования были проведены экспериментальные исследования.

Методика проведения исследований

Исследования адсорбции ионов железа активным илом, отобранным на очистных сооружениях Курьяновской станции аэрации (город Москва), были основаны на методике, описанной в ГОСТ 4011-72.

Концентрация стандартного рабочего раствора, используемого для изучения адсорбции ионов железа: С= 0,005 г/ л.

Результаты проведенных опытов:

Опыт с живым активным илом с концентрированием путем осаждения (опыт 1):

• Исходная концентрация ионов железа в воде С= 0,01 мг/ л = 0,01 10-3 г/л;

• Концентрация ионов железа в растворе уменьшилась в 0.5 103 раз.

Опыт флотационного концентрирования активного ила с адсорбированными на нем металлами при времени флотации 5 минут (опыт 2):

0,0000110

0,0000083

0,0000055

0,0000028

0,0000000

I I I

C 2, г/л C 3, г/л

C 4, г/л

Рис. 1. Диаграмма значений концентраций, полученных в опытах 1,2 и 3

• Концентрация после адсорбции С = 0,003 10-3 г/л;

• Исходная концентрация ионов железа в растворе уменьшилась в 2.5 103 раз.

Опыт с мертвым активным илом с концентрированием путем осаждения (опыт 3):

• Концентрация железа в воде после адсорбции С = 0,0025 10-3 г/л;

• Исходная концентрация ионов железа в растворе уменьшилась в 2.6 103 раз.

По результатам опытов была построена диаграмма (рис. 1), которая наглядно показывает различия результатов опытов 1, 2 и 3. Также построен график зависимости оптической плотности от времени адсорбции (Рис. 2), где по оси абсцисс отложены значения времени в минутах, а по оси ординат - значения оптической плотности, соответствующие определенным данным массовой концентрации в г/л (табл. 1):

Таблица 1. Значения времени и соответствующие им значения оптической плотности и концентрации

t, мин D C

15 0,757 0,167 103

30 0,459 0,1 103

60 0,529 0,15

Рис. 2. Зависимость оптической плотности от времени

Представленные на рис.1-2 данные свидетельствуют о высоких сорбционных свойствах микроорганизмов активного ила к металлам, в частности к железу. Следует при этом отметить, живые микроорганизмы активного ила обладают более лучшими адсорбционными свойствами по сравнению с мертвыми. Видимо, на поверхности у живых микроорганизмов находится больше экзополисахаридов, чем у мертвых, что способствует повышению сорбции металлов (железа) на клетках живых микроорганизмов.

Полученные результаты указывают на целесообразность использования активного ила в живом виде в качестве сорбента для извлечения металлов из сточных вод.

Литература

1. Ксенофонтов Б. С. Очистка воды и почвы флотацией. - М.: Новые технологии, 2004. - 224 с.

2. Ксенофонтов Б. С. Флотационная обработка воды, отходов и почвы. - М.: Новые технологии, 2010. - 272 с.