ДОСЛІДЖЕННЯ ОЧИСТКИ ПРОМИВНИХ СТІЧНИХ ВОД ВІД ІОНІВ ЦИНКУ МАГНІТНИМИ СОРБЕНТАМИ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2524-0021.2023.43.64-73Ключові слова:
промислові стічні води, іони цинку, феритизація, магнітні сорбенти, ультразвукова обробкаАнотація
Розглянуто перспективи підвищення рівня екологічної безпеки промислових підприємств в результаті використання новітніх феромагнітних сорбентів для очистки промивних стічних вод від сполук важких металів. Гранулометричним методом та ренгенофазовим аналізом досліджено структура отриманих порошкових сорбентів. Розроблено лабораторну установку для дослідження впливу параметрів сорбційного процесу на ступінь вилучення токсичних речовин із стічної води. Порівняно сорбційні властивості порошків, які отримані співосадженням полівалентних сполук феруму, електроерозійним диспергуванням сталевої стружки та флотаціїного концентрату залізної руди. Досліджено вплив ультразвукової обробки реакційної суміші співосадження та швидкості перемішування сорбційної суміші на якість очистки стічної води від іонів цинку. Найкращі результати сорбційної очистки води були досягнуті із застосуванням свіжоотриманої пастоподібної суспензії феритизаційного співосадження при швидкості перемішування сорбційної суміші в 1200 об/хв. Встановлено, що при таких умовах забезпечується високий ступінь вилучення іонів Zn2+ ̶ 98 %, а отриманий очищений розчин відповідає нормативам води щодо вмісту іонів цинку для повторного використовувати в операціях промивки деталей на гальванічному виробництві. Використання результатів дослідження на підприємствах дозволить запобігти забрудненню довкілля токсичними важкими металами, замінити неефективні виробничі технології, забезпечити раціональне використання води та сировини в системі промислового виробництва.
Посилання
Boshnyak, M. V., Galimianov, A. R., & Kolmachikhina, O. B. (2018) Evaluation of the processing opportunity of galvanic production sludges with nickel recovery. Solid State Phenomena, 284, 790‒794. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.284.790
Tokach, Y. E., Rubanov, Y. K., Pivovarova, N. A., & Balyatinskaya, L. N (2013) Galvanic Sludge Recycling with the Extraction of Valuable Components. Middle-East Journal of Scientific Research, 18, 1646–1655. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/287364241_Galvanic_sludge_recycling_with_the_extraction_of_valuable_components
European Environment Agency (2018). Industrial waste water treatment – pressures on Europe’s environment. Kongens Nytorv 6, 1050 Copenhagen, Denmark. Retrieved from https://www.eea.europa.eu/publications/industrial-waste-water-treatment-pressures
Wang, Y., & Serventi, L. (2019) Sustainability of Dairy and Soy Processing: A Review on Wastewater Recycling. J. Clean. Prod, 237, 117821. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.117821
Rashid, R., Shafiq, I., Akhter, P., Iqbal, M. J., & Hussain, M. (2021) A state-of-the-art review on wastewater treatment techniques: The effectiveness of adsorption method. Environ. Sci. Pollut. Res, 28, 9050–9066. https://doi.org/10.1007/s11356-021-12395-x
Ali, I. (2014) Water treatment by adsorption columns: evaluation at ground level. Separation & Purifsication Reviews, 43, 175–205. https://doi.org/10.1080/15422119.2012.748671
Bhattacharyya, K. G, & Gupta, S. S (2008) Adsorption of a few heavy metals on natural and modified kaolinite and montmorillonite: a review. Adv. Colloid. Int. Sci, 140, 114–131. https://doi.org/10.1016/j.cis.2007.12.008
Giakisikli, G., & Anthemidis, A. N. (2013) Magnetic materials as sorbents for metal/metalloid preconcentration and/or separation. A Review. Anal. Chim. Acta, 789, 1–16. https://doi.org/10.1016/j.aca.2013.04.021
Kochetov, G. M., Samchenko, D. M. (2015) Improved ferritization of wastewater: electromagnetic impulse activation of the process. Water supply and drainage, 3, 20–26. [in Ukrainian]
Franco. Jr.A., & Zapf, V. (2008) Tem-perature dependence of magnetic anisotropy in nanoparticles of CoxFe(3-x)O4. Journal of Mag-netism and Magnetic Materials. 320, 709–713. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2007.08.009
Kennaz, H., Harat, A., Guellati, O., Manyala, N., Guerioune, M. (2016) Synthesis of cobalt ferrite nanoparticles by hydrothermal method for supercapacitors application. Third International Conference on Energy, Materials, Applied Energetics and Pollution ICEMAEP2016, 267 – 271.
Kurtan, U., Topkaya, R., Baykal, A., Toprak, M.S. (2013) Temperature dependent magnetic properties of CoFe2O4/CTAB nanocomposite synthesized by sol–gel auto-combustion technique. Ceramics International, 39, 6551 – 6558. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2013.01.088
Vestal, Ch.R., & Zhang, Z.J. (2004) Magnetic spinel ferrite nanoparticles from microemulsions. Int. J. of Nanotechnology, 1(1/2), 240–263. https://doi.org/10.1504/ijnt.2004.003727
Galindo, R., Mazario, E., Gutiérrez, S., Morales, M.P., Herrasti, P. (2012) Electrochemical synthesis of NiFe2O4 nanoparticles: Characterization and their catalytic applications. Journal of Alloys and Compounds, 536, 241– 244. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.12.061
Mahmoudi, M., Sant, S., Wang, B., Lau-rent, S., & Sen, T. (2011) Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs): Develop-ment, surface modification and applications in chemotherapy. Advanced Drug Delivery Re-views, 63, 24–46. https://doi.org/10.1016/j.addr.2010.05.006
Wang, J., Deng, T., & Dai, Y. (2006) Comparative study on the preparation proce-dures of cobalt ferrites by aqueous processing at ambient temperatures. Journal of Alloys and Compounds, 419, 155–161. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.05.055
Moussaoui, H.E., Mahfoud, T., Habouti, S., Maalam, K. E., Ali, M.B, Hamedoun, M., Mounkachi, O., Masrour, R., Hlil, E.K., & Benyoussef , A. (2016) Synthesis and Magnetic Properties of tin spinel ferrites doped manga-nese. Journal of Magnetism and Magnetic Ma-terials, 405, 181–186. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2015.12.059
Shin, H.C., Oh, J.H., Lee, J.C., Choi, S.C. (2002) Ultrasonically Accelerated Crystal-lization Processing for the Nano-Size Ferrite Powder. Phys. Stat. Sol., 189(3), 735-739. https://doi.org/10.1002/1521-396x(200202)189:3%3C735::aid-pssa735%3E3.0.co;2-7
Kim, E. H., Lee, H. S., & Shao, H. (2005) Preparation of Nanostructured Metal Ferrite Particles by Sonochemistry. Key Engineering Materials, 277-279, 1044–1048. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.277-279.1044
Lv, W.-Zh., Liu, B., Luo, Zh.-K., Ren, X.-Zh., & Zhang, P.-X. (2008) XRD studies on the nanosized copper ferrite powders syn-thesized by sonochemical method. Journal of Alloys and Compounds, 465(1-2), 261–264. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2007.10.049
Samchenkо, D., Monastyrov, M., Kochetov, G., Snitko, A., & Yemchura, B. (2021) A study of wastewater purification from Zn2+ ions by nanosorbent, obtained by electroerosion dispersion Problems of water supply, sewerage and hydraulics, 36, 56–61. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2021.36.56-61
Monastyrov, M., Prikhna, T., Halbedel, B., Kochetov, G., Marquis, F., & Mamalis, A. (2019) Eectroerosion dispersion, sorption and coagulaton for complex water purification electroerosion waste recycling and manufacturing of metals, oxides and alloys nanopowders. Nanotechnology Perceptions, 15, 48‒57. https://doi.org/10.4024/n24mo18a.ntp.15.01
Halbedel, B., Prikhna, T., Quiroz, P., Schawohl, J., Kups, T. & Monastyrov, M. (2018) Iron oxide nanopowder synthesized by electroerosion dispersion (EED)—properties and potential for microwave applications. Current Appl. Phys., 11, 1410–1414. https://doi.org/10.1016/j.cap.2018.08.006
Kochetov, G., Prikhna, T., Samchenko, D., Prysiazhna, O., Monastyrov, M., Moshchil, V., & Mamalis, A. (2021) Resource-efficient ferritization treatment for concentrated wastewater from electroplating production with aftertreatment by nano-sorbents. Nanotechnology Perceptions, 17(1), 9–18. https://doi.org/10.4024/n22ko20a.ntp.17.01
Kochetov, G., Samchenko, D., & Naumenko, I. (2014) Improvement of the ferritisation method for removal of nickel compounds from wasteater. Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 5(4), 143–149. Re-trieved from https://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-64018449-8ba6-495a-acc4-dea6736b29bd?q=bwmeta1.element.baztech-e367c776-88e4-43ea-b653-48ce4aeafa59;1&qt=CHILDREN-STATELESS
Kochetov, H. M., Naumenko, I. V., & Samchenko, D. M. (2014) Ferritization processing of spent technological solutions containing zinc and nickel compounds. Problems of water supply, sewerage and hydraulics, 24, 59–66. [in Ukrainian]
Yemchura, B., Kochetov, G., Samchenko, D., & Prikhna, T. (2021) Ferritization-Based Treatment of Zinc-Containing Wastewater Flows: Influence of Aeration Rates. Environmental Science and EngineeringPages, 171–176. https://doi.org/10.1007/978-3-030-51210-1_29
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Андрій Пузанов , Дмитро Самченко, Геннадій Кочетов, Анастасія Соседко, Богдан Ємчура
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a) Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 70 років після смерті останнього співавтора з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b) Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c) Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
