ДОСЛІДЖЕННЯ ФЕРИТИЗАЦІЇ ВІДПРАЦЬОВАНИХ ТРАВИЛЬНИХ РОЗЧИНІВ З ЕНЕРГООЩАДНИМИ МЕТОДАМИ АКТИВАЦІЇ ПРОЦЕСУ
DOI:
https://doi.org/10.32347/2524-0021.2025.51.47-52Ключові слова:
стічні води, феритизація, пероксид водню, мікрохвильове нагрівання, ультразвукАнотація
Наразі нагальним завданням є розробка ресурсоощадних технологій переробки стічних вод промислових підприємств з подальшою утилізацію відходів водоочищення. В цій роботі досліджено ефективність очищення відпрацьованих розчинів травлення від іонів заліза методом феритизації з використанням традиційного термічного та новітніх методів активації реакційної суміші - ультразвуком та мікрохвильовим нагріванням. В якості окисника іонів Fe2+ використовувався 30 % розчин пероксиду водню, який дозували в три прийоми з інтервалами 15 хв. Встановлено, що в усіх проведених експериментах досягнуто глибини вилучення іонів заліза понад 99,99 % при залишкових концентраціях, які нижче вимог скиду очищеного розчину до систем централізованого водовідведення (1,0 мг/л). Результати рентгенографічного аналізу феритизаційних осадів показали, що використання H₂O₂ в кількості 0,2% від загального об’єму реакційної суміші сприяє формуванню хімічно стійкої фази магнетиту Fe₃O₄, тоді як підвищення дози пероксиду водню призводить до утворення оксо-гідроксидних сполук Fe (III). Використання ультразвукової та мікрохвильової активації реакційної суміші підвищує енергоефективність феритизаційної технології. Підкреслено перевагу мікрохвильового режиму активації при впровадженні результатів проведених досліджень на виробництві. Виконані в цій роботі дослідження також засвідчують перспективність подальшого використання феритизаційних осадів для отримання актуальних феромагнітних речовин.
Посилання
Qasem, N. A. A., Mohammed, R.H., & Lawal, D.U. (2021). Removal of heavy metal ions from wastewater: a comprehensive and critical review. Npj Clean Water 4(1), 36. https://doi.org/10.1038/s41545-021-00127-0
Zhang, L., Qin, L., Ma, L., Shen, Z., Jin, Y., & Chen, S. (2024). Treatment of electro-plating wastewater using electrocoagulation and integrated membrane. Water Sci. Technol. 89(9), 2538–2557. https://doi.org/10.2166/wst.2024.136
Hegoburu, I., Zedda, K.L., & Velizarov, S. (2020). Treatment of electroplating wastewater using NF pH-stable membranes: characterization and application. Membranes 10(12), 399. https://doi.org/10.3390/membranes10120399
Engstler, R., Hosseinipour, E., Yilmaz, S., Heinzler, F., Wagner, M., Ulbricht, M., Davies, P., & Barbe, S. (2024). A robust high-pressure RO technology to overcome the barriers to full circularity in Cr(III) electroplating operations. ACS ES& T Water, 4(12), 5461–5472 (2024). https://doi.org/10.1021/acsestwater.4c00556
Morgan, B. E., Lahav, O., Hearne, G. R., & Loewenthal, R. E. (2003). A seeded ambient-temperature ferrite process for treatment of AMD waters: magnetite formation in the presence and absence of a calcium ions under steady state operation. Water SA 29(2), 125–134. https://doi.org/10.4314/wsa.v29i2.4845
Huang, S., Jones, A., Waite, T. D., Chen, Y., Huang, X., Rosso, K. M., Kappler, A., Mansor, M., Tratnyek, P. G., & Zhang, H. (2021). Fe(II) redox chemistry in the environ-ment. Chemical Reviews, 121(13), 81616–8233. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c01286
Girardet, T., Cherraj, A., Venturini, P., Martinez, H., Dupin, J.-C., Cleymand, F., & Fleutot, S. (2024). Elaboration of Functionalized Iron Oxide Nanoparticles by Microwave-Assisted Co-Precipitation: A New One-Step Method in Water. Molecules, 29(18), 4484. https://doi.org/10.3390/molecules29184484
Zedan, A. F., Moussa, S., & El-Shall, M. S. (2024). Facile microwave synthesis of various-shaped magnetite/ reduced graphene oxide heterostructures and their magnetization proper-ties. Scientific Reports, 14(1). https://doi.org/10.1038/s41598-024-71537-6
Adamou, P., Harkou, E., Hafeez, S., Manos, G., Villa, A., Al-Salem, S. M., Constantinou, A., & Dimitratos, N. (2023). Recent progress on sonochemical production for the synthesis of efficient photocatalysts and the impact of reactor design. Ultrasonics Sonochemistry, 100, 106610. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2023.106610
Braim, F. S., Razak, N. N. A. N. A., Aziz, A. A., Dheyab, M. A., & Ismael, L. Q. (2023). Optimization of ultrasonic-assisted approach for synthesizing a highly stable biocompatible bismuth-coated iron oxide nanoparticles using a face-centered central composite design. Ultrasonics Sonochemistry, 95, 106371. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2023.106371
Santana-Casiano, J. M., González-Santana, D., Devresse, Q., Hepach, H., Santana-González, C., Quack, B., Engel, A., & González-Dávila, M. (2022). Exploring the Effects of Organic Matter Characteristics on Fe(II) Oxidation Kinetics in Coastal Seawater. Environmental Science & Technology, 56(4), 2718–2728. https://doi.org/10.1021/acs.est.1c04512.
Grishin, B. M., Bikunova, M. V., Titov, E. A., & Shein, A. I. (2022). Removal of organic iron from groundwater using hydrogen peroxide. Regional Architecture and Engineering, 2, 161–166. https://doi.org/10.54734/20722958_2022_2_161
Erdem, M. (2004). Chromium removal from aqueous solution by the ferrite process. Journal of Hazardous Materials, 109(1–3), 71–77. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2004.02.031
Mbuyazi, T. B., & Ajibade, P. A. (2024). Magnetic iron oxides nanocomposites: synthetic techniques and environmental applications for wastewater treatment. Discover Nano, 19(1). https://doi.org/10.1186/s11671-024-04102-9
Xu, Z., Zhang, Y., Graham, N. J. D., Parikh, S. J., Xu, X., Cao, X., Ok, Y. S., Shaheen, S. M., Rinklebe, J., & Tsang, D. C. W. (2025). Reducing environmental burden of electroplating wastewater treatment by ternary cooperation of zero-valence iron, manganese, and graphitic biochar. Communications Materials, 6(1). https://doi.org/10.1038/s43246-025-00769-4
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Андрій Пузанов, Геннадій Кочетов
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).
