Ключевые слова
волокнистые сорбенты
очистка
минеральные сорбенты
сорбционная емкость
промышленные сточные воды
технологические процессы
эффективность
Как цитировать
Аннотация
Рассмотрены основные направления научных исследований в области адсорбционной очистки промышленных сточных вод с использованием минеральных модифицированных и природных сорбентов, сорбентов на основе углеродных, ионообменных и импрегнированных волокон. Показано, что процесс адсорбционной очистки может быть эффективно применен для удаления из сточных вод различных типов загрязнений, включая тяжёлые металлы, органические вещества и другие вредные вещества. Установлено, что эффективность процессов адсорбции минеральными и волокнистыми сорбентами зависит от многих физико-химических показателей (размер, форма, поверхностные свойства сорбента, концентрация загрязнителя в стоке, длительность контакта с сорбентом, pH-среда и температура сточных вод). Отмечено, что одним из самых эффективных сорбентов является активированный уголь, который применяется для удаления широкого спектра загрязнений, включая органические вещества, хлорированные углеводороды и токсичные металлы. Показано, что эффективность и экономическая целесообразность выбора типа сорбента для процесса адсорбционной очистки стоков зависит от вида загрязнений и условий процесса адсорбции.
Библиографические ссылки
Meshalkin V. P. et. al. State of the art and research development prospects of energy and resource-efficient environmentally safe chemical process systems engineering. Mendeleev Communications. 2021. V. 31. P. 593–604. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mencom.2021.09.003
Мешалкин В. П. Основы интенсификации и ресурсоэнергоэффек-тивности химико-технологических систем. ООО «Принт-экспресс», Смоленск, 2021. 442 с.
Двадненко М. В. и др. Адсорбционная очистка сточных вод. Современные наукоемкие технологии. 2010. № 10. С. 214–215.
Younas F. et. al. Current and Emerging Adsorbent Technologies for Wastewater Treatment: Trends, Limitations, and Environmental Implications. Water 2021. V. 13, 215. DOI: https://doi.org/10.3390/w13020215
IUPAC Compendium of Chemical Terminology. Version 2.3.2. 2012-08-19. http://www.iupac.org/
Беленова С. В., Вигдорович В. И., Шель Н. В., Цыганкова Л. Е. Сорбционная способность природных сорбентов. Вестник ТГУ, 2015. Т. 2, № 2. C. 388–396.
Bandura L. et al.: Application of mineral sorbents for removal of petroleum substances: a review. Minerals, 2017, Vol.7, P. 37.
Subhi A. M., Al-Najar J. A. and Noori W. A-H., Adsorption of dyes using natural minerals: A review. Global NEST Journal, 2022, 24(3), pp. 451–464. DOI: https://doi.org/10.30955/gnj.004325
Natural diatomite as an effective adsorbent for heavy metals in water and wastewater treatment (a batch study).Water Science, 2018, 32, p. 32-43. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wsj.2018.02.001.
Baikin Yu. et al. Study of the natural mineral sorbents' absorption proper-ties of the Ural region (Russia). Earth and Environmental Science IOP Conference Series Earth and Environmental Science, 2022, 949(1):012101. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/949/1/012101
Stepanov S. V., Strelkov A. K., Panfilova O. N. Removal of heavy metals from wastewater with natural and modified sorbents. Magazine of Civil Engineering, 2022. V. 111(3). 11110. DOI: https://doi.org/10.34910/MCE.111.10
Матвеева В. А., Данилов А. С., Пашкевич М. А. Treatment of multitonnage manganese-containing waste water using vermiculite. Journal of Ecological Engineering. 2018, Vol. 19(1). С. 156–162. DOI: https://doi.org/10.12911/22998993/79416
Шунгит – материал XXI века Окружающая среда Санкт-Петербурга, 2017.06.19. http://ecopeterburg.ru
Ковалевский В., Щипцов В. Шунгиты и их промышленный потенци-ал. 14-й Международный конгресс по прикладной минералогии (23-27 сентяб-ря 2019 г.). Белгород: ред. С. Глаголев, 2019. С. 201–204.
Меньшова И. И., Сафонов В. В., Булулукова И. И. Применение шунгитового сорбента в адсорбционном способе очистки сточных вод, содержащих водорастворимые красители. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2013. № 2(344). С. 82–84.
Казначеева А. А., Меньшова И. И., Аверина Ю. М. Анализ эффективности очистки сточных вод минеральными и волокнистыми сорбентами. Повышение энергоресурсоэффективности, экологической и технологической безопасности процессов и аппаратов химической и смежных отраслей про-мышленности: сборник материалов международного научно-технического симпозиума, посвящённого 120-летию со дня рождения П. Г. Романкова (ISTS «EESTE-2024»), 2024. Т.1. C. 191–195.
Мусина У. Ш. Экологические свойства сланцевого шунгита при очистке сточных вод различного техногенного происхождения Современные проблемы науки и образования. 2015, № 2-2.
Щетинская О. С., Соболева О. А. Очистка сточных вод от соединений хрома с помощью шунгита. Вестник Казанского технологического универси-тета. 2017. Т.20, №20. C. 128–132.
Melezhika V. A., Filippovb M. M., Romashkin A. E. A giant Palaeoproterozoic deposit of shungite in NW Russia: genesis and practical applications/V.A. Melezhika, M.M. Filippovb, A.E. Romashkin. Ore Geology Reviews, 2004, №24, pp. 135–154.
Сомин В. А. Разработка технологий очистки сточных вод гальванических производств предприятий машиностроения на примере ОАО ХК «Барнаултрансмаш»: дис. …канд. тех. наук, Барнаул, 2009. 151 с.
Меньшова И. И., Заболотная Е., Челноков В. В., Гарабаджиу А. В. Адсорбция органических веществ с применением цеолитов. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2021. № 8. C. 131–138. DOI: https://doi.org/10.6060/ivkkt.20216408.6427
Глинистые минералы и их свойства http://www.chemicals-el.ru/chemicals-3842-1.html
Татаринцева Е. А., Ольшан-ская Л. Н. Получение эффективных нефтесорбентов для очистки вод на основе отходов химической промышленности. Промышленные процессы и технологии. 2021, № 1, С. 6–16. DOI: https://doi.org/10.37816/2713-0789-2021-1-1-6-16
Трусова В. В. Очистка оборотных и сточных вод предприятий от нефтепродуктов сорбентом на основе бурых углей: диссер. док. тех. наук, Иркутск, 2014.
Пат. 2579400 Россия, МПК B01J 20/02. Сорбент для очистки сточных вод от нефтепродуктов. Соко-лов Л. И., Фоменко А. И., Лебедева Е. А. – № 2014152044/05; Заявлено 22.12.2014; Опубл. 10.04.2016, Бюл. №10. – 7 с.
Макаров А. В. и др. Физико-химические исследования процесса ад-сорбции ионов тяжелых металлов на модифицированных алюмосиликатах. Вестник ИрГТУ, 2013, №2(73). C. 147–154.
Юрмазова Т. А. и др. Адсорбция нефтепродуктов и неорганических ионов на минеральном сорбенте. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 2018. Т. 329, № 5. С. 125–134.
Yerbolov S., Daumova G. Waste water purification from metal ions by ultradispersed naltra dispersed natural sorbents. Journal of Ecological Engineering 2022. 23(1). P. 43–50. DOI: https://doi.org/10.12911/22998993/143867
Shinta Indah et al. Modification of natural pumice by physical and chemical treatments for removal of zinc ions from aqueous solution MATEC Web of Conferences 276, 2019. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201927606009.
Selim K. A. et al. Surface modified bentonite mineral as a sorbent for Pb2+ and Zn2+ ions removal from aqueous solu-tions. Physicochem. Probl. Miner. Process., 2020. V. 56(6). P. 145–157. DOI: https://doi.org/10.37190/ppmp/127833
Саденова А. А., Абдулова Э. Н., Алибекова М. А. Современный прогресс в области поверхностной химической модификации углеродсодержащих материалов. Современная наука: актуальные вопросы, достижения и инновации сборник статей XVII Меж-дународной научно-практической конференции: в 2 ч.. Часть 1. Пенза, 2021. C. 23–27.
Мухин В. М., Курилкин А. А., Клушин В. Н. Применение активного угля, модифицированного гидроксидом калия, в очистке сточной воды на действующем предприятии. Сорбционные и хроматографические процессы, 2013. Т. 13, № 2. C. 188–191.
Калинин В. О. и др. Примене-ние углеродных волокнистых сорбентов для очистки водных растворов. Молодой ученый. 2017, №2.1 (136.1). C. 11–14.
Ефимов С. Е. Фильтровально-сорбционный метод очистки нефтесодержащих сточных вод нетканым сорбентом «Экосорб» Природные ресурсы Арктики и субарктики, 2020, Т. 25, № 118. С.124. DOI: https://doi.org/10.31242/2618-9712-2020-25-1-12
Garipov I. et al. The application of fiber ion exchange sorbents for wastewater treatment and purification of gas mixtures Journal of Energy, Envi-ronmental & Chemical Engineering. 2020. Vol. 5, No. 1. P. 10–13. DOI: https://doi.org/10.11648/j.jeece.20200501.12
Politaeva N., Smyatskaya Y., Fedyukhin A. Fiber and carbon materials for wastewater purification from petroleum products. Desalination and Water Treat-ment, 2020. № 174. P. 115–122.
Земскова Л. А. Модифициро-ванные углеродные волокна: сорбенты, электродные материалы, катализаторы. Вестн. ДВО РАН. 2009. № 2. С. 39–52.
Lysenko A. A. Prospects for development of research and production of carbon fibre sorbents. Fibre Chemistry, 2007.Vol 39. P. 93–102. DOI: https://doi.org/10.1007/s10692-007-0023-x
Валинурова Э. Р. и др. Адсорбционные свойства углеродного гид-ратцеллюлозного волокна. Вестник Башкирского университета. 2008. Т. 13. № 4. С. 907–910.
Гимаева А. Р. и др. Сорбция ионов тяжелых металлов из воды активированными углеродными адсорбентами. Сорбционные и хроматографические процессы. 2011 №3. С. 350–356.
Захаров Д. Е. и др. Применение целлюлозосодержащих материалов для очистки растворов от ионов тяжелых металлов. Вестник науки и образования Северо-Запада России, 2015. Т. 1. №2.
Abutaleb А. et al. Removal and recovery of U(VI) from aqueous effluents by flax fiber: Adsorption, desorption and batch adsorber proposal. Journal of Advanced Research, 2020. № 22. P. 153-162. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jare.2019.10.011
Yongsoon Shin et al. Cotton fiber-based sorbents for treating crude oil spills. ACS Omega 2020. № 5. P. 13894–13901. DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.0c01290
Меньшова И. И., Аверина Ю. М., Заболотная Е. Углеродные волокна в адсорбционных процессах. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66, № 3. С. 52–58. DOI: https://doi.org/10.6060/ivkkt.20236603.6715
Генис А. В., Кузнецов А. В. Перспективные разработки в производстве волокнистых полимерных сорбентов. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева), 2019. Т. LXIII, №1. С. 27–45. DOI: https://doi.org/10.6060/rcj.2019631.2
Deng H., Yu X. Adsorption of fluoride, arsenate and phosphate in aqueous solution by cerium impregnated fibrous protein. Chemical Engineering Journal, 2012. V. 184. P. 205–212. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.01.031
Deng H., Chen Y. Enhanced phosphate and fluoride removal from aqueous solution by ferric-modified chromi-um(III)-fibrous protein. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 2016. Vol. 68. P. 323-331. DOI: https://doi.org/10.1016/J.JTICE.2016.09.017
Pourmohammadi A. Nonwoven materials and joining techniques. Joining Textiles. Iran: Woodhead Publishing Series in Textiles, 2013. P. 565–581.
Mao N., Russell S. J. Fibre to fabric: nonwoven fabrics. Textiles and Fashion. UK: Woodhead Publishing Series in Textiles, 2015. P. 307–335.
Казначеева А. А., Ставропольцева А. С., Меньшова И. И. Сорбенты на основе нетканых материалов в очистке промышленных стоков. Успехи в химии и химической технологии, 2023. Т. 37. № 4(266). С. 123–125.
Пат. 2 475455 Россия, МПК C02F 1/28, B01J 20/04, C02F 103/14. Способ сорбционной очистки сточных вод от красителей/В.С. Мальцева, А.В. Сазонова. – № 2011136456/05; Заявлено 01.09.2011; Опубл. 20.02.2013, Бюл. № 5. – 6 с.
Chen H. et al. Removal capacity and adsorption mechanism of heat-treated palygorskite clay for methylene blue. Chemical Engineering Journal, 2011. № 174. P. 143–150. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2011.08.062
Ribero A. C. et al. Physico-chemical and Electro-static Surface Characterisation of Mica Mineral and its applicability on the adsorption of Safranin Orange and Reactive Black 5 dyes. Envi-ronmental Technology. 2021. P. 3765–3778. DOI: https://doi.org/10.1080/09593330.2021.1934562
Issa A. A., Degrees Y. S., Ghout M. A. Studying competitive sorption behavior of methylene blue and malachite green using multivariate calibration. Chemical Engineering Journal, 2014. №240. P. 554–564. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2013.10.084
Liu N. et al. Adsorption charac-teristics of Direct Red 23 azo dye onto powdered tourmaline. Arabian Journal of Chemistry, 2018. №11(8). P. 1281–1291. DOI: https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2016.04.010
Santos S. C., Boaventura R. A. Adsorption of cationic and anionic azo dye-son sepiolite clay: equilibrium and kinetic studies in batch mode. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2016. №4. P. 1473–1483. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2016.02.009
Elsayed E. Natural diatomite as an effective adsorbent for heavy metals in water and wastewater treatment (a batch study). Water Science, 2018. 32. P. 32–43. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wsj.2018.02.001
Mu B., Wang A. Adsorption of dyes onto palygorskite and its composites: a review. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2016, № 4. P. 1274–1294. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2016.01.036
Gao W. et al. Direct acid activation of kaolinite and its effects on the adsorption of methylene blue. Applied Clay Science, 2016. № 126, P. 98–106. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clay.2016.03.006
Alver E., Metin A. Ü. Anionic dye removal from aqueous solutions using modified zeolite: Adsorption kinetics and isotherm studies/ E. Alver, A.Ü. Metin. Chemical Engineering Journal, 2012. P. 59–67. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.06.038
Medellin-Castillo N. A. et al. Adsorption of fluoride from water solution on bone char. Ind. Eng. Chem. Res, 2007. № 46. P. 9205–9212. DOI: https://doi.org/10.1021/IE070023N
Carmody O. et al. Adsorption of hydrocarbons on organoclays—implications for oil spill remediation. J. Colloid Inter-face Sci, 2007. № 305. P. 17–24. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2006.09.032
Пат. 2 412756 Россия, МПК B01J 20/00, C02F 1/28. Сорбент для очистки промышленных стоков от со-единений свинца и кадмия и способы его применения / Бураев М.Э. и др. – № 2008152525/05; Заявлено 29.12.2008; Опубл. 27.02.2011, Бюл № 6. 9 с.
Pattanayak J. et al. A paramet-ric evaluation of the removal of As(V) and As(III) by carbon based adsorbents. Carbon, 2000. № 38. P. 589–596. DOI: https://doi.org/10.1016/S0008-6223(99)00144-X
Shi Z. L., Liu F. M., Yao S. H. Adsorptive removal of phosphate from aqueous solutions using activated carbon loaded with Fe(III)oxide. New Carbon Mater, 2011. № 26(4). P. 299–306.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Copyright (c) 2025 Industrial processes and technologies