Дослідження адсорбції фосфат-іонів з водних розчинів

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Technology audit and production reserves; Vol. 4 No. 3(66) (2022): Chemical engineering; 35-37
Technology audit and production reserves; Том 4 № 3(66) (2022): Хімічна інженерія; 35-37
ISSN: 2664-9969
2706-5448
Popis: The object of research in this work is model aqueous solutions containing phosphate ions. Phosphorus is an essential nutrient for all life forms and determines the trophic state of freshwater ecosystems. The existing problem is that when excessive phosphorus enters water bodies, it causes their eutrophication, and, as a result, the accumulation of biotoxins, deterioration of water quality, death of aquatic organisms, etc. Phosphorus comes to surface water from domestic wastewater containing phosphates as components of synthetic detergents, photoreagents and water softeners. A significant contribution is made by the washout of phosphate fertilizers and pesticides from agricultural land, and runoff from livestock farms and industrial enterprises. Among the methods of wastewater treatment from phosphates, a special place is occupied by sorption. An analysis of modern scientific publications on this topic shows that the search for new effective sorbents obtained using resource-saving technologies is an important scientific and practical problem. The work was aimed precisely at the search for such sorbents. Iron is known to have a high affinity for phosphate. Therefore, the paper proposes to use the sediments of groundwater iron removal stations as a sorbent. These sludges are produced in significant quantities and create significant environmental problems. The sorption of iron-containing sorbent, which is a waste of iron removal stations with respect to phosphate ions, has been studied. It has been established that this sorbent is effective for extracting phosphate ions from water with an adsorption capacity of 72.67 mg/g. The sorption process is quite accurately described by the pseudo-second order sorption kinetic equation (determination coefficient R2=0.9737). The rate constant of the sorption process was calculated to be 3.8·10–4 g/mg PO43–·min1/2. The use of the proposed sorbent will allow solving two environmental issues: replenishment of the list of cheap effective sorbents for removing phosphates and utilization of sludge from iron removal stations.
Об’єктом дослідження у роботі є модельні водні розчини, які містять фосфат-іони. Фосфор є важливим живильним елементом для всіх форм життя та визначає трофічний стан прісноводних екосистем. Існуюча проблема полягає в тому, що при надмірному надходженні фосфору у водойми, він викликає їх евтрофікацію, і, як наслідок, накопичення біотоксинів, погіршення якості води, загибель гідробіонтів тощо. До поверхневих вод фосфор потрапляє з побутових стічних вод, що містять фосфати як компоненти синтетичних миючих засобів, фотореагентів та пом’якшувачів води. Суттєвий вклад вносять змиви фосфорних добрив та пестицидів із сільськогосподарських угідь, стоки тваринницьких ферм і промислових підприємств. Серед методів очищення стічних вод від фосфатів особливе місце займають сорбційні. Аналіз сучасних наукових публікацій з цієї тематики показує, що пошук нових ефективних сорбентів, отриманих за ресурсозберігаючими технологіями, – важлива науково-практична проблема. Робота була направлена саме на пошук таких сорбентів. Відомо, що залізо має високу спорідненість до фосфату. Тому в роботі запропоновано використовувати в якості сорбенту осади станцій знезалізнення підземних вод. Ці шлами утворюються в значній кількості та створюють значні екологічні проблеми. Досліджено сорбцію залізовмісного сорбенту, який є відходом станцій знезалізнення по відношенню до фосфат-іонів. Встановлено, що даний сорбент є ефективним щодо вилучення фосфат-іонів із води з адсорбційною здатністю 72,67 мг/г. Процес сорбції досить точно описується кінетичним рівнянням сорбції псевдо-другого порядку (коефіцієнт детермінації R2=0,9737). Розраховано константу швидкості сорбційного процесу, яка складає 3,8·10–4 г/мг PO43–·хв1/2. Використання запропонованого сорбенту дозволить вирішити два екологічних питання: поповнення переліку дешевих ефективних сорбентів для видалення фосфатів та утилізація шламів станцій знезалізнення.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: