Новый сорбент на основе природных материалов для очистки гальванических стоков

Загрязненные производственные стоки представляют угрозу для водных объектов, так как содержат высокотоксичные вещества, среди которых наиболее опасны соединения тяжелых металлов. Последние, попадая в окружающую среду и взаимодействуя с другими элементами, образуют токсиканты, даже незначительные количества которых могут нанести вред здоровью человека и состоянию окружающей среды. Тяжелые металлы, включаясь в пищевую цепь, способны концентрироваться в организме до количеств, в сотни и тысячи раз превосходящие их содержание в водной среде. Следует отметить, что металлы обладают ярко выраженным эффектом суммации, из-за чего совместное присутствие нескольких элементов усиливает их токсическое действие. Поэтому следует создавать водооборотные циклы на предприятиях с учетом регенерации отработанных технологических растворов, сточных вод и локальные замкнутые системы водопользования, которые являются основным звеном замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий в целом. На машиностроительных предприятиях Алтайского края при нанесении гальванических покрытий образуются сточные воды, содержащие ионы меди и цинка. Поскольку данные стоки разнообразны по составу и свойствам, объединение их для последующей очистки нерационально. Выделение ионов тяжелых металлов из воды возможно различными способами: реагентными, адсорбционными, ионообменными, электрохимическими, а также выпариванием. Выбор способа зависит от масштабов производства, концентрации металлов в сточных водах, их стоимости. Наиболее часто применяют реагентное осаждение. Однако этот способ вызывает вторичное загрязнение воды и потерю ценных компонентов с осадками. Кроме того, осаждение, как правило, осуществляется известью, из-за чего в очищенной воде увеличивается содержание солей кальция, что затрудняет ее использование в оборотном водоснабжении. Так же интенсивно используют ионный обмен, что позволяет применять широкий спектр ионообменных материалов, например природные бентонитовые глины. Как правило, глубина залегания бентонитовых глин достаточно небольшая, что делает возможным их добычу открытым способом, благодаря чему они имеют невысокую стоимость. В составе бентонита преобладающим минералом является монтмориллонит с ярко выраженными ионообменными свойствами. Монтмориллонит содержит катионы металлов, которые выступают в качестве обменных катионов. Наиболее распространенным обменным катионом в бентонитах является Са2+, но значительно большей активностью обладают катионы Na+, К+ и Н+. Известны сорбционно-ионообменные материалы, созданные на основе бентонитовых глин путем их нанесения на поверхность базальтовых волокон [1]. Такие комплексы могут быть использованы для очистки стоков, содержащих тяжелые металлы. Однако определенные трудности связаны как с самим процессом нанесения бентонитовых глин на базальтовые волокна, так и с невысокой механической прочностью полученного сорбента. Поэтому интересен поиск других материалов, которые могут служить каркасом при нанесении бентонитовых глин.

На многих предприятиях в качестве отходов вспомогательного производства образуются древесные опилки, которые можно использовать в качестве фильтровальных загрузок, но чаще всего их сжигают в котельных. В связи с этим экономически целесообразно использовать древесные опилки в качестве материала для очистки сточных вод и получения новых сорбционных материалов путем нанесения на них активного комплекса, например бентонитов.

Использование подобных недорогих сорбентов делает привлекательным создание водооборотных систем на гальванических производствах. Так как основное количество воды (95 — 98 %) при нанесении гальванических покрытий приходится на промывные операции, возврат в технологический процесс воды от ванн промывки создает основу для организации замкнутого водного хозяйства [2].

Известно, что сорбционная способность отходов деревообрабатывающего производства, в том числе древесных опилок, по отношению к ионам металлов невысока. Для ее увеличения опилки необходимо подвергнуть модификации, например бентонитами. Опилки при этом являются основой, на которую наносится бентонитовая глина в соотношении бентонит: опилки от 1:1 до 1:3.

Другие статьи по экологии

Методы определения экономического ущерба от загрязнения окружающей среды
Ущерб от загрязнения окружающей среды может рассматриваться в нескольких аспектах — экономическом, социальном, экологическом, моральном. Оценка экономического ущерба имеет большую теоретичес ...

Региональная экология (Калининградская область)
Калининградская область расположена на юго-восточном побережье Балтийского моря, она является самой маленькой областью в РФ, поскольку занимает площадь в 15,1 тыс. км2. Максимальная протяжен ...

Разработка плана управления Опукского заповедника
Опукский природный заповедник является природоохранной и научно-исследовательской организацией Министерства охраны окружающей природной среды Украины. Опукский природный заповедник — оди ...