Розробка ресурсозберігаючої технології очищення ферумовмісних стічних вод від операцій травлення

Автор(и)

  • Микола Васильович Яцков Національний університет водного господарства та природокористування; Відокремлений структурний підрозділ «Рівненський технічний фаховий коледж Національного університету водного господарства та природокористування», Україна https://orcid.org/0000-0002-6231-6583
  • Наталія Михайлівна Корчик Національний університет водного господарства та природокористування, Україна https://orcid.org/0000-0003-4919-6510
  • Надія Марківна Буденкова Національний університет водного господарства та природокористування, Україна https://orcid.org/0000-0003-2176-3405
  • Оксана Іванівна Мисіна Національний університет водного господарства та природокористування, Україна https://orcid.org/0000-0003-2556-0947

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.267949

Ключові слова:

ресурсозберігаюча технологія, розчини травлення, ферумовмісні домішки, магнітний пристрій, витрата реагентів

Анотація

Об’єктом дослідження є стічні води від операцій хлоридного та сульфатного травлення.

Представлені результати досліджень шляхів зменшення витрат хімічних реагентів в системах очищення стічних вод від операцій травлення. Відпрацьовані травильні розчини підлягають регенерації з поверненням у виробничий процес та частковим дозуванням в основний потік стічних вод. Встановлено, що при концентрації феруму 30 г/л у травильних розчинах з метою повернення в технологічний процес розчин підлягає обробці лужним реагентом (10–20 % NaOH) до рН=3,5–4,0. При цьому кінцева концентрація феруму складає 11 г/л. Застосування гідроген пероксиду (20–40 % Н2О2) разом з лужним реагентом дозволяє збільшити ступінь вилучення на 30 %, тобто кінцева концентрація феруму складає 8 г/л. При скиді 1 м3 травильних розчинів 0,5 м3 підлягає регенерації і після змішування з 0,5 м3 товарного реагенту (HCl) повертається у технологічний процес. Витрата товарної кислоти зменшується на 50 %. Показано, що використання як хімічного реагенту окремих потоків відпрацьованих розчинів дозволяє зменшити витрати реагентів для їх знешкодження (економія лужного реагенту складає 80 %). Так, на 1 м3 розчинів (травлення та знежирення) після їх змішування витрачається 1,2 кг/м3 товарного реагенту (NaOH), а без взаємного знешкодження ця витрата складає 6 кг/м3. Для знешкодження розчинів травлення рекомендовано проводити процес в інтервалі рН=6,5–7,5. Для розчину, в якому переважать йони Fe3+ з початковою концентрацією 0,53 моль/л досягається ступінь вилучення 0,9, а загальна витрата реагенту (7,1 моль/л) перевищує стехіометричну тільки на 10 %.

Глибоке очищення від ферумовмісних домішок із застосуванням магнітного пристрою розширює можливості практичної реалізації подальшого знесолення оберненим осмосом

Біографії авторів

Микола Васильович Яцков, Національний університет водного господарства та природокористування; Відокремлений структурний підрозділ «Рівненський технічний фаховий коледж Національного університету водного господарства та природокористування»

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, професор

Кафедра хімії та фізики

Директор

Наталія Михайлівна Корчик, Національний університет водного господарства та природокористування

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра хімії та фізики

Надія Марківна Буденкова, Національний університет водного господарства та природокористування

Кандидат хімічних наук, доцент

Кафедра хімії та фізики

Оксана Іванівна Мисіна, Національний університет водного господарства та природокористування

Старший викладач

Кафедра хімії та фізики

Посилання

  1. Korchik, N. M., Belikova, S. V. (2012). Ochistka i regeneratsiya stochnykh vod gal'vanicheskogo proizvodstva. Ekologiya plyus. Nauchno-proizvodstvenniy ekologicheskiy zhurnal, 6 (33), 10–13.
  2. Cheremisin, A. V., Valiullin, L. R., Myazin, N. S., Logunov, S. E. (2021). Efficient treatment of wastewater from galvanic plants. Journal of Physics: Conference Series, 1942 (1), 012095. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1942/1/012095
  3. Liu, Q., Pan, D., Ding, T., Ye, M., He, F. (2020). Clean & environmentally friendly regeneration of Fe-surface cleaning pickling solutions. Green Chemistry, 22 (24), 8728–8733. doi: https://doi.org/10.1039/d0gc03297b
  4. Yatskov, M., Korchyk, N., Budenkova, N., Kyrylyuk, S., Prorok, O. (2017). Development of technology for recycling the liquid iron-containing wastes of steel surface etching. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (6 (86)), 70–77. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.97256
  5. Garashchenko, V. I., Garashchenko, A. V., Luk’yanchuk, A. P. (2012). The precipitation of the dispersed phase of liquid medium impurities in a magnetized ferrito-ferromagnetic nozzle. Russian Journal of Physical Chemistry A, 86 (4), 685–688. doi: https://doi.org/10.1134/s0036024412040085
  6. Yatskov, M. V., Mysina, O. I. (2001). Pat. No. 36351 UA. Device for removal of magnetic and non-magnetic inclusions from liquid. No. 99126648; declareted: 07.12.1999; published: 16.04.2001, Bul. No. 3. Available at: https://uapatents.com/3-36351-pristrijj-dlya-ochishhennya-ridini-vid-magnitnikh-ta-nemagnitnikh-vklyuchen.html
  7. Merentsov, N. A., Bokhan, S. A., Lebedev, V. N., Persidskiy, A. V., Balashov, V. A. (2018). System for Centralised Collection, Recycling and Removal of Waste Pickling and Galvanic Solutions and Sludge. Materials Science Forum, 927, 183–189. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.927.183
  8. Kochetov, G. M. (2000). Kompleksnaya ochistka stochnykh vod promyshlennykh predpriyatiy s regeneratsiey tyazhelykh metallov. Ekotekhnologii i resursosberezhenie, 4, 41–43.
  9. Cunha, T. N. D., Trindade, D. G., Canesin, M. M., Effting, L., de Moura, A. A., Moisés, M. P. et al. (2020). Reuse of Waste Pickling Acid for the Production of Hydrochloric Acid Solution, Iron(II) Chloride and Magnetic Iron Oxide: An Eco-Friendly Process. Waste and Biomass Valorization, 12 (3), 1517–1528. doi: https://doi.org/10.1007/s12649-020-01079-1
  10. Uretskiy, E. A. (2007). Resursosberegayuschie tekhnologii v vodnom khozyaystve promyshlennykh predpriyatiy. Brest: BrGTU, 396.
  11. Xiaoyu, W., Gang, L., Shuo, Y. (2020). Study on the Treatment and Recovery of Acid in Steel Pickling Wastewater with Diffusion Dialysis. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 510 (4), 042046. doi: https://doi.org/10.1088/1755-1315/510/4/042046
  12. Serdiuk, V. O. (2021). Membranni elektrokhimichni prystroi v protsesakh reheneratsiyi halvanichnykh rozchyniv. Sumy: SDU, 192. Available at: https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/86159
  13. Tevtul, Ya. Yu., Nechyporenko, O. V., Makh, N. Ya., Mykhaletska, O. M. (2008). Elektrokhimichna membranna reheneratsiya khlorydnykh rozchyniv travlennia midi. Ukraynskyi khymycheskyi zhurnal, 74 (2), 97–101. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/14594
  14. Koltyshev, S. M. et al. (2006). Opyt ochistki ot parov solyanoy kisloty aspiratsionnogo vozdukha travil'nogo otdeleniya. Stal', 2, 77–78.
  15. Vasylenko, I. A., Kumaniov, S. O. (2011). Pat. No.100944 UA. Process for the preparation of modified yellow iron oxide. No. 201112246; declareted: 19.10.2011; published: 11.02.2013, Bul. No. 3. Available at: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=182968
  16. Pietrelli, L., Ferro, S., Vocciante, M. (2018). Raw materials recovery from spent hydrochloric acid-based galvanizing wastewater. Chemical Engineering Journal, 341, 539–546. doi: https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.02.041
  17. Sharma, V. K., Yngard, R. A., Cabelli, D. E., Clayton Baum, J. (2008). Ferrate(VI) and ferrate(V) oxidation of cyanide, thiocyanate, and copper(I) cyanide. Radiation Physics and Chemistry, 77 (6), 761–767. doi: https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2007.11.004
  18. Baran, B. A., Bubenshchykova, H. T., Khriashchevskyi, V. M. (2010). Antropohenne zabrudnennia vody ta sposoby yii ochyshchennia. Visnyk Khmelnytskoho natsionalnoho universytetu, 2, 234–237. Available at: http://journals.khnu.km.ua/vestnik/pdf/tech/2010_2/44bar.pdf
  19. Korzhik, N. N., Garniy, A. I., Shevchenko, V. E., Khaskin, V. Yu., Kostash, S. M. (2017). Primenenie mikrodugovoy obrabotki vo vraschayuschikhsya magnitnykh polyakh dlya ochistki zagryaznennykh i stochnykh vod. Mezhdunarodnyy Nauchnyy Institut “Educatio” : Tekhnicheskie nauki, I (26), 17–27.
  20. Kochetov, G., Samchenko, D., Lastivka, O., Derecha, D. (2022). Determining the rational parameters for processing spent etching solutions by ferritization using alternating magnetic fields. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (10 (117)), 21–28. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.259791
  21. Garashchenko, I. V., Garashchenko, V. I., Astrelin, I. M. (2019). Magnetosorption purification of liquid chemical products from ferromagnetic impurities. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii, 1, 80–85. doi: https://doi.org/10.32434/0321-4095-2019-122-1-80-85
  22. Mehta, D., Mazumdar, S., Singh, S. K. (2015). Magnetic adsorbents for the treatment of water/wastewater – A review. Journal of Water Process Engineering, 7, 244–265. doi: https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2015.07.001
  23. Korchyk, N. M., Yatskov, M. V., Bielikova, S. V. (2012). Pat. No, 76053 UA. Process for the purification of waste water of electroplating industry. No. u201206086; declareted: 21.05.2012; published: 25.12.2012, Bul. No, 24. Available at: https://uapatents.com/6-76053-sposib-ochishhennya-stichnikh-vod-galvanichnogo-virobnictva.html
  24. Kyryliuk, S. V. (2017). Ochyshchennia kontsentrovanykh stichnykh vod halvanichnoho vyrobnytstva u kombinovanii systemi. Rivne: NUVHP, 206.
  25. Yatskov, M., Korchyk, N., Mysina, O., Budenkova, N. (2021). Improvement of the technological treatment scheme of iron-containing wastewater from etching operations. EUREKA: Life Sciences, 3, 21–28. doi: https://doi.org/10.21303/2504-5695.2021.001883
  26. Yatskov, M., Korchyk, N., Mysina, O., Budenkova, N. (2021). Creation of a combined system for treatment of iron-containing wastewater from etching operations. Technology Audit and Production Reserves, 6 (3 (62)), 21–26. doi: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.247550
  27. Yatskov, M. V., Korchyk, N. M., Prorok, O. A., Besediuk, V. Yu. (2020). Pat. No. 147127. Sposib vyluchennia khromu iz vysokokontsentrovanykh vidkhodiv shkirzavodiv. No. 202006909; declareted: 28.10.2020; published: 14.04.2021, Bul. No. 15. Available at: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=275516
Development of a resource-saving technology for the treatment of ferrum-containing wastewater from etching operations

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-12-30

Як цитувати

Яцков, М. В., Корчик, Н. М., Буденкова, Н. М., & Мисіна, О. І. (2022). Розробка ресурсозберігаючої технології очищення ферумовмісних стічних вод від операцій травлення. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(10 (120), 16–26. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.267949

Номер

Том 6 № 10 (120) (2022): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Mykola Yatskov, Natalia Korchyk, Nadia Budenkova, Oksana Mysina

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.