Оцінка ефективності катіонообмінного вилучення важких металів із розчинів, що містять їх суміші

Автор(и)

  • Nikolai Gomelya Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0003-1165-7545
  • Ganna Trokhуmenko Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, пр. Героїв Сталінграда, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025, Україна https://orcid.org/0000-0002-0835-3551
  • Tatiana Shabliy Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-6710-9874
  • Olena Hlushko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-8243-5707

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.129633

Ключові слова:

очищення стічних вод, електроекстракція катіонів важких металів, метод іонного обміну

Анотація

Об'єктом дослідження є промивні стічні води гальванічних виробництв, що містять катіони важких металів. Найбільш поширені реагентні методи очистки гальванічних стоків не забезпечують необхідний ступінь очищення води, супроводжуються втратою цінних компонентів і утворенням значних об'ємів токсичних шламів. Іонний обмін є перспективним в створенні технологій очистки стічних вод гальванічних виробництв.

Одною з найбільш голових проблем іонообмінної технології є процеси регенерації іонітів, а, зокрема, утилізації відпрацьованих регенераційних розчинів. Найбільш перспективним при відновленні регенераційних розчинів є електрохімічний метод. Проте, електроекстракція цинку та нікелю практично неможлива з кислих розчинів без розділення електродного простору мембраною. Крім того, стоки гальванічних виробництв містять суміші іонів важких металів. Це ускладнює процес очистки стічних вод та повернення цінних компонентів у виробництво.

В ході дослідження використовували сильнокислотний катіоніт КУ-2-8 в Na+-формі для вивчення процесів сумісної сорбції іонів важких металів. Регенерацію катіоніту проводили розчинами сірчаної та соляної кислот. Еектроекстракцію цинку та нікелю з кислих регенераційних розчинів здійснювали в двохкамерному електролізері з аніонообмінною мембраною МА-41.

Отримано результати, які свідчать, що в умовах концентрування важких металів на катіоніті КУ-2-8 досягнути ефективного розділення їх неможливо. Встановлено, що іони важких металів сорбовані індивідуально і в сумішах з іншими іонами важких металів ефективно десорбуються розчинами сірчаної та соляної кислот.

Використання двохкамерного електролізера, на відміну від проведення процесів електролізу без розділення електродного простору, дозволило практично повністю вилучити іони цинку та нікелю з кислих регенераційних розчинів. А також отримати розчин сірчаної кислоти в анодній камері в концентрації 239–651 мг-екв/дм3.

Біографії авторів

Nikolai Gomelya, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра екології та технології рослинних полімерів

Ganna Trokhуmenko, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, пр. Героїв Сталінграда, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025

Кандидат біологічних наук, доцент

Кафедра екологічної безпеки та охорони праці

Tatiana Shabliy, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра екології та технології рослинних полімерів

Olena Hlushko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра екології та технології рослинних полімерів,

Посилання

  1. Stanko, O. M. (2012). Vazhki metaly u vodi: zabrudnennia richky Dnister za ostanni 10 rokiv (terytoriia Lvivskoi oblasti). Suchasni problemy toksykolohii, 3–4, 58–63.
  2. Adanez, J., Abad, A., Garcia-Labiano, F., Gayan, P., de Diego, L. F. (2012). Progress in Chemical-Looping Combustion and Reforming technologies. Progress in Energy and Combustion Science, 38 (2), 215–282. doi:10.1016/j.pecs.2011.09.001
  3. Ivanter, E. V., Medvedev, N. V. (2007). Ekologicheskaya toksikologiya prirodnykh populyatsiy. Moscow: Nauka, 229.
  4. Gomelya, M., Trohymenko, G., Hlushko, O., Shabliy, T. (2018). Electroextraction of heavy metals from wastewater for the protection of natural water bodies from pollution. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (91)), 55–61. doi:10.15587/1729-4061.2018.123929
  5. Gomelya, N. D., Hlushko, E. V., Trohymenko, A. G., Butchenko, L. I. (2017). Elektroliticheskoe izvlechenie ionov tyazhelykh metallov iz solyanokislykh rastvorov. Energotekhnologii i resursosberezhenie, 1, 60–67.
  6. Sub, M., Rub, L. (1998). Abrennunq von Kupfer, Nickel, Chrom, Zink und Silver aus galvanischen Spulwasserh an Jonenansta – uscherharzen und Kohlenstoffsorbenzien. Nachp. Aussenhand, 51 (244), 61–87.
  7. Erusalimskaya, E. M. (1988). Primenenie katodov s razvitoy poverkhnost'yu dlya intensifikatsii protsessa elektrokhimicheskoy ochistki promyshlennykh stochnykh vod ot nikelya. Fiziko-khimicheskaya ochistka i metody analiza promyshlennykh stochnykh vod. Moscow, 40–42.
  8. Fu, F., Wang, Q. (2011). Removal of heavy metal ions from wastewaters: A review. Journal of Environmental Management, 92 (3), 407–418. doi:10.1016/j.jenvman.2010.11.011
  9. Gomelya, M. D., Radovenchyk, V. M., Hlushko, O. V. (2007). Ochystka halvanostokov ot yonov kadmyia yonoobmennim metodom. Ekolohiia i resursy, 16, 57–62.
  10. Ahmad, A., Rafatullah, M., Sulaiman, O., Ibrahim, M. H., Chii, Y. Y., Siddique, B. M. (2009). Removal of Cu(II) and Pb(II) ions from aqueous solutions by adsorption on sawdust of Meranti wood. Desalination, 247 (1–3), 636–646. doi:10.1016/j.desal.2009.01.007
  11. Izvlechenie ionov nikelya iz otrabotannykh rastvorov khimicheskogo nikelirovaniya. (1986). Izv A.N. GSSR. Ser. Khim., 12 (4), 301–303.
  12. Gomelya, N. D., Sagaydak, I. S. (1999). Razrabotka ekologicheski chistoy tekhnologii izvlecheniya tsinka iz gal'vanostokov. Perspektivnye napravleniya razvitiya ekologii, ekonomiki, energetiki. Odessa, 81–85.
  13. Makarenko, I. M. (2014). Electrochemical desalination of solutions, containing hardness ions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (6 (70)), 48–53. doi:10.15587/1729-4061.2014.26243
  14. Omelchuk, Y. A., Hlushko, O. V., Kamaiev, V. S., Gomelya, M. D. (2011). Electrochemical removal of nickel ions from neutral and acid regeneration solutions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (6 (54)), 26–29. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/2291
  15. Aleskovskiy, V. B. (Ed.). (1988). Fiziko-khimicheskie metody analiza. Prakticheskoe rukovodstvo. Leningrad: Khimiya, 376.
  16. Lurie, Yu. Yu. (1984). Analiticheskaya khimiya promyshlennykh stochnykh vod. Moscow: Khimiya, 448.
  17. Sahaidak, I. S. (2000). Lokalizatsiia ta zneshkodzhennia stichnykh vod, zabrudnenykh spolukamy khromu, kadmiiu ta tsynku. Kyiv, 11–12.
  18. Pikkering, U. F. (1977). Sovremennaya analiticheskaya khimiya. Moscow: Khimiya, 560.
  19. Donchenko, M. I., Redko, R. M., Kovalenko, S. Yu. (2007). Elektrokhimichne osadzhennia nikeliu iz sirchanokyslykh eliuativ, utvorenykh pry reheneratsii kationitiv. Suchasni problemy okhorony dovkillia, ratsionalnoho vykorystannia vodnykh resursiv ta ochystky pryrodnykh i stichnykh vod: 2007 rik. Kyiv: Tovarystvo «Znannia Ukrainy», 69–72.

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-12-28

Як цитувати

Gomelya, N., Trokhуmenko G., Shabliy, T., & Hlushko, O. (2017). Оцінка ефективності катіонообмінного вилучення важких металів із розчинів, що містять їх суміші. Technology Audit and Production Reserves, 2(3(40), 41–47. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.129633

Номер

Том 2 № 3(40) (2018): Хімічна інженерія

Розділ

Екологія та технології захисту навколишнього середовища: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Olena Hlushko, Nikolai Gomelya, Ganna Trokhуmenko, Tatiana Shabliy

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.