Видалення йонів хрому (VI) з водних розчинів

Автор(и)

  • Тетяна Іванівна Обушенко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-0731-0370
  • Наталія Михайлівна Толстопалова Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-7240-5344
  • Марія Дмитрівна Чир’єва Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-0821-7787

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.242811

Ключові слова:

іони хрому (VI), флотоекстракційне очищення стічних вод, гексадецилпіридиніум хлорид, бутиловий спирт

Анотація

Об’єктом дослідження є флотоєкстракція йонів хрому (VI) з модельних та реальних стічних вод. Сполуки шестивалентного хрому представляють серйозну небезпеку для поверхневих і ґрунтових вод і можуть надавати мутагенну та канцерогенну дію на живі організми. Дослідження процесу флотоекстракції як методу очищення стічних вод від важких металів на прикладі іонів хрому (VІ) є важливим завданням. У роботі розглянуто флотоекстракцію іонів хрому (VI) з використанням катіонної поверхнево-активної речовини (ПАР) – гексадецилпіридиніум хлориду та бутілового спирту в якості органічної фази. Отримано залежності ефективності процесу від присутності катіонної ПАР, часу флотоекстрагування, типу органічного екстрагенту, природи збирача та мольного співвідношення ПАР:Cr, вихідної концентрації полютанту, рН вихідного розчину. Визначені раціональні умови флотоекстракції дозволяють видаляти 98–99,6 % полютанту. Метод випробувано на реальних стічних водах.

Важливість проведеного дослідження підкреслюється тим, що флотоекстракція має ряд особливостей та переваг. Зокрема, можливість багатократного концентрування іонів забрудника у невеликих об’ємах органічного розчинника та можливість його подальшої регенерації. При цьому використовується значно менша кількість органічного розчинника та процес не лімітується константою розподілу (у порівнянні з методом екстракції). Флотоекстракція також характеризується відсутністю піни (у порівнянні з методом флотації) та відсутністю великих кількостей вологого осаду (у порівнянні з реагентним методом). Запропонований у роботі метод забезпечує достатній рівень очищення стічних вод від іонів хрому, а також може бути застосований в системах локального очищення стоків з наступним поверненням води у технологічний процес. Це забезпечить зниження витрат на споживання водних ресурсів, скидання стічних вод у водні об’єкти, а також обмежить потрапляння шкідливих речовин у навколишнє середовище.

Біографії авторів

Тетяна Іванівна Обушенко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Старший викладач

Кафедра технології неорганічних речовин, водоочищення та загальної хімічної технології

Наталія Михайлівна Толстопалова, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології неорганічних речовин, водоочищення та загальної хімічної технології

Марія Дмитрівна Чир’єва, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кафедра технології неорганічних речовин, водоочищення та загальної хімічної технології

Посилання

  1. Fenti, A., Chianese, S., Iovino, P., Musmarra, D., Salvestrini, S. (2020). Cr(VI) Sorption from Aqueous Solution: A Review. Applied Sciences, 10 (18), 6477. doi: https://doi.org/10.3390/app10186477
  2. Gupta, S., Babu, B. V. (2009). Removal of toxic metal Cr(VI) from aqueous solutions using sawdust as adsorbent: Equilibrium, kinetics and regeneration studies. Chemical Engineering Journal, 150 (2–3), 352–365. doi: https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.01.013
  3. Cavaco, S. A., Fernandes, S., Quina, M. M., Ferreira, L. M. (2007). Removal of chromium from electroplating industry effluents by ion exchange resins. Journal of Hazardous Materials, 144 (3), 634–638. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.01.087
  4. Bhatti, M. S., Reddy, A. S., Thukral, A. K. (2009). Electrocoagulation removal of Cr(VI) from simulated wastewater using response surface methodology. Journal of Hazardous Materials, 172, (2–3), 839–846. doi: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.07.072
  5. Lu, Y., Zhu, X. (2001). Solvent Sublation: Theory and Application. Separation and Purification Methods, 30 (2), 157–189. doi: https://doi.org/10.1081/spm-100108158
  6. Bi, P., Dong, H., Dong, J. (2010). The recent progress of solvent sublation. Journal of Chromatography A, 1217 (16), 2716–2725. doi: https://doi.org/10.1016/j.chroma.2009.11.020
  7. Walkowiak, W. (2007). Ion flotation and solvent sublation of cobalt cyanide complexes. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 30 (1), 611–619. doi: https://doi.org/10.1002/jctb.503300180
  8. Lu, Y. J., Liu, J. H., Xiong, Y., Zhu, X. H. (2003). Study of a mathematical model of metal ion complexes in solvent sublation. Journal of Colloid and Interface Science, 263 (1), 261–269. doi: https://doi.org/10.1016/s0021-9797(03)00192-9
  9. Obushenko, T. I., Astrelin, I. M., Tolstopalova, N. M., Varbanets, M. A., Kondratenko, T. A. (2008). Wastewater treatment from toxic metals by flotoextraction. Journal of Water Chemistry and Technology, 30 (4), 241–245. doi: https://doi.org/10.3103/s1063455x08040073
  10. Astrelin, I. M., Obushenko, T. I., Tolstopalova, N. M., Tarhonska, O. O. (2013). Teoretychni zasady ta praktychne zastosuvannia flotoekstraktsii: ohliad. Voda i vodoochysni tekhnolohii, 3, 3–23.
  11. Nabyvanets, B. Y., Sukhan, V. V., Kalabina, L. V. (1996). Analitychna khimiia pryrodnoho seredovyshcha. Kyiv: Lybid, 304.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-10-21

Як цитувати

Обушенко, Т. І., Толстопалова, Н. М., & Чир’єва, М. Д. (2021). Видалення йонів хрому (VI) з водних розчинів. Technology Audit and Production Reserves, 5(3(61), 17–20. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.242811

Номер

Том 5 № 3(61) (2021): Хімічна інженерія

Розділ

Екологія та технології захисту навколишнього середовища: Звіт про науково-дослідну роботу

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Tetiana Obushenko, Nataliia Tolstopalova, Mariia Chyrieva

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.