Визначення впливу основних параметрів на флотоекстракцію аніонного барвника

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
  • Ольга Вікторівна Сангінова Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0001-6378-7718
  • Євгенія Едуардівна Юзупкіна Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-5101-925X

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.256750

Ключові слова:

флотоекстракція барвників, оверхнево-активні речовини, сублат, активний яскраво-блакитний, гексадецилтриметиламоній бромід

Анотація

Об'єктом дослідження є стічні води, забруднені аніонними барвниками. Традиційні методи очищення стічних вод від барвників недосконалі та неефективні або ж зовсім відсутні. Тому необхідність розроблення та впровадження ефективних і недорогих у використанні та експлуатації технологій очищення від барвників є важливою. Найбільша проблема при видаленні барвників виникає при необхідності очищення великих об’ємів низькоконцентрованих стічних вод. Для очищення саме таких стоків запропоновано комбінований метод – флотоекстракцію. Він поєднує методи флотації та екстракції, та володіє перевагами обох. Суть методу в пропусканні газових бульбашок крізь водну фазу та транспорті гідрофобного комплексу (сублату), утвореного барвником та поверхнево-активною речовиною (ПАР) в органічну фазу. В дослідженні використовували імітати стічних вод, забруднених аніонним барвником активним яскраво-блакитним в інтервалі концентрацій 5–50 мг/дм3. Досліджено вплив основних параметрів на ступінь вилучення барвника: рН вихідного розчину, мольне співвідношення ПАР:Барвник, розмір пухирців повітря, витрата газу, вихідна концентрація барвника, тривалість флотоекстракції. Встановлено раціональні параметри процесу, які доцільно використовувати в флотоекстракції:

– процес очищення необхідно виконувати в присутності катіонного збирача гексадецилтриметиламоній бромід;

– екстрагент – ізоаміловий спирт;

– мольне співвідношення Барвник:ПАР=1:1,5;

– рН 5,5;

– генерація бульбашок газу фільтром Шотта з пористістю 40 мкм;

– витрата газу – 127 см3/хв.

За таких умов ефективність вилучення активного яскраво-блакитного становить 97 % при тривалості процесу 10–25 хв. Отримані результати підтверджують перспективність запропонованого методу для ефективного видалення барвників з низькоконцентрованих водних розчинів. Метод має ряд переваг: потребує невеликої кількості екстрагенту в порівнянні з рідинною екстракцією; відбувається концентрування іонів у невеликих об’ємах органічного розчинника; процес перебігає без змішування фаз, отже не утворюються емульсії.

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

Ольга Вікторівна Сангінова, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології неорганічних речовин, водоочищення та загальної хімічної технології

Євгенія Едуардівна Юзупкіна, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кафедра технології неорганічних речовин, водоочищення та загальної хімічної технології

Посилання

  1. Hao, O. J., Kim, H., Chiang, P.-C. (2000). Decolorization of wastewater. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 30 (4), 449–505. doi: http://doi.org/10.1080/10643380091184237
  2. Yaholnyk, S. H. (2008). Ochyshchennia stichnykh vod vid priamykh barvnykiv aktyvovanym klynoptylolitom. Lviv: Nats. un-t «Lvivska politekhnika», 19.
  3. Hung, Y.-T., Lo, H. H., Yapijakis, C. (2006). Waste Treatment in the Process Industries. CRC Press Taylor & Francis Group, LLC, 363–387.
  4. Nesterova, L. A., Sarybekov, H. S. (2010). Efficiency of use of turnaround systems of water consumption at the textile enterprises. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (8 (46)), 25–28. Available at: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/3022
  5. Dafnopatidou, E., Lazaridis, N. (2008). Dyes Removal from Simulated and Industrial Textile Effluents by Dissolved-Air and Dispersed-Air Flotation Techniques. Industrial & Engineering Chemistry Research, 47 (15), 5594–5601. doi: http://doi.org/10.1021/ie071235n
  6. Roy, D., Wang, G. T., Adrian, D. D. (1993). A simplified solution technique for carbon adsorption model. Water Research, 27 (6), 1033–1040. doi: http://doi.org/10.1016/0043-1354(93)90067-r
  7. Duggan, O., Allen, S. J. (1997). Study of the physical and chemical characteristics of a range of chemically treated lignite based carbons. Water Science and Technology, 35 (7), 21–27. doi: http://doi.org/10.2166/wst.1997.0256
  8. Marmier-Dussoubs, D., Mazet, M., Pronost, J. (1991). Removal of dyestuffs by wood charcoal. Environmental Technology, 12, 625–634. doi: http://doi.org/10.1080/09593339109385049
  9. Low, K. S., Lee, C. K., Wong, A. M. (1996). Carbonized spent bleaching earth as a sorbent for some organic dyes. Journal of Environmental Science and Health. Part A: Environmental Science and Engineering and Toxicology, 31 (3), 673–685. doi: http://doi.org/10.1080/10934529609376380
  10. Mittal, A. K., Venkobachar, C. (1993). Sorption and desorption of dyes by sulfonated coal. Journal of Environmental Engineering, 119 (2), 366–368. doi: http://doi.org/10.1061/(asce)0733-9372(1993)119:2(366)
  11. Kuo, W. G. (1992). Decolorizing dye wastewater with Fenton’s reagent. Water Research, 26 (7), 881–886. doi: http://doi.org/10.1016/0043-1354(92)90192-7
  12. Ince, N. H., Gonenc, D. T. (1997). Treatability of a textile azo dye by UV/H2O2. Environmental Technology, 18, 175–179. doi: http://doi.org/10.1080/09593330.1997.9618484
  13. Bandara, J., Nadtochenko, J., Kiwi, J., Pulgarin, C. (1997). Dynamics of oxidant addition as a parameter in the modelling of dye mineralization (Orange II) via advanced oxidation technologies. Water Science and Technology, 35 (4), 87–93. doi: http://doi.org/10.2166/wst.1997.0093
  14. Stolz, A. (2001). Basic and applied aspects in the microbial degradation of azo dyes. Applied Microbiology and Biotechnology, l, 69–80. doi: http://doi.org/10.1007/s002530100686
  15. Kanekar, P., Sarnaik, S., Kelkar, A. (1996). Microbial technology for management of phenol bearing dyestuff wastewater. Water Science and Technology, 33 (8), 47–51. doi: http://doi.org/10.2166/wst.1996.0151
  16. García-Martínez, Y., Bengoa, C., Stüber, F., Fortuny, A., Font, J., Fabregat, A. (2015). Biodegradation of acid orange 7 in an anaerobic-aerobic sequential treatment system. Chemical Engineering and Processing – Process Intensification, 94, 99–104. doi: http://doi.org/10.1016/j.cep.2014.12.011
  17. Pinheiro, H. M., Touraud, E., Thomas, O. (2004). Aromatic amines from azo dye reduction: Status review with emphasis on direct UV spectrophotometric detection in textile industry wastewaters. Dyes Pigments, 61, 121–139. doi: http://doi.org/10.1016/j.dyepig.2003.10.009
  18. Gavazza, S., Guzman, J. J. L., Angenent, L. T. (2015). Electrolysis within anaerobic bioreactors stimulates breakdown of toxic products from azo dye treatment. Biodegradation, 26 (2), 151–160. doi: http://doi.org/10.1007/s10532-015-9723-8
  19. Horng, J. Y., Huang, S. O. (1993). Removal of organic dye (direct blue) from synthetic wastewater by adsorptive bubble separation techniques. Environmental Science & Technology, 27 (6), 1169–1175. doi: http://doi.org/10.1021/es00043a017
  20. Chung-Shin, L., Chiing-Chang, C. (2013). Ion and Adsorbing Colloid Flotation of Auramine. Journal of The Chemical Society. doi: http://doi.org/10.1002/jccs.200300142
  21. Lu, Y., Zhu, X. (2001). Solvent sublation: theory and application. Separation & Purification Reviews, 30 (2), 157–189. doi: http://doi.org/10.1081/spm-100108158
  22. Bi, P., Dong, H., Dong, J. (2010). The recent progress of solvent sublation. Journal of Chromatography A, 1217 (16), 2716–2725. doi: http://doi.org/10.1016/j.chroma.2009.11.020
  23. Bi, P., Dong, H., Wang, N. (2007). Solvent sublation of dyes. Chinese Chemical Letters, 18 (10), 1293–1296. doi: http://doi.org/10.1016/j.cclet.2007.08.009
  24. Astrelin, I. M., Obushenko, T. I., Tolstopalova, N. M., Tarhonska, O. O. (2013). Teoretychni zasady ta praktychne zastosuvannia flotoekstraktsyy: ohliad. Voda i vodoochysni tekhnolohii, 3, 3–23.
  25. Obushenko, T., Sanginova, O., Tolstopalova, N., Reminna, K. (2019). Simulation of solvent sublation process to forecast the amount of removed dyes. Water and water purification technologies. Scientific and technical news, 1 (24), 25–33. doi: http://doi.org/10.20535/2218-93002412019172906
  26. Obushenko, T., Tolstopalova, N., Kulesha, O., Astrelin, I. (2016). Thermodynamic Studies of Bromphenol Blue Removal from Water Using Solvent Sublation. Chemistry & Chemical Technology, 10 (4), 515–518. doi: http://doi.org/10.23939/chcht10.04.515
  27. Obushenko, T., Tolstopalova, N., Kholmetska, Y. (2017). The removal of indigo carmine from water by solvent sublation. Water and water purification technologies. Scientific and technical news, 1 (21), 31–38. doi: http://doi.org/10.20535/2218-93002112017121431
  28. Obushenko, T., Tolstopalova, N., Baranuk, N. (2018). The solvent sublation of bromocresol green from waters solutions. Technology audit and production reserves, 2 (3 (40)), 48–53. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.129634

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-04-30

Як цитувати

Обушенко, Т. І., Толстопалова, Н. М., Сангінова, О. В., & Юзупкіна, Є. Е. (2022). Визначення впливу основних параметрів на флотоекстракцію аніонного барвника. Technology Audit and Production Reserves, 2(3(64), 17–24. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.256750

Номер

Том 2 № 3(64) (2022): Хімічна інженерія

Розділ

Екологія та технології захисту навколишнього середовища: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Tetiana Obushenko, Nataliia Tolstopalova, Olga Sanginova, Yevhenia Yuzupkina

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.