Оптимізація коагуляційного очищення стічних вод шкіряних виробництв
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.303183Ключові слова:
стічні води шкіряних виробництв, коагуляція, ступінь очищення, оптимальні параметри процесу коагуляціїАнотація
Об’єктом дослідження був процес коагуляційного очищення стічних вод підприємств шкіряної промисловості. Досліджено очищення зразків реальних стічних вод шкіряного заводу. Такі стічні води характеризуються високими концентраціями забруднюючих речовин різного ступеня дисперсності, що зумовлюється використанням у процесі шкіряного виробництва великої кількості різноманітних хімічних речовин. Під час технологічних операцій, пов’язаних із вичинкою та обробкою шкур, ці речовини потрапляють в стічні води, які скидають в каналізацію. Особливістю стічних вод шкіряного заводу є великі коливання складу та об’єму, високі концентрації забруднень, підвищений вміст завислих твердих речовин. Такі води володіють певною токсичністю. Існуючі методи очищення стічних вод підприємств шкіряної промисловості не забезпечують необхідну ефективність очищення, не дозволяють створити замкнутий оборот води на підприємствах, використовувати або регенерувати цінні компоненти стічних вод, та забезпечити економічно доцільну їх утилізацію. Тому дослідження направлено на вдосконалення процесу коагуляційного очищення стічних вод шкіряних виробництв із застосуванням методів математичного моделювання та оптимізації. Це дасть можливість модернізувати існуючі схеми очищення стічних вод. Експерименти проводили на лабораторній установці для проведення Джар-тесту Niva, яка дозволяє одночасно досліджувати 6 зразків. Досліджено зразки стічних вод шкіряного виробництва після стадій жирування-наповнення та фарбування. Ефективність процесу коагуляції визначали ступенем очищення стічної води. Проаналізовано чинники та встановлено інтервали варіювання факторів, які мають суттєвий вплив на процес коагуляційного очищення стічних вод шкіряних виробництв. Складено та реалізовано план експерименту з метою дослідження впливу коагулянтів на основі алюмінію та феруму, а також флокулянтів на якість очищення стічних вод. Обґрунтовано вибір показників якості процесу коагуляції. Виконано статистичний аналіз результатів експериментальних досліджень, проведено кореляційний аналіз взаємозалежності параметрів та показників якості процесу коагуляції. Встановлено, що коагулянт на основі алюмінію має вищу ефективність, ніж коагулянт на основі заліза. Результати математичного моделювання використано для визначення оптимальних параметрів процесу коагуляції: рН 10, доза коагулянту – 2,5 г/дм3, доза флокулянту – 100 мг/дм3.
Посилання
- Vinayagam, V., Sikarwar, D., Das, S., Pugazhendhi, A. (2024). Envisioning the innovative approaches to achieve circular economy in the water and wastewater sector. Environmental Research, 241, 117663. doi: https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.117663
- Bellver-Domingo, Á., Hernández-Sancho, F. (2022). Circular economy and payment for ecosystem services: A framework proposal based on water reuse. Journal of Environmental Management, 305, 114416. doi: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.114416
- Chojnacka, K., Skrzypczak, D., Mikula, K., Witek-Krowiak, A., Izydorczyk, G., Kuligowski, K. (2021). Progress in sustainable technologies of leather wastes valorization as solutions for the circular economy. Journal of Cleaner Production, 313, 127902. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.127902
- Hu, J., Xiao, Z., Zhou, R., Deng, W., Wang, M., Ma, S. (2011). Ecological utilization of leather tannery waste with circular economy model. Journal of Cleaner Production, 19 (2-3), 221–228. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2010.09.018
- Hu, Q., Bin, L., Li, P., Fu, F., Guan, G., Hao, X., Tang, B. (2021). Highly efficient removal of dyes from wastewater over a wide range of pH value by a self-adaption adsorbent. Journal of Molecular Liquids, 331, 115719. doi: https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.115719
- Sablii, L. A. (2013). Fizyko-khimichne ta biolohichne ochyshchennia vysokokontsentrovanykh stichnykh vod. Rivne: NUVHP, 291.
- Xia, Y., Jin, Y., Qi, J., Chen, H., Chen, G., Tang, S. (2021). Preparation of biomass carbon material based on Fomes fomentarius via alkali activation and its application for the removal of brilliant green in wastewater. Environmental Technology & Innovation, 23, 101659. doi: https://doi.org/10.1016/j.eti.2021.101659
- Kumar, R., Basu, A., Bishayee, B., Chatterjee, R. P., Behera, M., Ang, W. L. et al. (2023). Management of tannery waste effluents towards the reclamation of clean water using an integrated membrane system: A state-of-the-art review. Environmental Research, 229, 115881. doi: https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.115881
- Mim, S., Hashem, M. A., Payel, S. (2023). Coagulation-adsorption-oxidation for removing dyes from tannery wastewater. Environmental Monitoring and Assessment, 195 (6). doi: https://doi.org/10.1007/s10661-023-11309-3
- Mim, S., Hashem, Md. A., Maoya, M. (2024). Adsorption-oxidation process for dyestuff removal from tannery wastewater. Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management, 21. doi: https://doi.org/10.1016/j.enmm.2023.100911
- Haddad, K., Hantous, A., Chagtmi, R., Khedhira, H., Chaden, C., Ben Hassen Trabelsi, A. (2022). Industrial dye removal from tannery wastewater by using biochar produced from tannery fleshing waste: a road to circular economy. Comptes Rendus. Chimie, 25 (S2), 43–60. doi: https://doi.org/10.5802/crchim.148
- Chowdhury, M., Mostafa, M. G., Biswas, T. K., Saha, A. K. (2013). Treatment of leather industrial effluents by filtration and coagulation processes. Water Resources and Industry, 3, 11–22. doi: https://doi.org/10.1016/j.wri.2013.05.002
- Katheresan, V., Kansedo, J., Lau, S. Y. (2018). Efficiency of various recent wastewater dye removal methods: A review. Journal of Environmental Chemical Engineering, 6 (4), 4676–4697. doi: https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.06.060
- Sachidhanandham, A., Periyasamy, A. P. (2020). Environmentally Friendly Wastewater Treatment Methods for the Textile Industry. Handbook of Nanomaterials and Nanocomposites for Energy and Environmental Applications. Cham: Springer, 1–40. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-11155-7_54-1
- Volokyta, A. M., Selivanov, V. L. (2022). Osnovy teorii planuvannia eksperymentu: Rozdil dystsypliny «Metodyka ta orhanizatsiia naukovykh doslidzhen». Kyiv: KPI im. Ihoria Sikorskoho, 41.
- Nabyvanets, B. Y., Sukhan, V. V., Kalabina, L. V. (1996). Analitychna khimiia pryrodnoho seredovyshcha. Kyiv: Lybid, 304.
- Matematychne ta kompiuterne modeliuvannia khimichnykh i tekhnolohichnykh protsesiv ta system (2020). Available at: https://kxtp.kpi.ua/index.php/uk/science/scientific-school
- Sanhinova, O. V., Bondarenko, S. H. (2021). AC No. 105383 UA. Kompiuterna prohrama «OPTIMIZ-M». declareted: 09.06.2021, Bul. No. 65.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Olga Sanginova, Nataliia Tolstopalova, Tetiana Obushenko, Аnatolii Danylkovych
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.