Оптимізація коагуляційного очищення стічних вод шкіряних виробництв

Автор(и)

  • Ольга Вікторівна Сангінова Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0001-6378-7718
  • Наталія Михайлівна Толстопалова Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-7240-5344
  • Тетяна Іванівна Обушенко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-0731-0370
  • Анатолій Григорович Данилкович Київський національний університет технологій та дизайну, Україна https://orcid.org/0000-0002-5707-0419

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.303183

Ключові слова:

стічні води шкіряних виробництв, коагуляція, ступінь очищення, оптимальні параметри процесу коагуляції

Анотація

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.

Біографії авторів

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

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

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

Старший викладач

Кафедра технології неорганічних речовин, водоочищення та загальної хімічної технології

Анатолій Григорович Данилкович, Київський національний університет технологій та дизайну

Доктор технічних наук, професор

Кафедра біотехнології, шкіри та хутра

Посилання

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. Sablii, L. A. (2013). Fizyko-khimichne ta biolohichne ochyshchennia vysokokontsentrovanykh stichnykh vod. Rivne: NUVHP, 291.
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. Volokyta, A. M., Selivanov, V. L. (2022). Osnovy teorii planuvannia eksperymentu: Rozdil dystsypliny «Metodyka ta orhanizatsiia naukovykh doslidzhen». Kyiv: KPI im. Ihoria Sikorskoho, 41.
  16. Nabyvanets, B. Y., Sukhan, V. V., Kalabina, L. V. (1996). Analitychna khimiia pryrodnoho seredovyshcha. Kyiv: Lybid, 304.
  17. Matematychne ta kompiuterne modeliuvannia khimichnykh i tekhnolohichnykh protsesiv ta system (2020). Available at: https://kxtp.kpi.ua/index.php/uk/science/scientific-school
  18. Sanhinova, O. V., Bondarenko, S. H. (2021). AC No. 105383 UA. Kompiuterna prohrama «OPTIMIZ-M». declareted: 09.06.2021, Bul. No. 65.
Optimization of coagulation wastewater treatment of leather industry

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-04-30

Як цитувати

Сангінова, О. В., Толстопалова, Н. М., Обушенко, Т. І., & Данилкович, А. Г. (2024). Оптимізація коагуляційного очищення стічних вод шкіряних виробництв. Technology Audit and Production Reserves, 2(3(76), 42–47. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2024.303183

Номер

Розділ

Екологія та технології захисту навколишнього середовища