Вилучення іоногенних поверхнево-активних речовин із водних розчинів методом осаджувальної та сорбційної мікрофлотації - Автореферат

Викиди промислових стічних вод, забруднених поверхнево-активними речовинами (ПАР), які складають значну частину токсичних витоків, призвели до критичного стану поверхневих джерел води в Україні, що формувався протягом тривалого періоду через нехтування обєктивними законами розвитку і відтворення природно-ресурсного комплексу України. Незважаючи на те, що останнім часом багато досліджень було присвячено флотаційним методам очищення стічних вод і техногенних розчинів від ПАР актуальною залишається проблема вибору найефективнішого методу в конкретних умовах виробництва. Таким чином, розвиток уявлень про закономірності флотаційного вилучення із водних розчинів іоногенних ПАР є актуальним як з наукової, так і з практичної точки зору, і дозволяє розширити фундаментальні знання та укріпити наукову основу для удосконалення технології очищення техногенних розчинів. Мета роботи - визначення колоїдно-хімічних закономірностей вилучення іоногенних ПАР із водних розчинів методами осаджувальної та сорбційної мікрофлотації в порівнянні з методом пінного фракціонування та розробка, на базі одержаних даних, ефективних способів очищення техногенних розчинів, що містять ПАР. запропонувати методику оцінювання сорбційної здатності ПАР на межі розділу фаз розчин - тверде тіло за допомогою величини адсорбційно-міцелярного енергетичного співвідношення (АМЕС) ПАР та показати, що вільна енергії Гіббса адсорбції ПАР може слугувати критерієм ефективності використання твердих (калій-манган гексаціаноферат (ІІ), н-октадекан, силіцій оксид, ферум (III) гідроксид та алюміній гідроксид) і газоподібних (бульбашки повітря) сорбентів, що дозволяє значно інтенсифікувати мікрофлотаційний процес.Ефективність процесу флотаційного вилучення ПАР оцінювали за ступенем їхнього вилучення з розчину (?) та ступенем переходу розчину (?) у піну Величину адсорбції ПАР обчислювали за зміною концентрації її в розчині до і після адсорбції. Встановлено, що при більш високих концентраціях у розчині спостерігається різке підвищення обєму розчину, який переходить до піни і тому використання пінного фракціонування стає недоцільним. Підвищення температури від 20 до 50 0С збільшує ступінь вилучення ПАР ? і ступінь переходу розчину ? в піну. Введення в розчини катіонних ПАР солей KCL, K2SO4, K3PO4, K3[Fe(CN)6] та K4[Fe(CN)6] з концентрацією 5Ч10-3-5Ч10-2 моль/дм3 підвищує ступінь вилучення ПАР на 5-20 %, а в розчини аніонних ПАР солей KCL, NACL, MGCL2, CACL2 з концентрацією 1Ч10-4-1Ч10-2 моль/дм3 підвищує ступінь вилучення ПАР на 5-30 %.Проведено систематичні дослідження з визначення колоїдно-хімічних закономірностей флотаційного вилучення іоногенних ПАР з водних розчинів (природа та концентрація ПАР, значення РН середовища, температура, природа та концентрація електролітів), на основі яких визначено оптимальні умови проведення процесу. Вперше науково обґрунтовано та доведено доцільність використання осаджувальної та сорбційної мікрофлотації для вилучення досліджуваних іоногенних ПАР із водних та техногенних розчинів. Вперше визначена розчинність продуктів взаємодії катіонних ПАР з алкілсульфатами натрію (сублатів), які вилучаються з розчинів при різних температурах і домішках електролітів; розраховано вільну енергію Гіббса ( Встановлено, що введення у розчини катіонних ПАР алкілсульфатів натрію та проведення процесу в режимі осаджувальної мікрофлотації розширює діапазон значень РН| оптимальних для їхнього флотаційного вилучення, збільшує ступінь флотаційного вилучення на 15-20 % та скорочує тривалість флотації до 5-6 хв у порівнянні з пінним фракціонуванням. Показано важливу роль адсорбції іоногенних ПАР твердими сорбентами (калій-манган гексаціаноферат (ІІ), н-октадекан, силіцій оксид, ферум (ІІІ) гідроксид, алюміній гідроксид) в процесі їхнього вилучення методом сорбційної мікрофлотації.Стрельцова Е.А., Хромышева Е.А. (Постановка завдань дослідження, виконання експерименту, написання статті). Стрельцова Е.А., Хромышева Е.А. Синерезис пен, стабилизированных некоторыми техническими ПАВ // Труды Одес. политех. ун-та. Influence of the Hydrocarbon Chain Length of Alkylammonium Chlorides of their Adsorption by Flotation Carriers // E.A Streltsova, L.D.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНО У РОБОТАХ

1. Проведено систематичні дослідження з визначення колоїдно-хімічних закономірностей флотаційного вилучення іоногенних ПАР з водних розчинів (природа та концентрація ПАР, значення РН середовища, температура, природа та концентрація електролітів), на основі яких визначено оптимальні умови проведення процесу. Вперше науково обґрунтовано та доведено доцільність використання осаджувальної та сорбційної мікрофлотації для вилучення досліджуваних іоногенних ПАР із водних та техногенних розчинів.

Вперше визначена розчинність продуктів взаємодії катіонних ПАР з алкілсульфатами натрію (сублатів), які вилучаються з розчинів при різних температурах і домішках електролітів; розраховано вільну енергію Гіббса (

IMG_e3c0655a-4152-4155-ad6e-7faef21e8172 ), ентальпію (

IMG_3f2d4bbf-97f7-4c83-990a-66651831a1fa ) і ентропію (

IMG_40409098-0f26-4a04-b6d9-fe50b0d360a0 ), що мають місце в процесі розчинення. Низьке значення теплоти| розчинення (2,1-16,6 КДЖ/моль) свідчить про невеликий вплив температури на розчинність сублатів. Здійснений термодинамічний аналіз процесу утворення сублатів дозволяє визначати оптимальну довжину вуглеводневого радикалу осаджувача.

1. Встановлено, що введення у розчини катіонних ПАР алкілсульфатів натрію та проведення процесу в режимі осаджувальної мікрофлотації розширює діапазон значень РН| оптимальних для їхнього флотаційного вилучення, збільшує ступінь флотаційного вилучення на 15-20 % та скорочує тривалість флотації до 5-6 хв у порівнянні з пінним фракціонуванням.

Показано важливу роль адсорбції іоногенних ПАР твердими сорбентами (калій-манган гексаціаноферат (ІІ), н-октадекан, силіцій оксид, ферум (ІІІ) гідроксид, алюміній гідроксид) в процесі їхнього вилучення методом сорбційної мікрофлотації. Вперше показано, що величина адсорбційно-міцелярного енергетичного співвідношення може бути мірою адсорбційної здатності ПАР на твердих сорбентах. Розраховані за ізотермами адсорбції значення вільної енергії Гіббса (

IMG_aa90cfbb-6856-49df-a4c1-4cc513cd077c ) достатньо великі: при адсорбції аніонних ПАР твердими сорбентами знаходяться в інтервалі від -33,7 до -35,5 КДЖ/моль і від -27,0 до -27,6 КДЖ/моль - газоподібним (повітря) сорбентом.

1. Висока ефективність методу сорбційної мікрофлотації підтверджена випробуваннями на реальних системах - стічних водах підприємств м. Мелітополя (завод тракторних гідроагрегатів, олійноекстракційний завод, завод лаків та фарб).