Дослідження адсорбційного вилучення іонів нікелю(ІІ) бентонітовими глинами

Abstract

Досліджено процес сорбції іонів нікелю(ІІ) з нерухомим шаром сорбенту бентонітовими глинами. Описано основні переваги використання бентонітів у водоочисних технологіях: потужні геологічні запаси, дешеве видобування породи, проста підготовка до транспортування та використання, можливість використання відпрацьованих сорбентів у інших технологіях, завдяки чому відпадає потреба у вартісній регенерації. Вивчено вплив різних факторів (тривалості процесу, шару адсорбенту) на ступінь очищення стічних вод від іонів нікелю, вплив швидкості прокачування на динамічну ємність сорбенту та визначено ефективний об’єм. Ефективність адсорбції зростає зі збільшенням шару адсорбенту, що можна пояснити розвитком активної сорбційної поверхні. Зі збільшенням початкової концентрації іонів нікелю збільшується час появи перших слідів забрудника на виході з колони, а також загальний час до проскоку. Результати досліджень вказують на більшу адсорбційну здатність модифікованого бентоніту щодо іонів Ni2+, в порівнянні з його природною формою. Максимальне поглинання іонів нікелю(ІІ) на модифікованому бентоніті відбувається, коли шар сорбенту 20 г впродовж 4,5 год та становить 73,4 %. Отримані результати досліджень свідчать про перспективність та ефективність застосування природних мінеральних сорбентів, зокрема бентонітових глин Черкаського родовища для очищення стічних вод від іонів нікелю(ІІ).

The process of sorption of nickel ions (II) with a fixed layer of sorbent by bentonite clays has been investigated. The main advantages of using bentonites in water treatment technologies are described: powerful geological reserves, cheap rock formation, simple preparation for transportation and use, the possibility of using spent sorbents in other technologies, thus eliminating the need for expensive ones at the cost of regeneration. The influence of different factors (length of process, layer of adsorbent) on the degree of wastewater treatment from nickel ions, influence of pump speed on dynamic capacitance of sorbent is investigated and effective volume is determined. The effectiveness of adsorption increases with increasing the layer of adsorbent, which can be explained by the develop-ment of active sorption surface. As the initial concentration of nickel ions increases, the time of appearance of the first traces is polluted at the exit of the column, as well as the total time before the breakthrough. The results of the studies indicate a higher adsorption capacity of modified bentonite in relation to Nickel ions compared with its natural form. The maximum absorption of nickel (II) ions in modified bentonite occurs at a layer of sorbent 20 g for 4,5 hours and is 73,4 %. The results of the research indicate that the use of natural mineral sorbents is effective, in particular, the bentonite clay of Cherkassy deposit for cleaning of waste water from nickel (II) ions.

Исследован процесс сорбции ионов никеля(II) с неподвижным слоем сорбента бентонитовой глины. Описаны основные преимущества использования бентонитов в водоочистных технологиях: мощные геологические запа-сы, дешевая добыча породы, простая подготовка для транспортировки и использования, возможность исполь-зования отработанных сорбентов в других технологиях, благодаря чему отпадает необходимость в дорогой по стоимости регенерации. Изучено влияние различных факторов (продолжительности процесса, слоя адсорбента) на степень очистки сточных вод от ионов никеля, влияние скорости прокачки на динамическую емкость сорбента и определен эф-фективный объем. Эффективность адсорбции возрастает при увеличении слоя адсорбента, что можно объяс-нить развитием активной сорбционной поверхности. С увеличением начальной концентрации ионов никеля(ІІ) увеличивается время появления первых следов загрязнителя на выходе из колонны, а также общее время до проскока. Результаты исследований указывают на большую адсорбционную способность модифицированного бентонита по отношению к ионам Ni2+, в сравнении с его естественной формой. Максимальное поглощение ионов никеля(ІІ) модифицированным бентонитом происходит за 4,5 часа при расходе сорбента 20 г и составля-ет 73,4 %. Полученные результаты исследований свидетельствуют о перспективности и эффективности применения природных минеральных сорбентов, в частности бентонитовых глин Черкасского месторождения для очистки сточных вод от ионов никеля (II).