Застосування кислотно-активованого цеоліту в технології очищення стічних вод від нітратів

Abstract

Погіршення якості води поверхневих джерел відбувається в результаті їх постійного забруднення речовинами антропогенного походження: біогенними елементами, нафтопродуктами, поверхнево-активними, органічними та іншими речовинами, що пов’язано з недостатньою глибиною очищення стічних вод. На сьогодні підвищення ступеня очищення стічних вод від біогенних елементів до екологічно безпечного показника є актуальним науково-технічним завданням. Незважаючи на заходи і методи, що застосовуються для очищення стічних вод, полютанти продовжують надходити до водних об’єктів, і необхідно видалення біогенних елементів з стічних вод у зв’язку з тим, що сполуки Нітрогену і Фосфору викликають процес евтрофікації водойм. Із загальної кількості можливих технологічних рішень щодо поліпшення ступеня очищення стічних вод, одним з найперспективніших є використання цеоліту як сорбційного матеріалу. Цей мінерал дозволяє в 1,5…2 рази поліпшити очищення стічних вод від нітрат-іонів (NO3-) у порівнянні з традиційним хіміко-біологічним методом. Метою роботи є дослідження процесу адсорбційного вилучення нітратів з міських і промислових стічних вод м. Кам’янського з використанням цеоліту звичайного та активованого хлоридною кислотою. Експериментальним шляхом встановлено, що використання кислотно-активованого цеоліту дозою 2 г/дм3 за часу контактування 120 хвилин забезпечує зниження концентрації нітратів з 500 г/дм3 до 96 г/дм3 у випадку очищення коксохімічних стічних вод. В результаті обробки побутових стічних вод кислотно-активованим цеолітом дозою 2 г/дм3 концентрація ііонів NO3- знижується з 30,5 г/дм3 до 14,7 г/дм3. В останньому випадку досягається ГДК нітрат-іонів у воді систем централізованого водопостачання відповідно до ДСТУ 7525-2014.

The deterioration of the quality of water from surface sources occurs as a result of their constant contamination by substances of anthropogenic origin: biogenic elements, petroleum products, surface-active, organic and other substances, which is associated with insufficient depth of sewage treatment. At present, an increase in the degree of wastewater treatment from biogenic elements to an environmentally safe indicator is an actual scientific and technical task. Despite measures and methods used for wastewater treatment, pollutants continue to enter water bodies and the removal of nutrients from wastewater is required because the compounds of Nitrogen and Phosphorus cause the process of eutrophication of reservoirs. From the total number of possible technological solutions for improving the degree of sewage treatment, one of the most promising is the use of zeolite as a sorption material. This mineral allows 1.5-2 times to improve the purification of waste water from nitrate ions (NO3-) compared with the traditional chemical-biological method. The purpose of this work is to carry out an experimental study of adsorption release of ions NO3- from urban and industrial waste water of Kamyanske city using natural zeolite and zeolite activated by chloride acid. It has been experimentally established that the use of an acid-activated zeolite with a dose of 2 g/dm3 for a contact time of 120 minutes provides a reduction in the nitrate concentration from 500 mg/dm3 to 96 mg/dm3, in the case of coke wastewater; as a result of treatment of domestic wastewater with an acid-activated zeolite with a dose of 2 g/dm3, the concentration of NO3- ions decreases from 30.5 mg/dm3 to 14.7 mg/dm3. In the latter case, the normative concentration of nitrate ions in water of centralized water supply systems is achieved in accordance with DSTU 7525-2014.

Ухудшение качества воды поверхностных источников происходит в результате их постоянного загрязнения веществами антропогенного происхождения: биогенными элементами, нефтепродуктами, поверхностно-активными, органическими и другими веществами, что связано с недостаточной глубиной очистки сточных вод. В настоящее время повышение степени очистки сточных вод от биогенных элементов до экологически безопасного показателя является актуальным научно-техническим заданием. Несмотря меры и методы, применяемые для очистки сточных вод, поллютанты продолжают поступать в водные объекты и удаление биогенных элементов из сточных вод необходимо в связи с тем, что соединения азота и фосфора вызывают процесс эвтрофикации водоёмов. Из общего количества возможных технологических решений по улучшению степени очистки сточных вод, одним из наиболее перспективных является использование цеолита как сорбционной материала. Этот минерал позволяет в 1,5…2 раза улучшить очистку сточных вод от нитрат-ионов (NO3-) по сравнению с традиционным химико-биологическим методом. Целью работы является проведение экспериментального исследования процесса адсорбционного извлечения ионов NO3- из городских и промышленных сточных вод г. Каменское с использованием цеолита обычного и активированного соляной кислотой. Экспериментальным путём установлено, что использование кислотно-активированного цеолита дозой 2 г/дм3 со временем контактирования 120 минут обеспечивает снижение концентрации нитратов с 500 мг/дм3 до 96 мг/дм3, в случае коксохимических сточных вод; в результате обработки бытовых сточных вод кислотно-активированным цеолитом дозой 2 г/дм3 концентрация ионов NO3- снижается с 30,5 мг/дм3 до 14,7 мг/дм3. При этом достигается ГДК нитрат-ионов в воде систем централизованного водоснабжения в соответствии с ДСТУ 7525-2014.