Маслова М.В., Герасимова Л.Г, Матвеев В.А.
ИХТРЭМС КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия

A comprehensive pattern for cleaning industrial effluents carrying a variety of impurities, by using coagulating agents, mineral and synthetic sorbents is suggested.

Деятельность предприятий сопряжена с использованием воды и её загрязнением взвесями, нефтепродуктами и примесями элементов, что не позволяет использовать её в обороте из-за несоответствия состава существующим требованиям и невозможно «сбросить» её из-за экологических соображений. Существует большое количество технологических схем по очистке сточных вод. Все они предполагают использование специальных твёрдых очищающих средств (сорбенты и коагулянты), которые после работы в течение определённого времени направляются в отвал. С этой точки зрения интерес представляют безотходные схемы очистки, одна из которых и предлагается в данной работе.

Среди широкого ассортимента сорбентов особое внимание привлекают сорбенты природного происхождения, обладающие достаточно высокой сорбционной ёмкостью по отношению сразу к нескольким элементам (компонентам), устойчивостью к рабочим водным средам и более низкой стоимостью по сравнению с синтетическими материалами. К таким сорбентам относятся природные магнийсиликаты, сосредоточенные в минеральных фракциях, выделяемых при обогащении оливинитовых руд Хабозёрского месторождения (Мурманская обл.). Хабозерское месторождение является одним из разведанных и изученных месторождений и обладает благоприятными горнотехническими и гидрогеологическими условиями эксплуатации. Полученные из руды оливинитовый и сунгулитовый концентраты используются в настоящее время в качестве сырья для производства огнеупоров и керамических изделий. Их состав приведён ниже:

                                                       MgO                SiO₂               AI₂O₃             Fe₂O₃  

Оливинитовый концентрат         36-38               39-40              0.6-0.8            10-12

Сунгулитовый канцентрат          42-45               45-47              0.8-0.9              3-5

Сорбционная активность природных сорбентов приведена в таблице 1.

Таблица 1  Сорбционная активность концентратов (по степени извлечения катионов, %).

Исходная концентрация катиона в воде 10^{- 2}г/л.

В качестве коагулянта предлагается использовать оксисульфат алюминия, который получают из гидатированного оксида алюминия при его разложении серной кислотой. Добавка  коагулянта в загрязнённую воду эффективно освобождает её от взвесей, нефтепродуктов, также от примесей некоторых анионов и катионов (таблица 2).

Таблица 2  Содержание  компонентов в воде (мг·л^-1) до очистки (числитель) и после очистки коагулянтом - оксисульфатом алюминия

При использовании традиционных методов очистки качество очищенной воды остается ниже природного уровня. Тем не менее, недостаточно очищенную воду сбрасывают в водоемы, рассчитывая на эффект разведения сточных вод и способность водоема к самоочищению. Именно это обстоятельство является одной из главных причин загрязнения водных источников. Поэтому в настоящее время наблюдается тенденция к отказу от разбавления сточных вод. При дополнительном оснащении очистных сооружений фильтрами-гарантерами качество сточной воды может быть повышено до природного уровня или более высокого, соответствующего качеству подготовленной воды. В первом случае вода может быть сброшена в водоем, во втором - повторно употреблена для хозяйственных целей. Эта общепризнанная перспективная схема водоснабжения наиболее полно отвечает требованиям рационального использования и охраны водных ресурсов. Фильтр-гарантер представляет собой сорбционную колонну, где в качестве фильтрующего материала в предлагаемой схеме используется композиционный титанилфосфатный сорбент. Данный сорбционный материал позволяет проводить тонкую очистку воды, извлекая из раствора ионы металлов с концентрацией порядка сотые и тысячные мг/л. Испытания сорбента на демонстрационной лабораторной установке  показали, что при пропускании более 2000 м³ очищаемой воды не отмечено снижения производительности фильтра, что свидетельствует о высокой механической прочности сорбента. Результаты испытаний сорбционного материала в качеств фильтра-гарантера  представлены в табл. 3.

Таблица 3  Очистка технологических растворов с использованием композиционного титанилфосфатного сорбента

Рисунок - Принципиальная технологическая схема процесса очистки сточных вод

Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья том 2