Очистка сточных и природных вод от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и нефти магнитными композиционными сорбционными материалами на основе отходов древесного волокна тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат наук Харлямов Дамир Афгатович

• Харлямов Дамир Афгатович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Харлямов Дамир Афгатович

Введение

Глава 1. Источники загрязнения природных и сточных вод ионами тяжелых металлов, нефтью и нефтепродуктами и методы очистки от них

1.1. Проблема загрязнения водных объектов ионами тяжелых металлов, нефтью и нефтепродуктами

1.2. Методы очистки воды от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и нефти

1.2.1. Методы очистки воды от ионов тяжелых металлов

1.2.2. Методы очистки воды от нефти и нефтепродуктов

1.3. Сорбционный метод очистки загрязненных вод

1.4. Применение компонентов и отходов древесины в качестве сорбционных материалов для очистки воды от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и нефти

1.4.1. Использование сорбционных материалов на основе компонентов и отходов древесины в нативном виде

1.4.2. Модифицированные сорбционные материалы на основе компонентов и отходов древесины

1.5. Применение магнитных сорбционных материалов для очистки воды от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и нефти

Глава 2. Объекты и методики проведения экспериментальных исследований

2.1. Объекты исследования

2.2. Получение магнитных композиционных сорбционных материалов

2.3. Исследование физико-химических свойств сорбционных материалов

2.4. Исследование сорбционных свойств сорбционных материалов

2.4.1. Оценка сорбционных свойств в динамических условиях

2.4.2. Оценка сорбционных свойств по отношению к ионам тяжелых металлов в статических условиях

2.4.3. Оценка сорбционных свойств по отношению к нефтепродуктам в статических условиях

2.4.4. Оценка сорбционных свойств по отношению нефти

2.5. Определение токсичности образцов

2.6. Метрологическая обработка результатов исследований

Глава 3. Исследование возможности применения магнитных композиционных сорбционных материалов для очистки воды от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и нефти

3.1. Физико-химические свойства сорбционных материалов

3.2. Результаты исследований сорбционных свойств магнитных композиционных сорбционных материалов

3.2.1. Адсорбция ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов в динамических условиях

3.2.2. Адсорбция ионов тяжелых металлов в статических условиях

3.2.3. Адсорбция нефтепродуктов в статических условиях

3.2.4. Адсорбционные свойства по отношению к нефти

Глава 4. Технологические параметры использования магнитных композиционных сорбционных материалов для очистки воды от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и нефти

4.1. Схема производства магнитных композиционных сорбционных материалов

4.2. Применение магнитных композиционных сорбционных материалов для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов

4.3. Применение магнитных композиционных сорбционных материалов для очистки поверхностных и сточных вод от нефти и нефтепродуктов

4.4. Принципиальные схемы адсорбционной очистки воды магнитными композиционными сорбционными материалами

4.5. Регенерация и утилизация отработанных сорбционных материалов

4.6. Расчет эколого-экономических показателей очистки сточных вод с применением предлагаемой технологии

Заключение

Список литературы

Приложения

Список условных обозначений и сокращений

АЗС - автозаправочный комплекс

АУ - активированный уголь

АЭС - атомно-эмисионная спектроскопия

ДТ - дизельное топливо

ЗВ - загрязняющее вещество

ИТМ - ионы тяжелых металлов

ЛОС - локальные очистные сооружения

МВИ - методика выполнения измерений

МКСМ - магнитный композиционный сорбционный материал

НП - нефтепродукты

ОДВ - отходы древесного волокна

ОПС - окружающая природная среда

ПДК - предельно допустимая концентрация

РТ - Республика Татарстан

РФ - Российская Федерация

СВ - сточная вода

СМ - сорбционный материал

СЭМ - сканирующая электронная микроскопия

ТПП - твердые продукты пиролиза

УЗ - ультразвук

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Очистка сточных и природных вод от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и нефти магнитными композиционными сорбционными материалами на основе отходов древесного волокна»

Введение

Актуальность работы. Ионы тяжелых металлов (ИТМ) и нефтепродукты (НП) являются одними из наиболее распространенных и опасных компонентов загрязнений водных сред. Они оказывают вредное влияние на физиологические и биохимические процессы в организме биологических объектов. Способы очистки сточных вод (СВ), применяемые на многих производствах, в должной мере не обеспечивают эффективного извлечения ИТМ и НП, что требует внедрение дополнительных методов для доведения качества СВ до нормативных требований.

Одним из перспективных методов, простым в аппаратурном оформлении и позволяющим проводить глубокую очистку загрязненных вод, является адсорбционный способ. В настоящее время на отечественном рынке предлагается большое количество природных и синтетических сорбционных материалов (СМ). Однако высокая стоимость последних, в значительной мере сдерживает их использование для извлечения поллютантов из водных сред. Помимо этого, предлагаемые СМ требуют применения многоступенчатых систем очистки в связи с индивидуальной селективностью по отношению к ИТМ и НП. Поэтому актуальной становится задача поиска альтернативных, легкодоступных и недорогих СМ, характеризующихся высокими значениями сорбционной емкости и обладающих комплексной селективностью по отношению к ИТМ и НП.

Особый интерес при этом представляют СМ из отходов деревообрабатывающих производств, содержащие в своем составе целлюлозу. Преимущества таких реагентов по сравнению с синтетическими материалами определяются химической природой полимерной матрицы и ее физико-химическими характеристиками, наличием различных функциональных групп. Большие запасы, низкая стоимость, возобновляемая сырьевая база и возможность утилизации определяют экономическую целесообразность использования данных материалов для очистки водных сред.

В диссертационной работе исследована возможность применения магнитных композиционных сорбционных материалов (МКСМ), полученных модифицированием отходов древесного волокна (ОДВ) производства древесноволокнистых плит (МДФ), для очистки сточных и природных вод от ИТМ, НП и нефти.

Цель диссертационной работы заключается в научном обосновании технических и технологических решений по адсорбционной очистке сточных и природных вод от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и нефти с использованием модифицированных отходов древесного волокна для снижения негативного воздействия промышленных предприятий на окружающую среду.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Определить физико-химические свойства ОДВ предприятия ООО «Кастамону интегрейтед вуд индастри» (г. Елабуга) и оценить возможность их применения в качестве СМ для очистки сточных и природных вод от ИТМ, НП и нефти.

2. Исследовать возможность повышения эффективности очистки водных сред от ИТМ, НП и нефти МКСМ, полученными обработкой ОДВ водными растворами хлоридов железа и аммиака под воздействием ультразвуковых (УЗ) колебаний, разработать принципиальную технологическую схему получения МКСМ.

3. Исследовать процессы адсорбции ИТМ, НП и нефти разработанными МКСМ, определить механизмы и изучить кинетику процессов адсорбции.

4. Провести промышленные испытания по очистке сточных и природных вод от ИТМ, НП и нефти и предложить принципиальные технологические схемы очистки с применением разработанных МКСМ.

5. Предложить безопасные способы утилизации отработанных МКСМ с получением вторичных материальных и энергетических ресурсов.

6. Оценить эколого-экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии очистки ливневых СВ на автозаправочной станции (АЗС) ООО «Татнефть-АЗС Центр».

Методы исследования, представленные в настоящей работе: атомно-эмиссионная спектроскопия, ИК-спектроскопия, спектрофотометрия, рентгендифракционный анализ, элементный анализ, сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), потенциометрия, гравиметрия, газовая хроматография, биотестирование.

Научная новизна.

Научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, нефтепродукты, а также удаления нефти с поверхности воды с применением магнитных композиционных сорбционных материалов, полученных путем модификации отходов древесного волокна. Предложены и обоснованы способы увеличения сорбционной емкости отходов древесного волокна путем их обработки водными растворами хлоридов железа и аммиака, а также ультразвуком

Л

мощностью 150 Вт/см и частотой 35 кГц в водной среде. Определены рациональные параметры модификации отходов древесного волокна реагентами и ультразвуком, при которых достигается увеличение удельной площади поверхности сорбционных материалов и снижение их гидрофильности, что позволяет улучшить показатели очистки сточных и природных вод от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и нефти.

Практическая значимость. Определены реагенты и условия, необходимые для модификации ОДВ, при которых полученные при этом МКСМ, могут быть использованы для очистки СВ от ионов Сг(У1), Си(11), М(П), НП, а также ликвидации аварийных разливов нефти с поверхности воды.

Установлено, что СМ МКСМ-5А, полученный под воздействием УЗ колебаний и обработанный гидрофобизатором, обладает необходимыми

магнитными свойствами, высокими показателями плавучести (98 %) и сорбционной емкости (7,19 г/г) по отношению к карбоновой нефти.

Определена эффективность применения МКСМ для очистки ливневых СВ от ионов Сг(У1), Си(11), N1(11) и НП, а также удаления нефти с водной поверхности в процессе проведения опытно-промышленных испытаний на предприятиях

г. Набережные Челны. Предложены варианты утилизации отработанных СМ, включающие сжигание при температуре 800 °С и низкотемпературный пиролиз с получением продуктов, обладающих потребительскими свойствами.

Рассчитана себестоимость производства МКСМ и величина предотвращенного эколого-экономического ущерба при использовании СМ МКСМ-5 для очистки ливневых СВ АЗС ООО «Татнефть-АЗС Центр».

Положения, выносимые на защиту:

1. ОДВ после модификации путем обработки водными растворами хлоридов железа и аммиака под воздействием УЗ колебаний могут быть использованы в качестве СМ для очистки СВ от ионов Сг(У1), Си(11), N1(11) и НП.

2. Адсорбция ИТМ на СМ МКСМ-5 обусловлена химическим взаимодействием и описывается кинетической моделью псевдо-второго порядка, НП - физическим и лимитируется внешней диффузией.

3. Образец МКСМ-5А, обработанный гидрофобизатором, с высокой эффективностью очищает поверхность воды от нефти.

4. Предлагаемые принципиальные схемы получения и применения МКСМ для очистки СВ от ИТМ, НП и сбора нефти с водной поверхности включают как получение эффективных СМ с низкой себестоимостью, так и способы регенерации и обезвреживания отработанных СМ, включая возврат нефти и утилизацию образующихся отходов.

Личный вклад автора заключается в обсуждении цели и задач диссертационной работы, выборе объектов и методов исследования,

непосредственном участии в проведении экспериментов, обобщении и обсуждении полученных результатов, формулировке основных научных положений и выводов, в опубликовании полученных результатов и апробации материалов диссертации.

Достоверность и обоснованность результатов подтверждается применением аттестованных методик, государственных стандартов и средств измерений, статистической обработкой результатов измерений.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на: Международной научно -практической конференции «Современное состояние и перспективы инновационного развития нефтехимии» (Нижнекамск, 2016), III Международной молодежной научной конференции: Физика. Технологии. Инновации ФТИ (Екатеринбург, 2016); Международной конференции «Энергосбережение. Наука и образование» (Набережные Челны, 2017).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 12 научных трудах, в том числе: 3 статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, 3 публикации в журналах из баз данных Scopus и Web of Science, получен один патент РФ на изобретение.

Структура диссертационной работы. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения и библиографического списка, включающего 157 наименований. В работе 28 рисунков и 37 таблиц. Приложение занимает 10 страниц.

ГЛАВА 1. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД ИОНАМИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ, НЕФТЬЮ И НЕФТЕПРОДУКТАМИ И МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ОТ НИХ

1.1. Проблема загрязнения водных объектов ионами тяжелых металлов,

нефтью и нефтепродуктами

В связи с продолжающимся ростом техногенной нагрузки на окружающую природную среду (ОПС), проблема загрязнения гидросферы является актуальной. Высокий уровень загрязненности водных ресурсов токсичными соединениями требует принятия незамедлительных мер по снижению возникающих при этом негативных последствий, в противном случае, степень деградации водных объектов может принять катастрофические масштабы.

Ежегодно в водные объекты поступает огромное количество различных загрязняющих веществ (ЗВ) неорганического и органического происхождения, которые негативным образом влияют на состояние экосистем. Для производственных нужд из поверхностных и подземных водоисточников изымаются большие объемы пресной воды. После завершения технологического цикла на производствах образуются СВ, содержащие в своем составе различные ЗВ, в т.ч. ИТМ и НП.

По обобщенным данным государственного учета использования вод, общий объем забранной в 2016 году в Российской Федерации (РФ) воды

10 3 10 3

составил порядка 7-10 м , из которых более 5-10 м было изъято из поверхностных водных объектов. При этом на производственные нужды

10 3

использовались более 3,5-10 м воды [1]. Суммарный объем сбросов СВ в

10 3

поверхностные водные источники составил около 4,3-10 м , из которых:

10 3 10 3

0,2-10 м составляли нормативно очищенные; 2,6-10 м - нормативно-

10 3

чистые; 1,5-10 м - загрязненные.

В 2016 г общий объем сброса загрязненных стоков превысил

10 3 10 3

1,6-10 м , из которых: неочищенные - 0,34-10 м ; очищенные недостаточно - 1,131010 м3.

Графическое отображение изменений сбросов загрязненных СВ в поверхностные водоисточники РФ за 2012-2016 г. представлено на рисунке 1.1 [1].

1,65

| 0.8 У

1,47 1,45 1.48 ^

I "I 1 . I,, I'/

1111

[¡^

2012 г 2013 г. 2014г. 2015 г. 2016 г. ■ загрязненные, всего, в г ч ■ недостаточно очищенные без очистки

Рисунок 1.1 - Объем сбросов сточных вод в поверхностные водоемы РФ за 2012 - 2016 г.

8 3

По результатам 2016 года произошло увеличение на 5-10 м количества

8 3

СВ без очистки, а объем недостаточно очищенных СВ увеличился на 9-10 м .

В связи с данным обстоятельством произошло увеличение общего объема

10 ^

загрязненных СВ на 0,14-10 м .

Говоря о Республике Татарстан (РТ), как об одном из экономически и промышленно развитых регионов РФ, важно иметь в виду, что существующие в РФ проблемы в области охраны водных ресурсов не обошли стороной и нашу Республику. Ежегодно в результате хозяйственной деятельности подземные и поверхностные водные объекты РТ подвергаются антропогенному воздействию. Как правило, данное обстоятельство выражается в изъятии в значительных количествах природной воды из различных водоисточников и в сбросе больших объемов СВ, которые, во многих случаях, являются в должной мере неочищенными и содержат

различные ЗВ в концентрациях, превышающих установленные нормативы, что в свою очередь, с экологической точки зрения, является серьезной проблемой.

По данным [2] в 2017 году общий объем изъятой из водных объектов

3 3

РТ воды составил более 800 млн. м : из которых около 100 млн. м - воды подземных водоисточников; более 700 млн. м - поверхностные воды. Общий объем сбросов загрязненных СВ составил 325 млн. м : из которых

3 3

57 млн. м - неочищенные, 248 млн. м - недостаточно очищенные. В 2017 году отмечено уменьшение общего объема неочищенных СВ более чем на 30

3 3

млн. м , а объем недостаточно очищенных СВ уменьшился на 45 млн. м .

Графическое отображение динамики сбросов загрязненных СВ в поверхностные водные объекты РТ за 2012-2016 г. представлено на рисунке

1.1 [1].

1II 1 1

загрязненные.

I недостаточно очищенные

:очистки

Рисунок 1.2 - Объем сбросов сточных вод в поверхностные водоемы РТ за 2013 - 2017 г.

Значительный объем сброса загрязненных СВ приходится на такие предприятия как МУП «Водоканал» (г. Казань), ПАО «Казаньоргсинтез», ПАО «КАМАЗ», ЗАО «Челныводканал» (г. Набережные Челны), ПАО «Нижнекамскнефтехим», ОАО «Альметьевск-Водоканал».

На протяжении последних нескольких лет практически во всех крупных водоемах РТ регистрируются высокие концентрации по НП и органическим соединениям, ионам аммония, меди и железа, сульфат-, нитрит-, и хлорид-ионам [2]. Данное обстоятельство говорит о том, что поверхностные водоисточники РТ подвержены значительным антропогенным нагрузкам [3, 4].

К числу наиболее опасных ЗВ водных объектов относятся ИТМ в связи с присущими им химическими свойствами и повышенными уровнями токсичности. К группе тяжелых относятся металлы с удельным весом свыше

-5

4,5 г/см . Опасность ИТМ связана со способностью биоаккумулироваться и учавствовать в химических превращениях, образуя высокотоксичные металлосодержащие соединения, вмешиваться в метаболизм живых организмов, что впоследствии может вызвать ряд заболеваний у человека, животных и рыб [5-7].

Природными источниками поступления ИТМ в ОПС являются извержения вулканов, пыльные бури, лесные и степные пожары. Особую группу составляют антропогенные источники поступления ИТМ -предприятия цветной и черной металлургии, автомобильный транспорт, металлообрабатывающие предприятия, химическая промышленность, тепловые электростанции. Природные источники не оказывают значительного влияния на общий уровень загрязнения, по причине того, что их влияние носит кратковременный стихийный или систематически равномерный характер. Антропогенные источники, в свою очередь, являются разнообразными и многочисленными и отличаются наличием локальных участков загрязнения с аккумуляцией высокого содержания ИТМ с угрозой дальнейшей миграции по различным депонирующим средам [8].

На миграцию ИТМ в водном объекте существенное влияние оказывает ряд внутренних и внешних факторов. К первым относятся: строение химических элементов, их способность взаимодействовать с компонентами ОПС и образовывать различными химические соединения. Вторую группу

составляют свойства среды, в которой происходит миграция ИТМ, а именно гидрологический состав природной воды, температура и кислотность [9-10].

Среди основных источников поступления в водные среды ИТМ особое место занимают гальванические производства [11], которые отличаются высокими показателями потребления свежей воды [12] и образованием достаточно большого объема высокотоксичных отходов [13]. Производства, занимающиеся нанесением антикоррозийных и защитных покрытий, в процессе своей деятельности расходуют чистую воду, которая составляет в среднем около 40% общего расхода всего предприятия [14], а в крупных гальванических цехах расход воды достигает 300-400 м3/сут. Состав поступающих на нейтрализацию гальванических растворов, обуславливает свойства образующихся после обезвреживания шламов и СВ [15].

В Закамском регионе РТ имеется множество предприятий, которые предоставляют услуги по нанесению антикоррозионных покрытий: ООО Предприятие «Урал Сталь Инвест» - Набережные Челны, ООО «Гальванокама», ООО «Елтонс», ООО «Челны Гальваника», ООО «МетТрансТерминал», ООО «ЭлектроКонтакт», ООО «ЦФ Кама», ООО «Федерал Могул Набережные Челны», ООО «Р.О.С.Л.А», ЗАО «Татпроф», ООО «Ак Барс Металл» и др. Также следует отметить крупнейший завод в Европе по производству грузовых автомобилей -ПАО «КАМАЗ», а именно его дочернее предприятие Завод двигателей, которое занимается производством силовых агрегатов, двигателей, коробок передач и запчастей к ним. На данном производстве имеются гальванические цеха, в результате работы которых образуются большие объемы СВ, содержащие в своем составе ИТМ.

Помимо ИТМ одними из приоритетных поллютантов гидросферы являются нефть и НП, которые составляют особую группу загрязнений водных источников. Согласно общепринятой терминологии, понятие «нефтепродукты» имеет два значения: в первом - техническом определении -под НП подразумевают сырые товарные нефти, которые прошли начальную

подготовку после добычи, а также различные продукты, получаемые в результате переработки нефти (гудроны, мазут, битум, смазочные и моторные масла, дизельное топливо (ДТ), бензин, керосин, органические соединения); во втором, аналитическом смысле, НП являются углеводороды растворимые в неполярных или малополярных растворителях, например в C6H14, и способные адсорбироваться на Al2O3. Под второе определение попадают практически все топлива, смазочные масла и растворители, однако не включены асфальтены и тяжелые смолы в составе нефти и битумов, а также вещества, образующиеся в процессе физико-химической и микробиологической трансформации нефти и НП в депонирующих средах [16].

Попадание нефти и НП в ОПС нарушает ход естественных биохимических процессов и вызывает изменение физических, химических и биологических характеристик ее компонентов. Длительное взаимодействие углеводородов нефти с объектами ОПС может привести к образованию более токсичных соединений, нерасщепляемых микроорганизмами и обладающих выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами [16].

В незначительных концентрациях НП и нефть могут влиять на органолептические свойства воды (вкус и запах), а при больших содержаниях они образуют гигантские нефтяные пятна, которые становятся причиной локальных или масштабных экологических катастроф. Возникновение нефтяных пятен связано с различными утечками нефти такими, как разрыв транспортных нефтяных трубопроводов, аварии на нефтяных судах и танкерах и др. Помимо разливов нефти в результате различных техногенных аварий, основное загрязнение воды НП создается за счет неочищенных или недостаточно очищенных СВ нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий. Такого рода СВ попадают в поверхностные и подземные воды и содержат в своем составе бензины, керосины, ДТ, топливные и смазочные масла, бензолы (метилбензол, диметилбензолы, гидроксибензолы), металлоорганические соединения, карбоновые кислоты. Перечисленные

соединения составляют порядка 90 % от суммарного количества всех органических примесей в составе СВ [16].

Становится очевидным тот факт, что в связи с возрастающим уровнем загрязнения ОПС ИТМ и НП, необходимым условием снижения негативного воздействия является разработка специальных правил и норм, которые, в первую очередь, должны выполняться всеми природопользователями, в результате деятельности которых образуется основные объемы загрязненных СВ. Многие разрабатываемые на сегодняшний день нормативно-правовые акты содержат такого рода меры и предполагают, например, использование различных сорбентов и СМ для уменьшения содержания поллютантов в СВ [17]. Однако, для минимизации количества ЗВ в составе СВ и достижения стабильного положительного результата следует совершенствовать не только нормативно-правовые акты, но и технологии производства, очистки и утилизации, а так же ограничить сбросы СВ в водоемы, повсеместно внедряя водооборотные системы. Также целесообразной мерой является взимание платы за наносимый водным ресурсам ущерб и перечисление накопленных средств на разработку и внедрение высокоэффективных очистных сооружений и прогрессивных безотходных технологий [18].

Таким образом, в настоящее время, несмотря на накопавшийся многолетний опыт, проблемы очистки воды от ИТМ, нефти и продуктов ее переработки остаются нерешенными. В связи с постоянно ужесточаемыми требованиями к качеству ОПС, используемые в настоящее время подходы и методы в условиях постоянного роста антропогенной нагрузки требуют дальнейшего совершенствования.

1.2. Методы очистки воды от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и нефти

В настоящее время известно множественное число различных методов восстановления качества водных объектов, подвергшихся воздействию техногенной деятельности. Наиболее рациональным подходом являются

очистка СВ до требуемых параметров и последующее их использование в производственных и технологических циклах. Особенно данное обстоятельство будет иметь положительный эффект на производствах, где расходуется большое количество пресной воды, что, в свою очередь, станет стимулировать природоохранные и ресурсосберегающие действия со стороны руководства предприятия.

Все виды СВ (хозяйственно-бытовые, производственные и атмосферные) нуждаются в очистке до их сброса в водоемы, по причине содержания в них различных ЗВ, концентрации которых зачастую превышают установленные нормативы. Методы очистки загрязненных СВ подразделяются на следующие: механические, физико-химические, химические и биологические. Целесообразным и рациональным является их совместное постадийное применение, что, в конечном итоге, должно привести к восстановлению водных ресурсов [19].

1.2.1. Методы очистки воды от ионов тяжелых металлов

Для очистки загрязненных вод от ИТМ используются различные методы, которые отличается своими достоинствами и недостатками и при выборе которых необходимо учитывать требования к качеству очищаемой воды.

Одним из широко применяемых способов очистки загрязненных ИТМ вод является реагентный метод, в основе которого лежит введение в водную среду специальных химических веществ и соединений, ускоряющих процессы агломерации и осаждения ЗВ. В основе реагентных методов лежат процессы коагуляции и флокуляции, которые облегчают удаление сформировавшихся коллоидных частиц в процессе их концентрирования в хлопья и флокулы, после чего следует отделение посредством отстаивания, флотации и фильтрования. В результате коагуляции, которая привносит в очищаемый раствор многовалентные катионы, под воздействием коагулянта происходит дестабилизация свободных или связанных с макромолекулой

органического строения коллоидов (например, катионные полиэлектролиты). Флокуляция представляет собой агломерацию частиц с образованием микрофлокул, которые затем объединяются в более крупные флокулы [20, 21].

Повсеместное распространение на гальванических производствах получило химическое осаждение примесей, которое предполагает перевод в нерастворимое состояние одного или нескольких соединений. При этом в очищаемую воду вводятся ионы (в виде растворимого реагента), образующие осадок, который представляет собой нерастворимое соединение с примесями и подлежит удалению из раствора. Среди недостатков данного метода следует отметить: образование большого количества токсичных шламов; невозможность очистки вод до требуемых нормативных значений, вследствие чего - необходимость разбавления воды; большой расход реагентов [21].

При очистки СВ от ИТМ применяют электрохимические методы, к которым относятся гальванокоагуляция, электрокоагуляция и электрохимическая деструкция. Среди достоинств электрохимических методов очистки следует выделить отсутствие необходимости использования реагентов и больших площадей для размещения оборудования, простоту исполнения. Недостатки сводятся к возможной пассивации поверхности электродов и их быстрому выводу из строя за счет содержащихся в СВ ионов нитратов, карбонатов, фосфатов [21].

Для удаления из воды ИТМ применяют ионный обмен, представляющий собой физико-химический процесс обмена между ионами, которые находятся в растворе и присутствуют на поверхности твердого ионита. Ионный обмен применяется для удаления из водных сред таких ИТМ, как медь, хром, цинк, свинец, никель, кадмий, ртуть, марганец, ванадий, уран и др. Недостатками являются необходимость постоянной регенерации применяемых ионитов с использованием специальных реагентов, которые являются сильнодействующими химическими

веществами и требуют особых условий хранения, а также необходимость утилизации образующихся промывных растворов [22, 23].

Также для очистки загрязненных вод от ИТМ используют мембранные методы, которые делятся на микрофильтрацию, ультрафильтрацию, нанофильтрацию и обратный осмос. В промышленности наиболее технологичными и эффективными способами зарекомендовали себя ультрафильтрация и обратный осмос [7].

Для глубокой очистки производственных СВ от ИТМ используется метод сорбции, эффективность которого может достигать 80-99 % и зависит от химической природы сорбента (или СМ), его структуры и состава, удельной поверхности, а также свойств очищаемых ЗВ [24]. На сегодняшний день в качестве сорбентов и СМ применяются множественное количество материалов синтетического и природного происхождения: активированные угли (АУ), углеродные волокнистые материалы, модифицированные отходы различных производств, глинистые породы, диатомиты, туфы и др. [25].

1.2.2. Методы очистки воды от нефти и нефтепродуктов

Извлечение из водных сред нефти и НП имеет свою специфику, по причине того, что данным органическим веществам присущи определенные физико-химические свойства (вязкость, летучесть), затрудняющие процессы очистки. На практике используют разные методы, позволяющие извлекать нефть и НП с различной степенью эффективности. Для правильного выбора способа и технических средств для ликвидации нефтяных загрязнений, необходимо иметь представление о химических и физических свойствах нефти. Попадая в ОПС, нефть быстро теряет свои первоначальные характеристики. Под воздействием комплекса абиотических и биотических факторов, происходящие изменения ведут к образованию различных групп углеводородов и фракций разных миграционных форм, состав и химические свойства которых претерпели радикальные изменения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Харлямов Дамир Афгатович, 2019 год

Список литературы

1. Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mnr.gov.ru/docs/gosudarstvennye_doklady/o_sostoyanii_i_ob_okhran e_okruzhayushchey_sredy_rossiyskoy_federatsii - Заглавие с экрана. - (дата обращения 17.08.18).

2. Министерство экологии и природных ресурсов Республики Татарстан в 2017 году [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://eco.tatarstan.ru/rus/file/pub/pub_1441202.pdf - Заглавие с экрана. - (дата обращения 18.08.18).

3. Латыпова В.З. Куйбышевское водохранилище: экологические аспекты водохозяйственной деятельности / Под науч. редакцией В.З. Латыповой, О.П. Ермолаева, Н.П. Торсуева, В.А. Кузнецова, А.А. Савельева, Ф.Ф. Мухаметшина. - Казань: Изд-во Фолиантъ, 2007. - 320 с.

4. Минакова Е.А. Оценка антропогенной нагрузки предприятий на водные объекты Республики Татарстан / Е.А. Минакова, А.Ю. Мелквист, Е.Г. Мухаметшина, А.П. Шлычков, А.В. Сушкова // Экология и промышленность России. - 2013. № 6. - С. 39-41.

5. Prasad M.N.V. Trace Elements in the Environment: Biogeochemistry, Biotechnology, and Bioremediation / M.N.V. Prasad, Kenneth S. Sajwan, Ravi Naidu. - CRC Press, 2005. - 744 с.

6. Евгеньев М.И. Контроль и оценка экологического риска химических производств / М. И. Евгеньев, И.И. Евгеньева. - Казань: Изд-во «Фэн» АН РТ, 2007. - 207 с.

7. Никифорова Л.О. Влияние тяжелых металлов на процессы биохимического окисления органических веществ / Л.О. Никифорова, Л.М. Белопольский. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. - 78 с.

8. Теплая Г.А. Тяжелые металлы как фактор загрязнения окружающей среды / Г.А. Теплая // Астраханский вестник экологического образования. -2013. - Т. 1. - № 23. - С. 182-192.

9. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия / В.А. Алексеенко. - М.: Логос, 2000. - 670 с.

10. Гусева Т.В. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды / Т.В. Гусева, Я.П. Молчанова, Е.А. Заика, В.Н. Виниченко, Е.М. Аверочкин. - М.: ФОРУМ: ИНФРАМ, 2007. - 192 с.

11. Алферова Л.А. Использование воды в безотходном производстве / Л.А. Алферова, В.А. Зайцев, А.П. Нечаев. - М.: ВИНИТИ, 1990. - 196 с.

12. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. - М.: Машиностроение, 1985. - Т. 2. - 248 с.

13. Субботин В.А. Реагентная очистка сточных вод от цинка и меди в присутствии солей аммония. Физико-химическая очистка и методы анализа промышленных сточных вод / В.А. Субботин, Н.И. Кобякова. - М.: ВНИИС, 1998. - 240 с.

14. Oghenerobor B.A. Heavy metal pollutants in wastewater effluents: Sources, effects and remediation / B.A. Oghenerobor, O.O. Gladys, D.O. Tomilola // Advances in Bioscience and Bioengineering. - 2014. - Vol. 6. - № 2. - P. 37-43.

15. Скороходов В.Ф. Решение проблемы очистки сточных вод промышленных предприятий от многокомпонентных загрязнений / В.Ф. Скороходов, С.П. Месяц, С.П. Остапенко // Горный журнал. - 2010. - № 9. -С. 106-108.

16. Другов Ю.С. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов. Практическое руководство / Ю.С. Другов, А.А. Родин. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 270 с.

17. Минаков В.В. Новые технологии очистки от нефтяных загрязнений / В.В. Минаков, С.М. Кривенко, Т.О. Никитина // Экология и промышленность России. - 2002. - № 1. - С. 7-9.

18. Исмагилов Р.Р. Проблема загрязнения водной среды и пути ее решения / Р.Р. Исмагилов // Молодой ученый. - 2012. - № 11. - С. 127-129.

19. Кукин П.П. Оценка воздействия на окружающую среду. Экспертиза безопасности / П.П. Кукин, Е.Ю. Колесников, Т.М. Колесникова. - М.: Издательство Юрайт, 2016. - 453 с.

20. Гетманцев С.В. Очистка промышленных сточных вод коагулянтами и флокулянтами / С.В. Гетманцев, И.А. Нечаев, Л.В. Гандурина. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2008. - 272 с.

21. Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод: учебник для вузов / Ю.В. Воронов, С.В. Яковлев. - М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006. - 704 с.

22. Barakat M.A. New trends in removing heavy metals from industrial wastewater / M.A. Barakat // Arabian Journal of Chemistry. - 2011. - Vol. 4. - P. 361-377.

23. Вараксин С.О. Комбинированная технология очистки сточных вод гальванических производств / С.О. Вараксин, В.А. Колесников // Водоочистка. - 2012. - № 7. - С. 43-47.

24. Евдокимов А.Л. Адсорбция как эффективный способ очистки промышленных и городских сточных вод / А.Л. Евдокимов, А.Д. Дмитриева, В.О. Калинин, Н.П. Моргун // Молодой ученый. - 2017. - № 1. - С. 29-32.

25. Бикбаева Э.Р. Природные сорбенты для очистки с точных вод от тяжелых металлов / Э.Р. Бикбаева, И.Н. Смолова, И.Ф. Туктарова // В сборнике: Актуальные проблемы науки и техники. - 2017. С. 192-193.

26. Кузнецова В.М. Современный взгляд на методы очистки сточных вод на нефтеперерабатывающих заводах и предприятиях / В.М. Кузнецова, А.В. Овсянкина // Молодой ученый. - 2017. - № 32. - С. 4-9.

27. Абдрахимов Ю.Р. Анализ химико-технологических водных систем предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности / Ю.Р. Абдрахимов, Г.М. Шарафутдинова, Р.И. Хангильдин, А.Р. Хангильдина // Нефтегазовое дело. - 2011. - № 6. - С. 222-260.

28. Мелкозеров В.М. Эффективная ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов с применением современных технологий и полимерных

сорбентов / В.М. Мелкозеров, С.И. Васильев, А.Я. Вельп, Р.Н. Крылышкин // Системы. Методы. Технологии. - 2010. - № 6. - С. 115-123.

29. Yang S. Experimental studies on performances of flexible floating oil booms in coupled wave-current flow / S. Yang, L. Shaowu, Z. Huaqin, P. Shitao, C. Hanbao // Applied Ocean Research. - 2017. - Vol. 69. - P. 38-52.

30. Coolbaugh T.S. Recent technology advances for effective oil spill response / T.S. Coolbaugh, A. Chopra // Society of Petroleum Engineers - SPE Health, Safety, Security, Environment, and Social Responsibility Conference - North America. - 2017. - P. 21-43.

31. Li M.-M. Controlled Experimental Study on Removing Diesel Oil Spillages Using Agricultural Waste Products / M.-M .Li, H.-C. Pan, S.-L. Huang, M. Scholz // Chemical Engineering and Technology. - 2013. - Vol. 36. - № 4. - P. 673-680.

32. Zhang T. Continuous separation of oil from water surface by a novel tubular unit based on graphene coated polyurethane sponge / T. Zhang, C. Xiao, J. Zhao, K. Chen, J. Hao, D. Ji // Polymers for Advanced Technologies. - 2018. - Vol. 29. - № 8. - P. 2317-2326.

33. Khoshnevis H. Super high-rate fabrication of high-purity carbon nanotube aerogels from floating catalyst method for oil spill cleaning / H. Khoshnevis, S.M. Mint, E. Yedinak, T.Q. Tran, A. Zadhoush, M. Youssefi, M. Pasquali, H.M. Duong // Chemical Physics Letters. - 2018. - Vol. 693. - P. 146-151.

34. Байбурдов Т.А. Полимерные сорбенты для сбора нефтепродуктов с поверхности водоёмов: обзор англоязычной литературы за 2000-2017 гг. (часть 1) / Т.А. Байбурдов, С.Л. Шмаков // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Химия. Биология. Экология. - 2018. - Т. 18. - № 1. - С. 36-44.

35. Вилавский Е.И. Интенсификация процессов флотационной очистки промышленных сточных вод от нефтепродуктов / Е.И. Вилавский, С.Р. Масакбаева, М.Г. Баймухамбетова // Universum: технические науки. - 2016. -№ 11(32). - С. 8-14.

36. Фазуллин Д.Д. Физико-химические свойства сорбентов для очистки сточных вод / Д.Д. Фазуллин, И.Г. Шайхиев, Г.В. Маврин, И.С. Гайсин // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - Т. 18. - № 6. -С. 259-262.

37. Долгополова В. Л. Способы очистки морских акваторий от нефтяных загрязнений / В. Л. Долгополова, О.В. Патрушева // Молодой ученый. - 2016. - № 29. - С. 229-234.

38. Байбурдов Т.А. Полимерные сорбенты для сбора нефтепродуктов с поверхности водоёмов: обзор англоязычной литературы за 2000-2017 гг. (часть 2) / Т.А. Байбурдов, С.Л. Шмаков // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. - 2018. - Т. 18. - № 2. - С. 145-153.

39. Злобина К.А. Способы очистки природных вод от нефти и нефтепродуктов / К.А. Злобина, Е.С. Белик // Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика. - 2016. - № 1. - С. 9-15.

40. Safonov A.V. An integrated radiation-microbiological water treatment process for removal of petroleum products / A.V. Safonov, V.E. Tregubova, E.A. Podzorova // High Energy Chemistry. - 2015. - Vol. 49. - № 2. - P. 92-95.

41. Панов В.П. Теоретические основы защиты окружающей среды: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В.П. Панов, Ю.А. Нифонтов, А.В. Панин. - М: Издательский центр Академия, 2008. - 320 с.

42. Фридланд С.В. Промышленная экология. Основы инженерных расчетов / С.В. Фридланд, Н.Р. Стрельцова, Л.В. Ряписова, Р.Н. Зиятдинов. -М: КолосС, 2008. - 176 с.

43. Товбин Ю.К. Молекулярная теория адсорбции в пористых телах / Ю.К. Товбин. - M.: ФИЗМАТЛИТ, 2012. - 624 c.

44. Корнева Д.А. Адсорбционная очистка - эффективный метод очистки сточных вод и подготовки воды для хозяйственно-питьевого водопользования / Д.А. Корнева, Л.Н. Куров // Успехи современного естествознания. - 2015. - №. 7. - 129 с.

45. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники / Н.В. Кельцев. - М.: Химия, 1984. - 592 с.

46. Харлямов Д.А. Адсорбция ионов меди, свинца и хрома на магнитном композиционном сорбционном материале / Д.А. Харлямов Д.А., И.А. Насыров, Г.В. Маврин, И.Г. Шайхиев // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - Т.18. - № 12. - С. 204-206.

47. Макаренко Е.Л. Лесная промышленность России: состояние и перспективы развития / Е.Л. Макаренко, А.В. Казаков // География в школе. -2017. - № 4. - С. 11-19.

48. Лесозаготовительная отрасль России. Итоги 2017 г. [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.lesonline.rU/n/59391 - Заглавие с экрана.

- (дата обращения: 23.08.2018).

49. Анализ состояния лесной промышленности России. [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.scienceforum.ru/2018/pdf/7123.pdf -Заглавие с экрана. - (дата обращения: 23.08.2018).

50. Калинин А.А. Обзор способов использования и переработки низкокачественной древесины и отходов лесообрабатывающих предприятий / А.А. Калинин // Вестник Московского государственного университета леса

- Лесной вестник. - 2007. - № 6. - С. 68-70.

51. Саврасова Ю.С. Существующие и перспективные направления развития переработки древесных отходов / Ю.С. Саврасова, Д.И. Чаплыгина Г.П. Тимофеев // Актуальные проблемы экологии и охраны труда: сборник статей VII Международной научно практической конференции. - Курск: Юго-Западный государственный университет (Курск). - 2015. - С. 177-181.

52. Шайхиев И.Г. Использование отходов деревообработки в качестве реагентов для очистки сточных вод / И.Г. Шайхиев // Все материалы. Энциклопедический справочник. - 2008. - № 12. - С. 29-42.

53. Климов Е.С. Природные сорбенты и комплексоны в очистке сточных вод / Е.С. Климов, М.В. Бузаева. - Ульяновск: УлГТУ, 2011. - 201 с.

54. Sangi M.R. Removal and recovery of heavy metals from aqueous solution using Ulmus carpinifolia and Fraxinus excelsior tree leaves / M.R. Sangi, A. Shahmoradi, J. Zolgharnein, G.H. Azimi, M. Ghorbandoost // Journal of Hazardous Materials. - 2008. - Vol. 155. - Р. 513-522.

55. Stankov^ V. Heavy metal ions adsorption from mine waters by sawdust / V. Stankovi^ D. Bozic, M. Gorgievski, G. Bogdanovic // Chemical Industry & Chemical Engineering Quarterly. - 2009. - Vol. 15. - № 4. - Р. 237-249.

56. Janin A. Passive treatment of mine drainage waters: the use of biochars and wood products to enhance metal removal efficiency / A. Janin, J. Harrington // Proceedings of the 2013 Northern Latitudes Mining Reclamation Workshop and 38th Annual Meeting of the Canadian Land Reclamation Association. - Yukon: Whitehorse (YT), 2013. - P. 90-99.

57. Sciban M. Adsorption of heavy metals from electroplating wastewater by wood sawdust / M. Sciban, B. Radetic, Z. Kevresan, M. Klasnja // Bioresource Technology. - 2007. - Vol. 98. - Р. 402-409.

58. Веприкова Е.В. Очистка воды от меди, цинка и свинца сорбентами из луба коры березы / Е.В. Веприкова, С.А. Кузнецова, Н.В. Чесноков, // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. - 2015. - Т. 8. - № 2. - С. 202-210.

59. Shukla S.S. Removal of nickel from aqueous solutions by sawdust / S.S. Shukla, L.J. Yu, K.L. Dorris, A. Shukla // Journal of Hazardous Materials. - 2005. - Vol. 121. - Р. 243-246.

60. Yu B. The removal of heavy metal from aqueous solutions by sawdust adsorption - removal of copper / B. Yu, Y. Zhang, A. Shukla, S.S. Shukla, K.L. Dorris // Journal of Hazardous Materials. - 2000. - Vol. 80. - Р. 33-42.

61. Yu L.J. Adsorption of chromium from aqueous solutions by maple sawdust / L.J. Yu, S.S. Shukla, L.D. Kenneth, A. Shukla, J.L. Margrave. // Journal of Hazardous Materials. - 2003. - Vol. 100. - Р. 53-63.

62. Abdel-Ghani N.T. Simultaneous removal of aluminum, iron, copper, zinc, and lead from aqueous solution using raw and chemically treated African

beech wood sawdust / N.T. Abdel-Ghani, G.A. El-Chaghaby, F.S. Helal // Desalination and Water Treatment. - 2013. - Vol. 16-18. - P. 3558-3575.

63. Acar F.N. The removal of chromium(VI) from aqueous solutions by Fagus orientalis L. / F.N. Acar, E. Malkoc // Bioresource Technology. - 2004. -Vol. 94. - Р. 13-15.

64. Денисова Т.Р. Использование компонентов лиственных деревьев средней полосы России в качестве сорбционных материалов для удаления поллютантов из водных сред. Обзор литературы / Т.Р. Денисова, И.Г. Шайхиев // Вестник технологического университета. - 2017. - Т. 20. - № 24. - С. 145-158.

65. Алексеева А.А. Изучение физико-химических основ процесса сорбции пленки нефти с поверхности воды смешанным листовым опадом / А.А. Алексеева, С.В. Степанова // Вода: химия и экология. - 2015. - № 4. - С. 87-90.

66. Сорока М.Л. Перспективы применения опалых листьев для целей локализации и сбора разливов нефтепродуктов / М.Л. Сорока, Л.А. Ярышника // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. -2013. - Т. 1. - № 6 (61). - С. 37-41.

67. Шайхиев И.Г. Исследование хвои сосновых деревьев в качестве сорбционных материалов для удаления нефтей и масел с водной поверхности / И.Г. Шайхиев, С.В. Степанова, К.И. Шайхиева // Вестник технологического университета. - 2017. - Т. 20. - № 3. - С. 183-186.

68. Сомин В.А. Исследования по модификации древесных опилок для получения новых сорбционных материалов / В.А. Сомин, В.М. Осокин, Л.Ф. Комарова, А.А. Фогель // Ползуновский вестник. - 2011. - № 4. - С. 169-172.

69. Kallbom S. Sorption and surface energy properties of thermally modified spruce wood components / S. Kallbom, M. Altgen, H. Militz, M. Walinder // Wood and Fiber Science. - 2009. - T.50. - Vol.3. - Р. 346-357.

70. Calugaru I.L. Removal of Ni and Zn in contaminated neutral drainage by raw and modified wood ash / I.L. Calugaru, C.M. Neculita, T. Genty, B. Bussiere, R. Potvin // Journal of Environmental Science and Health Part A Toxic/Hazardous Substances & Environmental Engineering. - 2017. - Vol.52. - № 2. - Р. 117-126.

71. Su P. Metal ion sorption on birch and spruce wood / P. Su, K. Granholm, A. Pranovich, L. Harju, B. Holmbom, A. Ivaska // Bioresources. - 2012. - Vol. 7.

- № 2. - P. 2141-2155.

72. Argun M.E. Heavy metal adsorption by modified oak sawdust: Thermodynamics and kinetics / M.E. Argun, S. Dursun, C. Ozdemir, M. Karatas // Journal of Hazardous Materials. - 2007. - Vol. 141. - Р. 77-85.

73. Ofomaja A.E. Surface modification of pine cone powder and its application for removal of Cu(II) from wastewater / A.E. Ofomaja, E.B. Naidoo, S.J. Modise // Desalination and Water Treatment. - 2010. - Vol. 19. - Р. 275-285.

74. Семенович А.В. Закономерности сорбции катионов металлов модифицированной корой хвойных древесных пород Сибири / А.В. Семенович, С.Р. Лоскутов // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2015. - № 1. - С. 197-202.

75. Lucaci D. Comparative adsorption of copper on oak, poplar and willow sawdust / D. Lucaci, A. Duta // Bulletin of the Transilvania University of Brasov. -2009. - Vol. 51. - № 2. - P. 143-150.

76. Пат. 2152250 РФ. Сорбент / Г.А. Сафонов, В.М. Бембель, И.Н. Быков, В.В. Шепель, В.А. Колмаков; заявитель и патентообладатель: Быков И.Н. - № 99120526/12; заявл. 28.09.99; опубл. 10.07.00.

77. Блохин А.Н. Очистка сточных вод от нефтепродуктов / А.Н. Блохин, И.А. Башаева // Открытая научная конференция МГТУ Станкин и Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ Станкин и ИММ РАН: сборник материалов конференции. - М.: Изд-во МГТУ Станкин, 1999.

- С. 98.

78. Пашаян А.А. Проблемы очистки загрязненных нефтью вод и пути их решения / А.А. Пашаян, А.В. Нестеров // Экология и промышленность России. - 2008. - № 5. - С. 32-35.

79. Иванова Н.В. Комплексная переработка коры лиственницы как пример решения экологической проблемы по ее утилизации / Н.В. Иванова, В.А. Бабкин // Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств: сборник материалов научно-практической конференции. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. - 234 с.

80. Пат. 2061541 РФ. Сорбент для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды / Е.Е. Сироткина, Г.А. Сафонов, В.М. Бембель, Е.П. Болтрукевич; заявитель и патентообладатель: Институт химии нефти СО РАН - № 93 93041261; заявл. 17.08.93; опубл. 10.06.96.

81. Степанова С.В. Опад березы и ее химические модификаты для удаления нефти / С.В. Степанова, А.Ш. Шаймарданова, И.Г. Шайхиев // Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - № 14. - С. 215-217.

82. Шаймарданова А.Ш. Влияние параметров плазменной обработки на сорбционные свойства березового опада по отношению к ионам железа / А.Ш. Шаймарданова, С.В. Степанова, И.Г. Шайхиев, И.Ш. Абдуллин // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - Т. 18. - № 13. - С. 249-251.

83. Денисова Т.Р. Влияние ультразвуковой обработки на сорбционные свойства древесных опилок / Т.Р. Денисова, И.Я. Сиппель // Итоговая научная конференция: (2017; Набережные Челны). Итоговая науч. конф. проф.-препод. состава, 3 февраля 2017 г.: сб-к докладов / под ред. д-ра техн. наук Л.А. Симоновой. - Набережные Челны: Издательско-полиграфический центр Набережночелнинского института К(П)ФУ, 2017. - С. 180-186.

84. Денисова Т.Р. Влияние ультразвуковой обработки опилок ясеня на нефте- и водопоглощение / Т.Р. Денисова, И.Г. Шайхиев, Г.В. Маврин, И.Я. Сиппель // Вода: химия и экология. - 2017. - № 6. - С. 28-34.

85. Reynel-Avila E. A Perspective of the application of magnetic nanocomposites and nanogels as heavy metal sorbents for water purification / E. Reynel-Avila, D. Mendoza-Castillo, A. Bonilla-Petriciolet // Smart Materials for Waste Water Applications. - 2016. - P. 257-287.

86. Monarrez-Cordero B.E. Simultaneous and fast removal of As , As , Cd2+, Cu(II), Pb2+ and F- from water with composite Fe-Ti oxides nanoparticles / B.E. Monarrez-Cordero, A. Saenz-Trevizo, L. M. Bautista-Carrillo // Journal of Alloys and Compounds. - 2018. - Vol.757. - P. 150-160.

87. Mironovs V. Research of oil product sorption processes by ferromagnetic sorbents / V. Mironovs, J. Treijs, E. Teirumnieks // Vide. Tehnologija. Resursi -Environment, Technology, Resources. - 2015. - Vol. 1. - P. 153-156.

88. Lubentsova K.I. Sorption of toxic organic and inorganic compounds by composite materials with nanodispersed iron oxides in polystyrene matrixes / K.I. Lubentsova, A.V. Pastukhov, V.A. Davankov, D.K. Kitaeva, I.V. Karandi, M.M.Ilyin // Sorption and Chromatographic Processes. - 2015. - Vol.15. - № 3. -P. 333-344.

89. Ushakova E. Innovative environment-saving technology using Magnetic Sorbents Based on Carbon-Containing Waste from Coal / E. Ushakova, E. Kvashevaya, A. Ushakov // E3S Web of Conferences. - 2018. - Vol. 41. - P. 15.

90. Толмачева В.В. Магнитные сорбенты на основе наночастиц оксидов железа для выделения и концентрирования органических соединений / В.В. Толмачева, В.В. Апяри, Е.В. Кочук, С.Г. Дмитриенко // Журнал аналитической химии. - 2016. - Т.71. - № 4. - С. 339-356.

91. Azizi M. A novel N,N'-bis(acetylacetone) ethylenediimine functionalized silica-core shell magnetic nanosorbent for manetic dispersive solid phase extraction of copper in cereal and water samples / M. Azizi, S. Seidi, A. Rouhollahi // Food Chemistry. - 2018. - Vol.249. - P. 30-37.

92. Su S. Environmental implications and applications of engineered nanoscale magnetite and its hybrid nanocomposites: A review of recent literature / S. Su // Journal of Hazardous Materials. - 2017. - Vol. 322. - P. 48-84.

93. Нифталиев С.И. Ферромагнитный сорбент для сбора нефти с водной поверхности / С.И. Нифталиев, Ю.С. Перегудов, Ю.Г. Подрезова // Экология и промышленность России. - 2012. - № 10. - С. 24-25.

94. Цыганова С.И. Синтез магнитных нефтесобирателей на основе модифицированных опилок древесины / С.И. Цыганова, Е.В. Веприкова, Е.А. Терещенко, О.Ю. Фетисова // Экология и промышленность России. - 2014. -№ 6. - С. 18-21.

95. Рубанов Ю.К. Удаление разливов нефтепродуктов с поверхности воды комплексными сорбентами на основе оксидов железа / Ю.К. Рубанов, Ю.Е. Токач // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. -Т. 18. - № 7. - С. 268-270.

96. Юрищева А.А. Нанокомпозитный сорбент для очистки природных сред и его экотоксикологическая оценка / А.А. Юрищева, К.А. Кыдралиева, М.А. Пукальчик, М.А. Тимофеев, А.А. Рахлеева, Д.Н. Маторин, В.А. Терехова // Экология и промышленность России. - 2011. - № 9. - С. 50-53.

97. Долбня И.В. Очистка вод от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов магнитными сорбционными материалами / И.В. Долбня, Е.А. Татаринцева, К.В. Козьмич, М.В. Комиссаренко, А.О. Качалина // Экологические проблемы промышленных городов: сборник научных трудов по материалам 8-й Международной научно-практической конференции. -Саратов: Изд-во СГТУ, 2017. - С. 271-275.

98. Долбня И.В. Очистка нефтесодержащих сточных вод магнитосорбентами на основе ферритизированного гальваношлама / И.В. Долбня, Е.А. Татаринцева, К.В. Козьмич, М.В. Комиссаренко, И.Г. Шайхиев // Вестник Технологического университета. - 2016. - Т. 19. - № 23. - С. 154-156.

99. Буниятзаде И.А. Магнитный сорбент на основе древесных опилок для удаления тонких нефтяных пленок / И.А. Буниятзаде, Г.Г. Мамедов, А.А. Азизов, Р.М. Алосманов, А.М. Магеррамов // Экология и промышленность России. - 2008. - № 6. - С. 46-48.

100. ГОСТ 305-13. Топливо дизельное. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2014. - 11 с.

101. ГОСТ 16483.7-71. Древесина. Методы определения влажности. - М.: Стандартинформ, 2006. - 3 с.

102. Базарнова Н.Г. Химия древесины и ее основных компонентов / Н.Г. Базарнова. - Барнаул: «Азбука», 2002. - 50 с.

103. Смирнов А.Д. Сорбционная очистка воды / А.Д. Смирнов. - Л.: Химия, 1982. - 168 с.

104. ГОСТ 6217-74. Уголь активный древесный дробленый. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2003. - 7 с.

105. Оболенская А.В. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы: Учебное пособие для вузов / А.В. Оболенская, З.П. Ельницкая, А.А. Леонович. - М.: Экология, 1991. - 320 с.

106. ГОСТ 4453-74. Уголь активный осветляющий древесный порошкообразный. Технические условия. - М.: Издательство стандартов, 1993. - 22 с.

107. Kreslin V.U. Automated system for studying the characteristics of hard magnetic materials / V.U. Kreslin, E.P. Naiden // Instruments and Experimental Techniques. - 2002. - № 1. - P. 63-67.

108. Katasonov P.A. Features of the magnetic properties of iron powder produced by plasma electrolytic dispersing of the iron-carbon alloys / P.A. Katasonov, D.S. Martemyanov // Letters on Materials. - 2015. - № 1. - P. 30-34.

109. ГОСТ 23401-90. Порошки металлические. Катализаторы и носители. Определение удельной поверхности. - М.: Издательство стандартов, 1990. -12 с.

110. Kraus W. Powder cell a program for the representation and manipulation of crystal structures and calculation of the resulting X-ray powder patterns / W. Kraus, G. Molze // Journal of Applied Crystallography. - 1996. - Vol. 29. - P. 301-303.

111. Клопотов А.А. Основы рентгеноструктурного анализа в материаловедении / А.А. Клопотов, Ю.А. Абзаев, А.И. Потекаев, О.Г. Волокитин. - Томск: Издательство ТГАСУ, 2012. - 276 p.

112. Smith A.L. Applied Infrared Spectroscopy: Fundamentals Techniques and Analytical Problem-Solving / A. L. Smith, P.J. Elving, J.D. Winefordner, I.M. Kolthoff. - New York: Wiley, 1979. - 336 с.

113. ПНД Ф 14.1:2:4.135-98. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации элементов в пробах питьевой, природных, сточных вод и атмосферных осадков методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой - М.: ФГУ ФЦАО, 2008. - 26 с.

114. ПНД Ф 14.1:2:4.272-12. Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации нефтепродуктов в сточных водах методом ИК-спектрофотометрии с применением концентратомеров серии КН. - М.: ФГУ ФЦАО, 2012. - 22 с.

115. ПНД Ф 14.1:2:4.254-09. Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовых концентраций взвешенных и прокаленных взвешенных веществ в пробах питьевых, природных и сточных вод. - М.: ФГУ ФЦАО, 2012. - 14 с.

116. ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений рН в водах потенциометрическим методом. - М.: ФГУ ФЦАО, 2004. - 14 с.

117. МИ № 01.00225/205-47-12. Питьевая вода, природная вода. Методика выполнения измерений массовой концентрации ацетальдегида, ацетона, бензола, бутилацетата, изопропилбензола, n-ксилола, m-ксилола, o-ксилола, метилена хлористого, метилметакрилата, метилэтилкетона, пропилбензола, псевдокумола, стирола, толуола, хлорбензола, этилацетата, этилбензола. -М.: ЭКАН, 2012. - 28 с.

118. ФР.1.31.2005.01724. Методика выполнения измерений массовой концентрации фторид-, хлорид-, нитрат-, фосфат- и сульфат-ионов в пробах

питьевой, минеральной, столовой, лечебно-столовой, природной и сточной воды методом ионной хроматографии. - Сборник методик выполнения измерений. - М.: ЗАО Аквилон, 2008. - С. 35-60.

119. ПНД Ф 14.1:2.104-97. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации (суммарной) летучих фенолов в пробах природных и очищенных сточных вод ускоренным экстракционно-фотометрическим методом без отгонки. - М.: ФГУ ФЦАО, 2004. - 22 с.

120. ПНД Ф 14.1:2:4.84-96. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации формальдегида в пробах питьевых, природных и сточных вод фотометрическим методом. -М.: ФГУ ФЦАО, 2013. - 18 с.

121. Алексеева А.А. Изучение физико-химических основ процесса сорбции пленки нефти с поверхности воды смешанным листовым опадом / А.А. Алексеева, С.В. Степанова // Вода: химия и экология. 2015. - № 4(82). -С. 87-90.

122. Вадецкий Ю.В. Нефтегазовая энциклопедия. Том 2 / Вадецкий Ю.В. - М.: Московское отд. Нефть и газ МАИ, ОАО ВНИИОЭНГ. - 2003. - 380 с.

123. ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.11-04. Токсикологические методы контроля. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению интенсивности бактериальной биолюминесценции тест-системой «Эколюм». - М.: ФБУ «ФЦАО», 2010. - 24 с.

124. ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.12-06, Т 16.1:2:2.3:3.9-06. Методика измерений количества Daphnia magna Straus для определения токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления методом прямого счета. - М.: ФБУ «ФЦАО», 2014. - 40 с.

125. Приказ Минприроды России от 04.12.2014 № 536 «Об утверждении критериев отнесения отходов к I - V классам опасности по степени

негативного воздействия на окружающую среду» [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://base.garant.ru/7l296500/ - Заглавие с экрана. - (дата обращения 21.08.18).

126. МИ 2083-90. ГСИ. Рекомендация. Измерения косвенные. Определения результатов измерений и оценивание их погрешностей. - М.: Изд-во стандартов. 1991. - 9 с.

127. ГОСТ 8.736-2011. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. - М.: Стандартинформ, 2013. - 19 с.

128. Маврин T.B. Методы в экологическом мониторинге: учебное пособие к практическим занятиям для студентов специальности «Техносферная безопасность» / T.B. Маврин, Д.А. Харлямов. - Наб. Челны: НЧИ КФУ. - 2018. - 120 с.

129. Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды Республики Татарстан в 2015 году [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://eco.tatarstan.ru/rus/gosdoklad-2015.htm -Заглавие с экрана. - (дата обращения 21.08.18).

130. Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды Республики Татарстан в 2016 году [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://eco.tatarstan.ru/rus/gosdoklad-2016.htm -Заглавие с экрана. - (дата обращения 21.08.17).

131. Castro L. Heavy metal adsorption using biogenic iron compounds / L. Castro, M.L. Blázquez, F. González, J.A. Muñoz, A. Ballester // Hydrometallurgy. - 2018. - Vol. 179. - P. 44-51.

132. Lyu S.T. Sorption of inorganic salts on carbon nanomaterials and magnetite / S.T. Lyu, I.D. Troshkina, E.G. Rakov // Russian Journal of Physical Chemistry A. - 2016. - Vol. 90. - № 11. - P. 2275-2279.

133. Кучек А.Э. Bлияние модификации поверхности марганец-цинковой феррошпинели на её адсорбционные свойства / А.Э. Кучек, О.А. Bасютин,

A.А. Кашкаров, Е.В. Грибанова, В.В. Шуткевич // Вестник Санкт-Петербургского университета. Физика и химия. - 2011. - № 1. - С. 75-82.

134. Харлямов Д.А. Сорбционное концентрирование ионов меди и свинца магнитным сорбентом / Д.А. Харлямов, И.А. Насыров, Р.Р. Зиннатов, И.Я. Сиппель, И.Г. Шайхиев // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - Т. 18. - № 13. - С. 239-241.

135. Харлямов Д.А. Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов с применением магнитного композиционного сорбента на основе отходов древесного волокна / Д.А. Харлямов, Р.Р. Зиннатов, Г.В. Маврин, И.Г. Шайхиев // Научно-технический вестник Поволжья. - 2015. - № 4. -С. 139-141.

136. Везенцев А.И. Композиционный сорбент на основе минерального и растительного сырья / А.И. Везенцев, Нгуен Хоай Тьяу, П.В. Соколовский,

B.Д. Буханов, В.В. Милютин, Т.В. Конькова, М.Б. Алехина // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2015. - Т.15. - № 1. - С. 127-133.

137. Буравлев В.О. Исследование сорбционных свойств модифицированного базальтового волокна / В.О. Буравлев, Е.В. Кондратюк, Л.Ф. Комарова // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2013. - Т. 13. - № 1 - С. 10-15.

138. Kharlyamov D.A. Preparation and application of a magnetic composite sorbent for collecting oil from a water surface / D.A. Kharlyamov, G.V. Mavrin, I.G. Shaikhiev, T.R. Denisova, D.A. Albutova, S.R. Gafiyatova // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. - 2017. - Vol. 12. - № 5. - P.1642-1648.

139. Kharlyamov D.A. Application of a Magnetic Composite Sorbent On The Basis Of Woodworking Waste for Sewage Treatment from Heavy Metals / G.V. Mavrin, E.A. Danilova, R.R. Zinnatov, E.V. Prytkova, S.V. Dvoryak // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. - 2016. - Vol. 7. -№ 3. - P. 1667-1670.

140. Pastukhov A.V. Structure and properties of magnetic composite sorbents based on hypercrosslinked polystyrenes / A.V. Pastukhov, V.A. Davankov, K.I.

Lubentsova, E.G. Kosandrovich, V.S. Soldatov // Russian Journal of Physical Chemistry. - 2013. - Vol. 87. - № 10. - P. 1721-1727.

141. Kharliamov D.A. The post-treatment of galvanic wastewater from chromium(VI), cooper(II) and nickel(II) ions using magnetic composite materials / D.A. Kharliamov, D.A. Albutova, S.R. Gafiiatova, G.V. Mavrin // Journal of Fundamental and Applied Sciences. - 2017. - № 9(1S). - P. 1811-1819.

142. Дейнека В.И. Моделирование сорбционных процессов на гетерогенных поверхностях / В.И. Дейнека, А.Н. Чулков, Л.А. Дейнека // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки. - 2010. - Т. 10. - № 3. - С. 97-106.

143. Галимова Р.З. Исследование процессов сорбции фенола нативными и модифицированными отходами валяльно-войлочного производства / Р.З. Галимова, Е.Ю. Костина, Г.А. Алмазова, И.Г. Шайхиев // Вестник Технологического университета. - 2017. - Т. 20. - № 12. - С. 147-151.

144. Хурамшина И.З. Сорбционное извлечение меди (II) из водных растворов природными минеральными сорбентами на основе опал-кристобалитовых пород / И.З. Хурамшина, А.Ф. Никифоров, И.Н. Липунов, И.Г. Первова // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2014. - Т. 14. - № 2. - С. 338-344.

145. Низамова Г.Р. Исследование сорбции ионов цинка жомом сахарной свеклы / Г.Р. Низамова, Р.З. Галимова, И.Г. Шайхиев // Вестник Технологического университета. - 2017. - Т. 20. - № 11. - С. 142-148.

146. Приказ Росрыболовства от 18.01.2010 г. № 20 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/2070984/ - Заглавие с экрана. -(дата обращения 03.09.18).

147. Харлямов Д.А. Очистка нефтесодержащих водных растворов с применением отходов производства МДФ / Д.А. Харлямов, Е.А. Данилова, Г.В. Маврин // Сборник докладов IX Международной научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы инновационного развития нефтехимии», Нижнекамск. - 2016. - 224 с.

148. Харлямов Д.А. Применение магнитного композиционного сорбента для очистки гальванических сточных вод / Д.А. Харлямов, Е.А. Данилова, Р.Р. Зиннатов, Г.В. Маврин // Сборник докладов III Международной молодежной научной конференции «Физика. Технологии. Инновации», Екатеринбург. - 2016. - С. 397-398.

149. Харлямов Д.А. Получение и применение магнитного композиционного сорбента для очистки сточных вод от нефтепродуктов / Д.А. Харлямов, Е.А. Данилова, Р.Р. Зиннатов, Г.В. Маврин // Сборник докладов III Международной молодежной научной конференции «Физика. Технологии. Инновации», Екатеринбург. - 2016. - С. 396-397.

150. Патент на изобретение РФ №2626363 RU. Способ получения магнитного композиционного сорбента для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов [Текст] / Д.А. Харлямов, Д.Д. Фазуллин, Г.В. Маврин; заявл. 21.06.2016, опубл. 26.07.2017.

151. Харлямов Д.А. Модифицированные композиты на основе отходов древесного волокна и активированного угля, как энергоэффективные и ресурсосберегающие материалы для очистки сточных вод гальванических цехов / Д.А. Харлямов, С.Р. Гафиятова, Д.А. Албутова, Г.В. Маврин // Сборник докладов Международной конференции «Энергосбережение. Наука и образование», Набережные Челны. - 2017. - С. 73-77.

152. Устройства для поддержания в надлежащем состоянии или очистки поверхности открытых водоемов от нефти и подобных плавающих материалов отделением или удалением этих материалов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.freepatent.ru/patents/2249077 - Заглавие с экрана. - (дата обращения 05.09.18).

153. Ахметшина А.Р. Продукты пиролиза углеродсодержащих отходов, как вторичные энергетические и материальные ресурсы / А.Р. Ахметшина,

B.В. Терентьева, И.А. Насыров, Г.В. Маврин, В.М. Ахметов // Энергосбережение. Наука и образование: сборник докладов международной конференции, г. Набережные Челны, 28 ноября 2017 г. - Набережные Челны: Издательско-полиграфический центр Набережночелнинского института К(П)ФУ, 2017. - C. 44-47.

154. Харлямов Д.А. Энергосберегающая технология очистки воды от нефтепродуктов магнитным композиционным сорбентом / Д.А. Харлямов,

C.Р. Гафиятова, Д.А. Албутова, Г.В. Маврин // Сборник докладов Международной конференции «Энергосбережение. Наука и образование», Набережные Челны. - 2017. - С. 48-51.

155. Постановление Правительства РФ от 3 ноября 2016 г. № 1134. «О вопросах осуществления холодного водоснабжения и водоотведения» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71435604/ - Заглавие с экрана. -(дата обращения 05.09.18).

156. Мотузова Г.В. Соединения микроэлементов в почвах: Системная организация, экологическое значение, мониторинг / Г.В. Мотузова. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013. - 168 с.

157. Приказ Минприроды России от 13 апреля 2009 г. № 87 «Об утверждении Методики исчисления размера вреда, причиненного водным объектам вследствие нарушения водного законодательства» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://base.garant.ru/12167365/#ixzz4ergk5ped - Заглавие с экрана. - (дата обращения 06.09.18).

Приложения

АКТ

испытаний магнитного композиционного сорбционного материала МКСМ-5 для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и нефтепродуктов

Методы очистки сточных вод (СВ), применяемые на многих производствах, в должной мере не обеспечивают эффективного извлечения ионов тяжелых металлов (ИТМ) и нефтепродуктов (НП), что в свою очередь требует внедрение дополнительных методов для доведения качества стоков до нормативных требований.

Одним из перспективных методов, простым в аппаратурном оформлении и позволяющим проводить глубокую очистку загрязненных вод, является адсорбционный процесс. В настоящее время па отечественном рынке предлагается множественное количество природных и синтетических сорбционных материалов (СМ). Однако высокая стоимость последних в значительной мерс сдерживает их использование для извлечения поллютантов из водных сред. Помимо этого предлагаемые СМ требуют применения многоступенчатых систем очистки в связи с индивидуальной селективностью по отношению к ИТМ и НП. Поэтому актуальной становится задача поиска альтернативных, легкодоступных и дешевых СМ, характеризующихся высокими значениями сорбиионной емкости и обладающие комплексной селективностью по отношению к ИТМ и ПП.

В качестве недорогого и эффективного СМ для сорбиионной очистки ливневых СВ предложен композиционный материал МКСМ-5, полученный на основе отходов древесного волокна, путем их обработки водными растворами, содержащими смесь хлоридов трех- и двухвалентного железа под воздействием улыразвуковых колебаний.

Настоящий акт составлен в том, что 26 апреля 2018 года проведены испытания СМ МКСМ-5 для очистки ливневой СВ предприятия ООО «Челны Гальваника», г. Набережные Челны, Республика Татарстан. Процесс сорбции осуществлялся в динамическом режиме - в колонне, заполненной СМ, и пропусканием через него СВ с постоянной скоростью потока. Результаты экспериментов представлены в таблице.

Продолжение приложения А

Таблица - Результаты очистки ливневых сточных вод предприятия ООО «Челны Гальваника» с применением СМ МКСМ-5

№ п/п Определяемые показатели Содержание в сточной воде (±Д, Р=0,95, п=2) ПДК*

до очистки после очистки

1 Водородный показатель, ед. рН 7,1 ±0,2 7,4±0,2 6,5-8,5

2 Взвешенные вещества, мг/дм3 52,4±4,2 <0,5 10

3 11ефтепродукты, мг/дм3 4,23±1,06 0,021±0,006 0,05

4 Железо, мг/дм3 0,68±0,10 0,029±0,004 0,1

5 Хром, мг/дм3 0,11 ±0,02 0,001±0,0002 0,01

6 Медь, мг/дм3 0,013±0,002 0,0004±0,0006 0,001

7 Никель, мг/дм3 0,051±0,008 0,003±0,0005 0,01

8 Цинк, мг/дм3 0,19±0,03 0,005±0,0007 0,01

9 Хлорид-ион, мг/дм3 58,4± 11,7 106±21 300

10 Сульфат-ион, мг/дм3 21,2±4,2 11,8±2,3 100

11 Фенолы летучие, мг/дм3 <0,001 <0,001 0,001

12 Формальдегид, мг/дм3 <0,02 <0,02 0,1

- предельно допустимые концентрации вредных значения

веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного

Установлено, что при использовании в качестве СМ МКСМ-5 достигнута высокая степень очистки от ИТМ и НП при остаточных концентрациях соответствующих значениям ПДК для водных объектов рыбохозяйственного назначения. Таким образом, мсследованный СМ может быть рекомендован для сорбционной очистки СВ содержащих ИТМ и НП.

От Набережночелнннского института КФУ

Заведующий кафедрой химии и экологии^к.^.н., доцент

Г.В. Маврин

Начальник аналитической лаборатории экологической безопасности КФУ в с^Набережные Челны

■ И.А. Насыров

Аспират кафедры химии и экологии _Д.А. Харлямов

От ООО «Челны Гальваника»

Р.И. Гараев

А.С. Краснов

Продолжение приложения Б

нефти в воде. На водной поверхности визуально отмечалось полное отсутствие следов СМ и

На следующем этапе испытаний материал МКСМ-5 исследовали в качестве СМ для очистки ливневых СВ от НП на локальных очистных сооружениях, расположенных на территории АЗС № 12 ООО «Татнефть-АЗС Центр», Республика Татарстан, г. Набережные Челны, ул. Раскольникова, 52. Изначально исходный ливневой сток с территории АЗС через сетчатые решетки поступает в вертикальный отстойник, где происходит осаждение крупнодисперсных примесей. После отстойника СВ попадает в накопительную емкость. По мере заполнения емкости, осуществляется вывоз СВ на очистные сооружения. Суммарное содержание НП в накопительной емкости составляет 5,9 мг/дм и превышает нормативы ПДК для водных объектов рыбохозяйственного назначения (0,05 мг/дм3). Очистку рассматриваемых СВ проводили в динамических условиях с применением проточного адсорбера, заполненного СМ МКСМ-5, пропусканием через него СВ с постоянной скоростью потока. Концентрация НП в анализируемой воде, после прохождения через адсорбер, составила 0,036 мг/дм3.

Таким образом, в результате проведенных испытаний подтверждена целесообразность применения адсорберов с загрузкой из СМ МКСМ-5 для очистки СВ от НП, а также СМ МКСМ-5А для сбора нефти с водной поверхности.

От ООО «Татнефть-АЗС Центр» От Набсрежночелнинского института

нефти. Остаточное содержание НП не превышает ПДК и составило 0,041 мг/дм3.

(филиала) КФУ

УТВЕРЖДАЮ

Дирек тор филиала

ООО «ИнтерБизнесГруппИнжинир

УТВЕРЖДАЮ

Директор Набережночел ни некого

^^цута(Аилиала) КФУ. ^Ж^бяессор

г. Набережные Челны

В.М. Ахметов

2018г.

АКТ

М М. Ганиев

2018г.

промышленных испытаний по утилизации отработанного магнитного композиционного

сорбционно! о материала МКСМ-5А

Объемы накопившихся углеродсодержащих отходов (УСО) представляют угрозу для окружающей среды и вызывают необходимость их переработки в полезную продукцию. Пиролиз УСО экономически более целесообразен, так как, в отличие от сжигания, снижается негативное воздействие на атмосферу. Помимо этого пиролиз позволяет получить ряд продуктов, которые могут быть реализованы с целью частичной или полной компенсации затрат на переработку. Пиролиз возможен для большинства углеродосодержаших отходов, например, таких как древесные отходы, отходы резинотехнических изделий, куриный помет, коровий навоз, твердые коммунальные отходы, отходы полимеров и т.д.

В рамках промышленных испытаний проведен пиролиз отработанного магнитного композиционного сорбциопного материала (СМ) МКСМ-5А, предназначенного для сборы нефти с водной поверхности. СМ получали путем физико-химического модифицирования отходов древесного волокна предприятия ООО «Кастамону интегрейтед вуд индастри» (г. Елабуга). Необходимость утилизации обусловлена тем, что после нескольких циклов регенерации повторное использование СМ для сбора нефти является нецелесообразным по причине существенного снижения нефтеемкости и потери магнитных свойств.

Пиролиз отработанного СМ МКСМ-5А проводили на установке низкотемпературного пиролиза комплекса по переработке иловых осадков методом непрерывного пиролиза ООО «ИнтерБизнесГруппИнжиниринг» г. Набережные Челны. Огработанный СМ подавали в пиролизпый реактор, где в отсутствии кислорода воздуха в течение короткого времени он перемещался по корпусу реактора при помощи шнека, подвергаясь термическому разложению. При этом образующийся пирогаз тратится на сушку увлажненных отходов, а также на обогрев реактора, что повышает энергоэффективность пиролизного процесса. В

Продолжение приложения В

результате пиролиза помимо пирогаза. образуется темная нефтеподобная жидкость (низкокачественное жидкое пиролизное топливо сложного состава) и твердый продукт пиролиза (ТПП), содержащий определенное количество углерода (углистое вещество).

По причине того, что традиционные угольные сорбенты способны извлекать из водной среды ионы тяжелых металлов (ИТМ). логично предположить возможность применения твердых продуктов пиролиза УСО для адсорбции ИТМ из водных сред. Установлено, что активированные ТПП отработанного СМ, обладают сорбционными свойствами по отношению к ИТМ (табл.).

Таблица - Эффективность очистки модельных растворов от ИТМ с применением активированных ТПП отработанного СМ МКСМ-5А

Сорбционный материал Эффективность очистки, И. (%)

Ре(Ш) Си(П) Сг(У1) №(И)

ТПП отработанного СМ МКСМ-5А 99,9 65,8 69,6 25,1

Активированный уголь БАУ-А 99,8 75,0 84,0 59,0

Для изучения возможности загрязнения ОПС самими ТПП проведены анализы водной вытяжки ТПП на предмет объемов эмиссии вредных веществ в водную фазу, по результатам которых, установлено, что массовое содержание загрязняющих веществ по своему численному значению не превышают нормативы сброса, допущенные в систему общей канализации. Следовательно, полученные ТПП можно использовать, например, для очистки сточных вод предприятий, а также фильтрационных вод полигонов твердых коммунальных или промышленных отходов.

От филиала

ООО «ИнтерБизнееГруппИнжиниринг» г. Набережные Челны

Начальник ПТО

_Е.Г. Архипов

Главный эколог

— М.А. Смирнов