«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИЙ СОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТИ И ИОНОВ МЕДИ

УДК: 544.723+677.35
DOI: 10.33285/2073-9028-2021-2(303)-106-119

Авторы:

¹ Белгородский государственный технологический университет имени В.Г. Шухова, г. Белгород, Российская Федерация

Ключевые слова: адсорбция, нефть, тяжелые металлы, целлюлозосодержащий сорбент

Аннотация:

Сточные воды, содержащие нефть, нефтепродукты и тяжелые металлы, являются одной из основных причин загрязнения окружающей среды. Сорбционные материалы, полученные на основе растительных материалов различного происхождения, имеют много ценных свойств. В качестве сорбционного материала был выбран исходный и термически модифицированный листовой опад деревьев рода конского каштана (Aésculus hippocastanum L.). Согласно высоким значениям эффективности очистки оптимальной температурой обжига листьев каштана была выбрана 400 °C. Нефтеемкость полученного сорбента составила 12,3 г/г, насыщение происходит через 20 мин от начала сорбционного взаимодействия. Была построена изотерма адсорбции ионов Cu2+ материалом, полученным обжигом листьев при 400 °С, которая затем обрабатывалась с использованием моделей Ленгмюра, Фрейндлиха, БЭТ, Дубинина-Радушкевича. Максимальная сорбционная емкость исследуемого материала по ионам Cu2+ составила 0,320 ммоль/г.

Список литературы:

1. Behnood Reza, Anvaripour Bagher, Fard Nematollah Jaafarzade Haghighi, Farasati Masoumeh. Application of Natural Sorbents in Crude Oil Adsorption//Iranian Journal of Oil & Gas Science and Technology. - 2013. - Vol. 2. - Iss. 4. - Р. 01-11.
2. Kuyukina Maria S., Krivoruchko Anastasiya V., Ivshina Irena B. Advanced Bioreactor Treatments of Hydrocarbon-Containing Wastewater//Applied Sciences. - 2020. - Vol. 10. - Iss. 3. - 831 (19 р.).
3. Aljuboury D.A.D.A., Palaniandy P., Abdul Aziz H.B., Feroz S. Treatment of petroleum wastewater by conventional and new technologies - A review//Global NEST Journal. - 2017. - Vol. 19. - Iss. 3. - Р. 439-452.
4. Varjani Sunita, Joshi Rutu, Srivastava Vijay Kumar, Ngo Huu Hao, Guo Wenshan. Treatment of wastewater from petroleum industry: current practices and perspectives//Environmental Science and Pollution Research. - 2020. - 27. - Р. 27172-27180.
5. Franco Camilo A., Martínez Maricelly, Benjumea Pedro, Patiño Edgar and Cortés Farid B. Water Remediation Based on Oil Adsorption Using Nanosilicates Functionalized with a Petroleum Vacuum Residue//Adsorption Science & Technology. - 2014. - Vol. 32. - No. 2&3. - Р. 197-207.
6. Wang S., Peng Y. Natural zeolites as effective adsorbents in water and wastewater treatment// The Chemical engineering journal. - 2010. - Vol. 156. - Iss. 1. - P. 11-24.
7. Schouten N., Ham L.G., Euverink G.-J. W., Haan A.B. Selection and evaluation of adsorbents for the removal of anionic surfactants from laundry rinsing water//Water Research. - 2007. - Vol. 41. - Iss. 18. - P. 4233-4241.
8. Свергузова С.В., Степанова С.В., Шайхиев И.Г. Очистка модельных стоков, содержащих ионы тяжелых металлов, шелухой пшеницы//Вестник БГТУ имени В.Г. Шухова. - 2014. - № 6. - С. 183-186.
9. Шайхиев И.Г., Тхоа Н.К.Т., Шайхиева К.И. Использование компонентов деревьев рода Acacia для удаления поллютантов из природных и сточных вод//Вестник технологического университета. - 2017. - Т. 20. - № 11. - С. 153-155.
10. Sapronova Zh.A., Svergusova S.V., Fomina E.V. Nanocomposite carbon-bearing sorption material//Advances in Engineering Research. - 2017. - Vol. 133. - P. 728-733.
11. Rotar Olga, Rotar Viktor, Iskrizhitsky Alexander, Sharipov Zinnur, Pimenova Alexandra. Adsorption of hydrocarbons using natural adsorbents of plant origin//Procedia Chemistry. - 2015. - Vol. 15. - Р. 231-236.
12. Jamaliah Idris, Gaius Debi Eyu, Zamani Ahmad, Christian Sunday Chukwuekezie. Oil Spills and Sustainable Cleanup Approach//Australian Journal of Basic and Applied Sciences. - 2013. - No. 7 (14). - P. 272-280.
13. Hoang Anh Tuan, Le Van Vang, Al-Tawaha Abdel Rahman M. Said, Nguyen Duong Nam, Al-Tawaha Abdel Razzaq M. Said, Noor Muhamad Mat, Pham Van Viet. An absorption capacity investigation of new absorbent based on polyurethane foams and rice straw for oil spill cleanup//Petroleum Science and Technology. - 2018. - Vol. 36. - Iss. 5. - Р. 361-370.
14. Zamparas Miltiadis, Tzivras Dimitrios, Dracopoulos Vassilios, Ioannides Theophilos. Application of Sorbents for Oil Spill Cleanup Focusing on Natural-Based Modified Materials: A Review// Molecules. - 2020. - Vol. 25. - Iss. 19. - 4522 (22 р).
15. Aliyu U.M., El-Nafaty U.A., Muhammad I.M. Oil removal from crude oil polluted water using banana peel as sorbent in a packed column//Journal of Natural Sciences Research. - 2015. - Vol. 5. - Iss. 2. - Р. 157-162.
16. Алексеева А.А. Применение листового опада в качестве основы сорбционного материала при ликвидации аварийных разливов нефти с поверхности воды: дисс. канд. техн. наук: 03.02.08/А.А. Алексеева. - Казань, 2017. - 159 с.
17. Пугачева С.В. Адсорбенты на основе диатомита и бентонита Ростовской области для регенерации нефтяных масел: дисc. канд. техн. наук: 05.17.01/С.В. Пугачева. - Новочеркасск, 2002. - 125 с.
18. Пономарев В.В. Технология адсорбентов для очистки растительных масел на основе диатомита и бентонита Ростовской области: дисс. канд. техн. наук: 05.17.01/В.В. Пономарев. - Новочеркасск, 2011. - 146 с.
19. Харлямов Д.А. Очистка сточных и природных вод от ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов и нефти магнитными композиционными сорбционными материалами на основе отходов древесного волокна: дисс. канд. техн. наук: 03.02.08/Д.А. Харлямов. - Набережные Челны, 2018. - 143 с.
20. ПНД Ф 14.1:2:4.48-96. "Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации ионов меди в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с диэтилдитиокарбаматом свинца". - М., 1996. - 22 с.
21. Голубчиков М.А. Очистка сточных вод от нефтепродуктов модифицированными адсорбентами на основе карбонатного шлама: автореф. дисс. канд. техн. наук: 03.02.08/М.А. Голубчиков. - Казань, 2015. - 16 с.
22. Санатуллова З.Т. Удаление масел с водной поверхности плазмомодифицированными отходами валяльно-войлочного производства: автореф. дисс. канд. техн. наук: 03.02.08/З.Т. Санатуллова. - Казань, 2017. - 16 с.
23. Денисова Т.Р. Адсорбционная очистка водных объектов от нефти с использованием модифицированных отходов деревопереработки: дисс. канд. техн. наук.: 03.02.08/Т.Р. Денисова. - Казань, 2017. - 162 с.
24. Средства для ликвидации нефти в Москве. Терра экология. Инжиниринг [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://terra-ecology.ru.
25. Экосорб: научно-производственная фирма [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ecosorb.su.
26. Кащеева П.Б. Создание новых функциональных материалов для очистки водных сред от нефти и нефтепродуктов: автореф. дисс. канд. хим. наук: 03.02.08/П.Б. Кащеева. - Москва, 2015. - 24 с.
27. Еремин И.С. Разработка сорбирующего материала на основе растительного сырья: дисс. канд. техн. наук: 03.02.08/И.С. Еремин. - Москва, 2018. - 133 с.
28. Свергузова С.В., Сапронова Ж.А., Святченко А.В. О возможности применения листового опада каштанов для очистки водных систем от ионов меди//Инновационные пути решения актуальных проблем природопользования и защиты окружающей среды: сб. докл. Международная науч.-техн. конференция, Алушта, 4-8 июня, 2018 г. - Белгород, 2018. - Ч. II. - С. 212-216.
29. W. Sing K.S., Everett D.H., Haul R.A.W., Moscou L., Pierotti R.A., Rouquerol J., Siemieniewska T. Reporting physisorption data for gas/solid system//Pure and Applied Chemistry. - 1985. - Vol. 57. - No. 4. - Р. 603-619.
30. Сомин В.А. Экологически безопасное водопользование с применением технологических решений на основе новых сорбционных материалов (на примере Алтайского края): автореф. дисс. д-ра техн. наук: 25.00.27/В.А. Сомин. - Барнаул, 2015. - 40 с.
31. Foo K.Y., Hameed B.H. Insights into the modeling of adsorption isotherm systems//Chemical Engineering Journal. - 2010. - Vol. 156. - Iss. 1. - Р. 2-10.