Использование клиноптилолита узбекского месторождения кермине для удаления из природных и сточных вод аммонийного азота
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЛИНОПТИЛОЛИТА УЗБЕКСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КЕРМИНЕ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ИЗ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД АММОНИЙНОГО АЗОТАКаримова А.М., Балуева И.В., Гройсман Е.Б., Авдеева Э.И.Ташкентский НИИ ВОДГЕО, Ташкент, УзбекистанВведениеУдаление аммонийного азота, как из природных, так и сточных вод до сегодняшнего дня остается одной из серьезных проблем, отсутствие эффективного решения которой отрицательно сказывается на экологическом состоянии природных водных ресурсов.Основным поставщиком аммонийного азота в природные водоисточники являются неочищенные или недостаточно очищенные сточные воды, содержащие аммонийный азот в концентрациях, значительно превышающих предельно допустимые.По результатам мониторинга наблюдается возрастание концентрации азотсодержащих соединений. В природных водоисточниках содержание азота иногда превышает 10 – 15 ПДК.По существующим нормам, в воде, предназначенной для сброса в поверхностный водоем, концентрация ионов аммония не должна превышать 0,5 мг/л.Присутствие аммонийного азота в концентрациях, превышающих значения ПДК, способствует росту водорослей и, тем самым, зарастанию озер, прудов и рек (процесс эвтрофирования водоемов).Основным методом очистки сточных вод от соединений аммонийного азота является полная биологическая очистка. На действующих очистных сооружениях, применяемых в нашей республике, технологические схемы для биологической очистки сточных вод не обеспечивают эффективного удаления соединений азота до современных нормативных показателей по сбросу очищенных стоков в водоемы. Аммонийный азот удаляется из сточных вод на 20 – 40 %. Наряду с этим в последнее время наблюдается тенденция увеличения концентраций биогенных элементов, в том числе аммонийного азота, поступающих на очистные сооружения биологической очистки. Эффективная очистка в данном случае обеспечивается при концентрации аммонийного азота в поступающей воде не более 15 – 20 мг/л. Необходимость предварительной очистки сточных вод на локальных очистных сооружениях очевидна.Увеличить эффективность очистки сточных вод от аммонийного азота на действующих очистных сооружениях возможно и необходимо с помощью введения новых технологических решений, включающих методы глубокой доочистки сточных вод. В качестве наиболее приемлемого решения данной проблемы на территории республики является использование метода сорбционной очистки с применением природного цеолита – клиноптилолита.Целью исследований, результаты которых приведены в данной статье, является разработка технологии очистки природных и производственных сточных вод от аммонийного азота c использованием метода сорбционной очистки с применением природных цеолитов из месторождений, находящихся на территории Узбекистана.В настоящее время область применения цеолитов очень широка /1/. Благодаря своим уникальным адсорбционным, ионообменным и каталитическим свойствам природные цеолиты гораздо успешнее, чем кварцевый песок, работают в фильтрах очистных сооружений и станций водоподготовки.Природные цеолиты, в частности клиноптилолит, используют в качестве фильтрующего, ионообменного и сорбционного материала в фильтрах различной конструкции. Очистка сельскохозяйственных и промышленных стоков – одна из важнейших сфер применения цеолитов во всем мире./2/Использование природных цеолитов в качестве как фильтрующей, так и адсорбционной загрузки в теле фильтра взамен традиционно используемой биологической очистки позволит обеспечить снижение концентраций аммонийного азота до норм ПДК при сбросе в водоемы рыбохозяйственного значения. Существенным преимуществом использования цеолитов является возможность их регенерации или использования отработанного цеолита в качестве аммонийного удобрения.Методы и результаты исследованийВ качестве природного цеолита нами был исследован клиноптилолит месторождения Кермине, образцы которого были предоставлены Институтом химии АН РУз. Клиноптоилолит, как и все природные цеолиты, является минералом с переменным химическим составом, что, безусловно, оказывает влияние на его сорбционные свойства. Показано, что различные образцы даже одного и того же месторождения всегда несколько отличаются друг от друга.Природный минеральный сорбент цеолитовой структуры – клиноптилолит месторождения Кермине характеризуется общей формулой (Na2K2CaOAl2O310SiO2 . 8H2O) и химическим составом, представленным в Таблице 1. Для сравнения показана характеристика клиноптилолита других месторождений. Таблица 1 Сравнительные данные по химическому составу клиноптилолита различных месторожденийПлотность клиноптилолита – 2,11 г/см3; предельный адсорбционный объем по воде – 0,152 см3/г; эффективный радиус пор (размер входных окон) – 4Ао; удельная поверхность по азоту – 69,0 м2/г; обменная емкость – 1,83 мг-экв/л; суммарный объем пор (по бензолу) – 0,051 см3/г; удельная поверхность по воде – 425 м2/г.В работе были использованы образцы цеолита, прошедшие сита 1 мм и задержавшиеся на сите 0,63 мм. Для частиц фракции 0,63 – 1,00 мм эффективный радиус равен 0,273 мм. В рамках исследований были изучены химическая стойкость, механическая прочноть и сорбционные свойства клинопптилолита. Исследования проводились с использованием методик описанных в / 3,4 /.Была исследована стойкость клиноптилолита к различным средам в широком диапозоне pH.Результаты по выщелачиванию веществ из клиноптилолита в щелочной, кислой, нейтральной средах, представленные в Таблице 2, свидетельствуют о значительной стойкости сорбента, что открывает пути к его широкому использованию для очистки промышленных сточных вод.Таблица 2 Характеристика стойкости клиноптилолита к различным средамПрименение природных сорбентов цеолитовой структуры базируется на использовании их адсорбционных, молекулярно-ситовых и ионообменных свойств. Высокая адсорбционная активность цеолитов обусловлена особенностью строения их кристаллической структуры, молекулярно-ситовые свойства их характеризуются однородной структурой внутренних пор, размеры которых соизмеримы с размером молекул адсорбата.Все экспериментальные исследования по сорбционному извлечению проведены на клиноптилолите в Н+ форме, размер частиц фракции 0,63–1,00 мм при постоянном температурном режиме.Как показали поведенные...
Другие файлы:
Расчет очистной канализационной станции города
Характеристика и источники образования сточных вод. Обоснование технологической схемы их очистки. Способы удаления азота и фосфора. Использование соор...
Защита человека и окружающей природной среды от загрязнений атмосферного воздуха и промышленных сточных вод тяжелыми металлами на Джидинском вольфрамомолибденовом комбинате
Средства защиты (уменьшения) загрязнений. Динамика форм нахождения свинца, меди и цинка и их биодоступность в лежалых хвостах обогащения сульфидно-вол...
Элемент азот
Открытие, физические и химические свойства азота. Круговорот азота в природе. Промышленный и лабораторный способы получения чистого азота. Химические...
Физико-химический метод очистки сточных вод
Характеристика современной очистки сточных вод для удаления загрязнений, примесей и вредных веществ. Методы очистки сточных вод: механические, химичес...
Основы химии и микробиологии природных и сточных вод
Изложены теоретические основы химии и микробиологии воды, показана взаимосвязь этих наук, их место и роль в процессах самоочищения и подготовки природ...
