Исследовательскую работу по очистке сточных вод опубликовал коллектив ученых из Малазийского университета Тун Хуссейн Онн. В данной научной работе представлена подробная информация о возможностях хитозановых керамических шариков для адсорбции ионов Pb2+, Zn2+ и Fe2+ из сточных вод прачечной с целью безопасной утилизации.
Сточные воды после стирки содержат тяжелые металлы, азот, фосфаты и другие элементы, которые могут оказывать токсическое воздействие на экосистему и снижать биоразлагаемость сточных вод. При этом содержание тяжелых металлов в сточных водах прачечной, как правило, низкое, однако использование моющих средств, смягчителей и других чистящих добавок способствует повышенной концентрации тяжелых металлов в поверхностных водах.
Для уменьшения загрязнения сточных вод перед их окончательной очисткой или повторным использованием применяются различные системы обработки, такие как фильтрация, адсорбция и обратный осмос. Адсорбция является эффективным и универсальным процессом, обладающим высокой способностью связывать металлы, и охватывающим широкий диапазон кислотности и щелочности. Хитозан, являющийся видом адсорбента, может быть использован в этом процессе.
Изготовление хитозановых керамических шариков проводили с использованием процессов деминерализации, депротеинизации и деацетилирования. Полный процесс изготовления абсорбирующего материала заключается в поэтапном выделении хитозана из панциря креветок через многократное промывание дистиллированной водой, взаимодействие с раствором щелочи, специализированную сушку с последующим смешением с порошком, изготовленными из отходов керамической сантехники.
В этом исследовании для оптимизации удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод после стирки применялась технология центрирования лицевого центра (FCCCD) в программном обеспечении Design Expert V11.0 компании RSM. Всего в процессе оптимизации было выполнено 20 экспериментальных запусков. Для каждого запуска фиксированный объем образца сточной воды из прачечной (100 мл) смешивали с различными дозами хитозан-керамики и перемешивали в течение разного времени в соответствии с рекомендациями программы, разработанной экспертами.
В ходе исследования было оценено влияние дозировки, pH, времени, температуры и начальной концентрации ионов Pb2+, Zn2+ и Fe2+ на эффективность процесса адсорбции. Для изучения поведения адсорбции ионов Pb2+, Zn2+ и Fe2+ на хитозановых керамических шариках данные были анализированы с использованием изотермических моделей Фрейндлиха и Темкина. Для понимания кинетического поведения адсорбции данных ионов были использованы модели псевдопервого и псевдовторого порядка и модель Эловича. Такой подход позволяет обнаружить механизмы адсорбции Pb2+, Zn2+ и Fe2+ на хитозановых керамических шариках.
Результаты исследования подтверждают применимость модели. Одним из главных достижений этого исследования является появление понимания оптимальных моделей кинетики и изотерм, которые могут описывать процесс адсорбции ионов Pb2+, Zn2+ и Fe2+ на хитозановых керамических шариках. Это позволяет более точно оценить поведение этих ионов и оптимизировать процесс их адсорбции для последующей безопасной утилизации.
Источник материала: https://www.cleanprice.ru/news5226-primenenie-hitozanovyh-keramicheskih-sharikov-dlya-udaleniya-tyajelyh-metallov-iz-stochnyh-vod-prachechnoy/
