Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сорбционное извлечение анионного ПАВ дибутилнафталинсульфоната натрия из подземных и сточных вод

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Сорбционное извлечение анионного ПАВ дибутилнафталинсульфоната натрия из подземных и сточных вод"

На правах рукописи

КУРЕНКОВА ОЛЬГА ВАЛЕРЬЕВНА

СОРБЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ АНИОННОГО ПАВ ДИБУТИЛНАФТАЛИНСУЛЬФОНАТА НАТРИЯ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ

И СТОЧНЫХ ВОД

Специальность 03.02.08 - экология

2 7 янв

2011

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 2011

4843205

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования ' «Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель доктор химических наук, доцент

Славинская Галина Владимировна Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Лейкин Юрий Алексеевич Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева

доктор химических наук, профессор Валова Валентина Дмитриевна Российский университет кооперации

Ведущая организация: Воронежский государственный университет

Защита состоится « 04 » февраля 2011 г. в 10.00 на заседании диссертационного совета Д 212.204. 14 в РХТУ имени Д. И. Менделеева (125047 г. Москва, Миусская пл., д. 9) в конференц-зале.

С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-библиотечном центре РХТУ имени Д.И. Менделеева.

Автореферат диссертации разослан « 25 » декабря 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.204.14

Сметанников Ю.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Широкое применение в технике и быту поверхностно-активных веществ (ПАВ) привело к тому, что в настоящее время их считают самыми распространенными органическими поллютантами в водоемах. Необходимость предупреждения их попадания в природные источники обозначилась после того, как стали известны факты отрицательного влияния ПАВ на организм человека и водные экосистемы: они изменяют состав крови, снижают иммунитет, способствуют развитию атеросклероза, способны накапливаться в мозге, печени. ПАВ ускоряют всасывание в ткани рыб других токсичных веществ, усиливают запахи воды, ухудшают ее вкус.

Удаление анионных ПАВ (АПАВ) из воды сопряжено с большими трудностями: при биохимическом окислении они почти не разрушаются, активными углями поглощаются незначительно. В связи с этим стала актуальной разработка эффективной технологии извлечения АПАВ из сточных вод для предотвращения загрязнения ими природной среды. Известны немногочисленные попытки применения с этой целью синтетических анионитов, однако закономерности сорбции АПАВ изучены недостаточно, не обоснованы условия их применения, кроме того, исследователями выявлена необходимость использования токсичных органических растворителей (метанола, ацетона и др.) для регенерации, что является большим недостатком технологии.

Работа выполнена в соответствии с Координационным планом Научного совета РАН по адсорбции и хроматографии на 2006-2009 гг. по теме: «Изучение механизма межмолекулярных взаимодействий и закономерностей удерживания» (шифр темы 2.15.6.2.Х.65).

Цель работы - разработка сорбционного способа извлечения из воды анионных ПАВ синтетическими анионитами, определение режима их регенерации, исключающего применение токсичных органических растворителей.

з

Работа выполнена на примере дибутшнафталинсульфоната натрия (некаля) В работе было необходимо решить следующие задачи:

• исследовать закономерности кинетики сорбции некаля анионитами в зависимости от природы матрицы и вида противоиона, гранулометрического состава сорбента, температуры раствора; выявить лимитирующую стадию массопереноса;

• исследовать зависимость сорбционной емкости анионитов от типа матрицы и функциональных групп, степени сшитости сорбента; температуры, рН и ионной силы раствора; определить механизм взаимодействия анионита с АПАВ;

• установить зависимость сорбционной емкости анионитов в динамическом режиме от концентрационно-гидродинамических условий;

• выявить реагент, способный десорбировать некаль и определить условия его применения;

• провести ресурсные испытания разработанного способа удаления некаля из воды; определить расход реагентов и воды на очистку 1 м3 воды;

• разработать принципиальную технологическую схему сорбционной очистки воды от ПАВ при минимальных затратах реагентов.

Научная новизна

1. Изучены кинетические и равновесные закономерности адсорбции некаля анионитами, установлены термодинамические функции процесса.

2. Выявлен тип анионита, который селективен к некалю и способен его десорбировать без использования токсичных органических растворителей.

3. Обоснованы оптимальные условия сорбционного удаления АПАВ из воды.

4. Предложена принципиальная технологическая схема для его реализации.

Практическая значимость работы. Предложен способ очистки воды от анионных ПАВ с помощью анионитов, которые сочетают высокую сорбционную емкость со способностью к регенерации растворами щелочи без применения высокотоксичных органических растворителей. Показана

возможность утилизации щелочного регенерата и АПАВ. Способ может быть рекомендован для очистки воды с целью предотвращения попадания АПАВ в природные водоисточники.

Положения, выносимые на защиту

1. Результаты исследования кинетических закономерностей адсорбции некаля анионитами.

2. Выявленные зависимости сорбционной емкости анионитов по некалю от типа матрицы и природы противоиона, а также от внешних параметров процесса в статических и динамических условиях.

3. Механизм кинетики и механизм сорбции АПАВ анионитами.

4.Способ сорбционной очистки водных растворов от некаля и принципиальная технологическая схема его реализации без применения токсичных растворителей для регенерации сорбента и сброса агрессивных сточных вод.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на XI, XII международной конференции «Физико-химические основы ионообменных процессов», Воронеж, 2007, 2010; XV, XVI международной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов» 2008, 2009, Москва; XIII международной экологической конференции «Экология России» 2008, Новосибирск; XIV Всероссийском симпозиуме «Актуальные проблемы теории адсорбции», 2010, Москва; научной сессии коллоидной химии и физико-химической механики Научного совета по физической химии РАН «ПАВ в технологических процессах», 2010, Москва.

Публикации. Основное содержание работы изложено в 18 публикациях, 7 из которых входят в рекомендуемый перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 173 источника, изложена на 185 страницах, содержит 43 рисунка и 20 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обобщены данные, свидетельствующие об актуальности темы и ее практической значимости; сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и положения, выносимые на защиту.

Глава I. Обзор литературы. Включает обзор и анализ литературных данных, отражающих негативное влияние ПАВ на гидросферу, гидробионты, живые организмы. Описаны регенерационные и деструктивные методы очистки воды от ПАВ, в том числе сорбционные с помощью активных углей (АУ). Отмечена их низкая эффективность.

Глава И. Объекты и методы исследования. Объект исследования -дибутилнафталинсульфонат натрия (некаль) - С^НиБОзЫа.

После очистки препарата перекристаллизацией установили в нем отсутствие других органических веществ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии; отсутствие СГ- и БО^- ионов -

Контроль содержания некаля в растворах осуществляли методами спектрофотометрии (СФ-46) и потенциометрии с ионоселективными электродами. Для определения критической концентрации мицеллообразования (ККМ) использовали прибор Ребиндера. ИК-спектры получены на ИК-спектрометре 1п£га1аш КГ-02. Выделение щелочи из регенерата проводили в трехкамерной электродиализной ячейке с катионитовыми мембранами МК-40.

Сорбенты: аниониты полимеризационные на основе сополимера стирола и дивинилбензола (1-6); поликонденсационные на основе эпихлоргидрина и полиаминов (7-8), меламина и формальдегида, полиэтиленполиаминов (9) и др. Тип функциональных групп заимствован в литературе. Другие их характеристики определены нами и представлены в табл. 1.

методом кондуктометрического титрования, количество ионов Иа+ - мегодом фотометрии пламени.

Таблица 1

Физико-химические свойства анионитов

Марка анионита Влагоемкость, Обменная емкость Тип функцио-

В±0,02 г Н20/г (±0,03) ммоль-экв/г нальных групп

ОН" СГ по сильным ПОЕ

форма форма группам

1. АВ-17-2П 3,00 2,85 2,63 3,17 -N+(CH,)3

2. АВ-29-12П 1,21 1,10 2,20 2,70 -N+(CH3)2C2H40H

3. Puroüte А400 1,14 0,85 2,25 2,72 -N+(CH3)3

4. АРА-2пТ 13,66 - 2,20 2,72 -N+(CH,)3

5. Wofatit AD-41 1,40 1,59 0,58 8,14 =N+

6. Purolitc А100 0,42 1,21 0,34 4,83 =NH, -NH2

7. ЭДЭ-10П 1,14 0,83 1,07 10,50 =N11, -N+(CH3)3

8. АН-31 1,21 1,45 0,28 10,00 =NH, =N*

9. АН-2Ф 0,70 0,95 0,18 4,63 =NH, =N+

Из полученных данных следует, что исследованные образцы анионитов

не являются монофункциональными: в высокоосновных (1-4) присутствует до -20 % низкоосновных, в низкоосновных (5-9) - до 7 % высокоосновных групп.

Глава III. Исследование кинетических свойств анионитов проводили методом ряда навесок в ограниченном объеме для выявления условий, при которых достигается максимальная скорость сорбции: чем она выше, тем меньшим может быть время нахождения очищаемой воды в адсорбере и меньшим объем сорбента. По экспериментальным данным получены значения константы скорости адсорбции в координатах «1пС( - т» (по уравнению для реакций первого порядка). Установлено, что некаль высокоосновные аниониты поглощают интенсивнее в ОН", а низкоосновные - в СГ форме. Уменьшение размера зерна приводит к увеличению скорости адсорбции некаля, причем гранулированный анионит (АВ-17-2П) менее чувствителен к изменению размера частиц, чем ЭДЭ-10П с частицами неправильной формы.

К регулируемым внешним параметрам относится температура. Отмечена однозначная реакция во всех адсорбционных системах: повышение температуры приводит к росту адсорбции, что показано на рис. 1 -2.

3 2,5 2 1,5 1

0,5 0

Т,К

Рис. 1. Кинетические кривые адсорбции Рис. 1. Зависимость константы скорости некаля анионитом РигоШе А100 в СП сорбции некаля анионитом РигоШеАЮО форме при 308 (1), 294 (2) и 283 (3) К в СГ (1) и ОН" (2) - форме от

температуры

При определении лимитирующей стадии процесса установлен смешанный механизм кинетики: скорость сорбции возрастает при повышении интенсивности перемешивания раствора, что показывает наличие определенного вклада внешней диффузии. В опытах с прерыванием эксперимента в динамических условиях при их возобновлении после паузы остаточная концентрация некаля в растворе резко уменьшается, то есть скорость адсорбции возрастает (рис. 3), что свидетельствует о наличии внутридиффузионного вклада в механизм кинетики.

Рис. 3. Изменение концентрации некаля в растворе после двукратного прерывания эксперимента

О 500 1000 1500

Объем фильтрата/объем ионита

По уравнению F = —-/оТ/л- для Б<0,05 рассчитаны коэффициенты Рг

внутренней диффузии некаля, которые вписываются в интервал 10"9...Ю"10 см^с"1, характерный для больших органических молекул. Значения энергии активации диффузии некаля (Еает), рассчитанные по уравнению Аррениуса, и

величины констант скорости сорбции некаля анионитами в разных условиях даны в табл. 2.

Таблица 2

Энергия активации и константы скорости сорбции некаля анионитами

Марка ионита Ионная форма ^сред, мм в ^акт, кДж/моль ыо-5±о,2с'

Температура, К

283 294 308

АВ-17-2П ОН" 0,63 32,3 0,4 0,8 1,2

\Vofatit АО-41 сг 0,49 15,0 6,1 7,2 10,1

ЭДЭ-10П ОНГ 0,19 59,5 - 3,3 5,8

РигоШе А100 сг 0,19 20,0 1,2 1.9 зд

АН-31 ОН" 0,69 46,6 - 1,2 2,8

Из данных табл. 2 следует, что большему значению константы скорости соответствует меньшая величина энергии активации диффузии некаля в ионите. По этим данным лучшими являются аниониты \Vofatit АБ-41 и РигоШе А100.

Глава IV. Исследование равновесия адсорбции некаля анионитами

имело целью определение максимальной сорбционной емкости анионитов в отношении некаля и выявление условий, при которых она реализуется. Ее оценивали по изотермам адсорбции. Оказалось, что для анионитов на одинаковой полимерной матрице прослеживается корреляция сорбционной емкости с полной обменной емкостью - количеством функциональных групп в ионите (табл. 1): чем больше ПОЕ, тем больше поглощается некаля:

\Vofatit АБ-41 > РигоШе А100 >АВ-17-2П >АВ-29-12П.

Изотермы адсорбции некаля двумя первыми анионитами (рис. 4) аппроксимируются уравнением Ленгмюра: а = ахКрср/(1 + Крср), где а^-максимальная адсорбция, Кр - константа адсорбционного равновесия. По изотермам адсорбции некаля этими анионитами, полученным при разной температуре, рассчитаны термодинамические функции: изменение энергии

г, ^

Гибоса &Ср =-КТ1пКр, энтропии = -—^—- и энтальпии

ДН ={ИТ2Т, 1п—1/(7; - Г,), которые представлены в табл. 3.

I. !

Рис. 4. Изотермы адсорбции некаля анионитами на стирольной матрице: 1- \Vofatit АО-41; 2 ~ РигоШе А100

Таблица 3

Термодинамические функции адсорбции некаля анионитами

Характеристики сорбции WofatitAD-41 РигоШе А100

296 К 308 К 296 К 308 К

а„,±0,08, ммоль/г 1,38 1,57 0,72 1,06

К„ ±500, К 6300 16500 6700 7700

ДН, кДж/моль +60,8 +8,7

Дй, кДж/моль -21,5 -24,8 -21,6 -22,9

ДБ, Дж/моль-К +276 +287 +102 +106

Большое значение величины энтальпии можно трактовать как следствие образования прочной связи между анионами АПАВ (С^НиЗОз-) и функциональными группами анионита при ионном обмене. Его возможность доказывает факт увеличения щелочности раствора, если анионит в форме основания: С18Н23503-На + Я-ОН <-» С,8Н23503-К + N3011 и появление в фильтрате хлорид-ионов, если анионит в солевой форме: С18Н23803-Ка + 11-С1 <-» С^НгзБОз-И + ЫаС1.

Изотермы адсорбции некаля другими анионитами имеют сложную форму. Возможно, на анионите РигоШе А400 происходит полимолекулярная адсорбция (рис. 5а). Понижающаяся ветвь изотерм на других анионитах начинается при достижении в растворе некаля величины ККМ] (рис. 56).

Ср, ммоль/л

0.2 0.4 0,6 0,В е., м моль/л

0,2

0,4 0,6 Ср, ММОЛЬЛ!

0,8

Рис. 5. Изотермы адсорбции некаля анионитами: (а) - РигоШе А400; (б)- 1-ЭДЭ-10П, 2- АН-31 Влияние рН и ионной силы раствора на адсорбцию некаля анионитом

показано на рис. 6. Видно, что высокая сорбционная емкость сохраняется в

широком интервале рН (3-9) и концентрации соли, что позволит очищать воду

при ее разном солесодержании как в кислой, так и в слабощелочной средах.

200

' 150

100

6 8 рН

10 12 14

0,02 0,04

Ста. моль/л

Рис. 6. Зависимость адсорбции некаля анионитом \Vofatit АБ-41 от рН раствора и концентрации ИаС1 Одной из задач данного исследования было определение доли

физической адсорбции и ионного обмена при поглощении некаля анионитами.

Установлено, что ионообменная сорбция некаля может реализоваться на

ионизированных функциональных группах анионитов до полного исчерпания

обменной емкости, после чего начинается необменное поглощение (рис. 7).

Рис. 7. Изотермы адсорбции некаля анионитом АРА-2пТ в С1" форме:

1 - суммарная адсорбция;

2 - адсорбция за счет ионного обмена;

3 - необменное поглощение

1 1.6 Со, ммоль/л

Согласно полученным кинетическим, равновесным и термодинамическим характеристикам из испытанных сорбентов лучшим является анионит Wofatit АО-41, поэтому его использовали в исследованиях в динамических условиях.

Глава V. Адсорбция и десорбция некаля в динамических условиях исследована с целью проверки в динамическом режиме выявленных закономерностей поглощения некаля. Установлено значительное увеличение адсорбции при снижении скорости фильтрации с 12 до 6 м/ч, что подтверждает внутридиффузионный механизм кинетики. Выходные кривые адсорбции некаля при разной высоте слоя получены при скорости потока 12 м/ч (рис. 8).

Зависимость объема очищенной воды от высоты слоя анионита представлена на рис. 9. Установлено, что высота слоя анионита, участвующего в сорбционном процессе

(ширина фронта сорбции) равна примерно 7,5 см.

Рис. 9. Зависимость объема очищенного раствора от высоты слоя анионита \Vofatit АО-41:

Ьм-длина неиспользованного слоя;

Ьо - длина работающего слоя

Высота слоя анионита в фильтре должна быть в 15-20 раз больше этой величины, то есть в данной системе ~ 120-150 см.

20см

1600

Рис. 8. Зависимость выходной кривой адсорбции некаля от высоты слоя анионита \Vofatit АО-41

1000 800

; 800 £

" те да о

V

5 ! Ьм *

10

/

/

Для практических целей выбирают сорбенты, которые можно многократно регенерировать. Десорбцию некаля проводили растворами, которые применяют для извлечения из ионитов органических веществ: 0,1-1,0 моль/л КаОН; 2 % №ОН в 10 % №С1; МН4ОН, (МН4)2С03, №>4Р207, №2С03. Лучший результат получен действием раствора 0,25 моль/л ЫаОН (рис. 10).

. 60 * so

У 10

X

" 30

0 0,1 0,2 0,3 0 4 0,5 0,6

сГ«ОН. МОЛЬ/Л

Рис. 10. Зависимость эффективности десорбции некаля от концентрации раствора N8011

V, об/об

Рис. 11. Выходные кривые адсорбции некаля анионитом \Vofatit АО-41 в 3, 5, 10 и 15 циклах

При соблюдении выявленных закономерностей адсорбции некаля проведены ресурсные испытания анионита \Vofatit АЭ-41 при скорости потока 12 м/ч и высоте слоя 10 см. В течение 15 циклов сорбции-десорбции получен устойчивый результат работы фильтра (рис. 11): эффективность очистки 300 объемов раствора некаля одним объемом загрузки составила 7592 %. При снижении скорости потока до 6 м/ч эффективность очистки возрастает до 95-98 %. По полученным экспериментальным данным рассчитан примерный расход реагентов и воды на очистку 1 м3 воды (табл. 7).

Таблица 7

Расход реагентов и воды для сорбционной очистки 1 м3 воды от АПАВ (скорость потока 12 м/ч, концентрация некаля 80-95 мг/л)

Реагент Первая регенерация Последующие регенерации

NaOH, г 83 40

HCl, г 120 37

Вода очищенная, л 0 34

Вода свежая, л 34 0

Разработана принципиальная технологическая схема очистки воды от анионного ПАВ сорбционным способом (рис. 12).

Вода пропускается через слой анионита в адсорбере. Часть фильтрата сбрасывается в канализацию, часть - собирается в бак 6, откуда направляется на приготовление растворов кислоты (баки 2 и 3) и щелочи (бак 4). Из бака 4 раствор щелочи подается в адсорбер. Вытекающий отработанный щелочной раствор и промывные воды направляются в электродиализатор (5), где происходит накопление щелочи в катодной камере. Этот раствор перекачивается в бак щелочного раствора (4) и после доукрепления щелочью до концентрации 0,25 моль/л используется в следующей регенерации. Раствор кислоты из баков 2 (или 3) подается в адсорбер, затем собирается в баки 3 (или 2) и после доукрепления концентрированной кислотой до содержания 0,5 моль/л используется вторично.

В результате обработки щелочного регенерата в электродиализной установке утилизируется весь избыток щелочи, а 95 % извлеченного из воды АПАВ может быть использовано в технологии получения ячеистого бетона в качестве порообразователя.

При этом часть очищенной воды используется на собственные нужды установки, что исключает потребность в свежей воде.

Выводы

1. На примере дибутилнафталинсульфоната натрия (некаля) в статических и динамических условиях изучены закономерности адсорбции анионных ПАВ:

показан смешанный механизм кинетики с преобладанием внутридиффузионного этапа массопереноса;

- установлен ионообменный механизм сорбции на ионизированных функциональных группах анионитов;

- показано, что константа скорости сорбционного процесса (к) и величина поглощения некаля (а.л) максимальны для низкоосновных анионитов в солевой, высокоосновных - в гидроксидной форме; эти параметры возрастают при увеличении степени дисперсности анионитов, повышении температуры раствора, при выдерживании интервала рН 2...9;

- изучено влияние скорости фильтрации, концентрации некаля в воде и высоты слоя загрузки на удельную динамическую сорбционную емкость.

2. Выявлен тип анионита, который не только селективен к некалю, но и способен его десорбировать растворами минерального вещества без применения токсичных органических растворителей: низкоосновный анионит на стирольной матрице, содержащий третичные аминогруппы.

3. Рассчитаны равновесные константы сорбции и термодинамические функции процесса. Показано, что при поглощении некаля определяющим является энтальпийный, то есть энергетический фактор, что подтверждает ионообменное взаимодействие в системе некаль - анионит, хотя возможна и необменная сорбция.

4. Установлена корреляция адсорбционной емкости по некалю с количеством функциональных групп анионитов.

5. На примере некаля теоретически обоснован способ сорбционного извлечения из воды анионных ПАВ синтетическими анионитами. С целью проверки эффективности предложенного способа в динамических условиях

проведены ресурсные испытания в течение 15 циклов сорбции-десорбции, которые показали устойчивый результат: эффективность очистки от 75 до 92 %.

6. На основании полученных данных разработана принципиальная технологическая схема очистки воды от анионных ПАВ, в которой реагенты (щелочь и кислота) используются повторно; отсутствует расход воды на собственные нужды установки, так как все операции по регенерации фильтра проводятся с использованием очищенной от АПАВ воды; исключен сброс щелочных и кислотных растворов в канализацию.

Выявлен оптимальный режим регенерации: 0,25 моль/л раствор №ОН, скорость потока 1 м/ч; расход для очистки 1 м3 воды 40 г ШОН и 37 г НС1.

7. Показана возможность электродиализного извлечения щелочи из регенерата и возврата ее в технологический цикл. Некаль можно использовать в технологии получения ячеистого бетона в качестве порообразователя.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Славинская Г.В., Ковалева О.В., Бычковская Г.И. Использование активных углей для сорбции ПАВ природного происхождения // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2008. - Т. 8, вып. 4. - С. 626-635.

2. Славинская Г.В., Ковалева О.В., Бычковская Г.И. Озонирование как способ интенсификации сорбции органических веществ гумусовой природы ионитами // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2008. - Т. 8, вып. 2.-С. 346-349.

3. Ковалева О.В. Изучение возможности применения анионитов для очистки воды от поверхностно-активных веществ // Сорбенты как фактор жизни и здоровья: материалы III междунар. науч. конф., 22-24 сентября, 2008 г. - Белгород: Изд-во БелГУ, 2008. - С. 103-106.

4. Ковалева О.В., Славинская Г.В. Аниониты для удаления поверхностно-активных веществ из природных вод // «Физико-химические процессы в конденсированных средах и на межфазных границах (ФАГРАН-2008)»:

материалы IV Всеросс. конф. Т. 2, 6-9 октября 2008. - Воронеж: Научная книга, 2008. - С. 766-769.

5. Ковалева О.В. Взаимодействие поверхностно-активных веществ, с анионитами // «Экология России и сопредельных территорий»: материалы XIII междунар. экологической студ. конф. / Новосибирский гос. ун-т. -Новосибирск, 2008. - С. 109-110.

6. Ковалева О.В. Определение коэффициентов диффузии пекаля в анионитах: материалы XV Междупар. конф. студ., аспирантов «Ломоносов-2009». - М., 2009. (CD-ROM). - С. 23.

7. Славинская Г.В., Ковалева О.В. Влияние поверхностно-активных веществ естественного и искусственного происхождения на качество питьевой воды // Безопасность жизнедеятельности. - 2009. - № 12. - С. 21-25.

8. Славинская Г.В., Ковалева О.В. Исследование закономерностей кинетики сорбции дибутилнафталинсульфоната натрия полиэлектролитами // Сорбционные и хроматографические процессы.~2009- Т. 9, вып. 4. - С. 521528

9. Ковалева О.В., Славинская Г.В. Применение ионоселективного электрода для определения концентрации АПАВ // Аналитика России: материалы III Всеросс. конф. с международным участием, 27 сентября-2 октября 2009 года. - Краснодар, 2009. - С. 290.

10. Ковалева О.В., Славинская Г.В. Перспективные сорбенты для очистки воды от анионных ПАВ // «Инновации. Интеллект. Культура»: материалы XVI Всеросс. науч.- практич. конф. молодых ученых и студ., 20 ноября 2009. -Тобольск, 2009. - С. 47-49.

11. Куренкова О.В., Славинская Г.В. Исследование механизма кинетики сорбции дибутилнафталинсульфоната натрия полиэлектролитами // Сорбционные и хроматографические процессы.-2009.-Т.9, вып. 6. - С. 844-852.

12. Куренкова О.В., Славянская Г.В. Очистка питьевой воды от ПАВ // «Чистая вода - 2009»: труды Междунар. науч.- практич. конф., 20-21 октября 2009 г, - Кемерово, 2009. - С. 243-246.

13. Куренкова О.В. Динамика сорбции анионного ПАВ низкоосновным анионитом // «Экология России и сопредельных территорий»: материалы XIV международной эколог, студ. конф., 30 октября-1 ноября 2009. - Новосибирск: Новосибирский гос. университет. - С. 131-132.

14. Куренкова О.В., Славинская Г.В. Экологические последствия загрязнения природных вод поверхностно-активными веществами: материалы II Междунар. симпозиума по сорбции и экстракции / под ред. чл.-корр. РАН В.А. Авраменко. - Владивосток: Дальнаука, 2009. - С. 58-60.

15. Славинская Г.В., Ковалева О.В. Возможность сокращения расхода реагентов при очистке природных вод от органических веществ // Экология и промышленность России. - 2010. - № 1. - С. 26-29.

16. Славинская Г.В., Куренкова О.В. Оценка кинетических свойств сорбентов при твердофазном концентрировании анионного ПАВ // «Актуальные проблемы теории адсорбции, пористости и адсорбционной селективности»: материалы XIV Всероссийского симпозиума с участием иностр. ученых, 26-30 апреля 2010 г. - Москва-Клязьма. - С. 216.

17. Славинская Г.В., Куренкова О.В. Определение порядка реакции адсорбции некаля анионитами // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2010. - Т. 10, вып. 4. - С. 602-605.

18. Славинская Г.В., Куренкова О.В. Выявление механизма сорбции некаля анионитами в разной ионной форме // Сорбционные и хроматографические процессы. - 2010. - Т. 10, вып. 5. - С. 695-703.

Работы 1, 2, 7, 8, 11, 17, 18 опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации содержания диссертаций.

КУРЕНКОВА ОЛЬГА ВАЛЕРЬЕВНА

СОРБЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ АНИОННОГО ПАВ ДИБУТИЛНАФТАЛИНСУЛЬФОНАТА НАТРИЯ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД

Автореферат

Подписано в печать 20.12.2010 г. Формат 60 х 84 1/16. Бумага писчая. Усл. печ. л. 1,0. Усл.-изд. л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ № 669. Отпечатано: издательство учебной литературы и учебно-методических пособий отдела оперативной полиграфии Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006 г. Воронеж, ул. 20-легия Октября, 84

Содержание диссертации, кандидата химических наук, Куренкова, Ольга Валерьевна

Основные обозначения и используемые сокращения

Введение

Глава 1 Обзор литературы

1.1. Влияние поверхностно-активных веществ на состояние 11 окружающей среды

1.1.1. Действие ПАВ на гидросферу

1.1.2. Влияние ПАВ на гидробионты

1.1.3. Влияние ПАВ на живые организмы

1.1.4. Состояние источников питьевого водоснабжения

1.2. Методы очистки воды от поверхностно-активных веществ

1.2.1. Регенерационные методы

1.2.2. Деструктивные методы

1.2.3. Физические методы очистки 34 Заключение по главе

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1. Исследование свойств некаля

2.1.1. Определение размера молекулы

2.1.2. Определение присутствия неорганических веществ

2.1.3. Определение содержания органических веществ в препарате 41 некаля

2.1.4. Исследование оптических свойств некаля

2.1.5. Определение ККМ некаля

2.1.6. Выбор методики определения концентрации некаля

2.2. Характеристика сорбентов

2.2.1. Определение обменной емкости анионитов

2.2.2. Определение влагосодержания анионитов 59 Заключение по главе

Глава 3. Исследование кинетических свойств анионитов

3.1. Исследование механизма кинетики сорбции некаля 61 полиэлектролитами

3.1.1. Теоретические положения кинетики сорбции

3.1.2. Определение механизма кинетики сорбции в статических 65 условиях

3.1.3. Метод прерывания эксперимента в статических условиях

3.1.4. Метод прерывания эксперимента в динамических условиях

3.1.5. Определение порядка реакции сорбции некаля анионитами

3.2. Исследование закономерностей кинетики сорбции некаля 76 анионитами

3.2.1. Подготовка ионитов к работе

3.2.2. Определение физико-химических характеристик анионитов

3.2.3. Выбор метода изучения кинетики сорбции

3.2.4. Выбор условий проведения эксперимента

3.2.5. Исследование влияния гранулометрического состава ионита 84 на кинетику сорбции некаля

3.2.6. Исследование влияния вида противоиона на кинетику сорбции 88 некаля

3.2.7. Исследование влияния температуры на кинетику сорбции некаля

3.2.8. Кинетика сорбции некаля активными углями

3.2.9. Расчет коэффициентов внутренней диффузии

3.2.10. Расчет энергии активации 104 Заключение по главе

Глава 4. Исследование равновесия сорбции некаля анионитами 107 4.1. Выявление механизма сорбции некаля анионитами

4.1.1. Характеристика анионитов

4.1.2. Теоретические положения

4.1.3. Подготовка сорбента и сорбтива

4.1.4. Исследование сорбции некаля анионитами разной основности в ОН-форме

4.1.5. Исследование сорбции некаля анионитами разной основности 114 в С1-форме

4.2. Влияние степени сшитости анионита на сорбцию некаля

4.3. Влияние типа матрицы анионита на адсорбцию некаля

4.4. Влияние температуры на адсорбцию некаля анионитами

4.5. Расчет равновесных показателей адсорбции

4.6. Расчет термодинамических функций адсорбции некаля

4.7. Оценка селективности анионитов в отношении некаля

4.8. Влияние рН раствора на величину адсорбции некаля анионитами

4.9. Влияние ионной силы раствора 138 Заключение по главе 4 -

Глава 5. Сорбция и десорбция некаля анионитами в динамических 140 условиях

5.1. Сорбция некаля анионитами в динамических условиях

5.2. Определение времени защитного действия анионита

5.3. Зависимость сорбции некаля от скорости потока

5.4. Зависимость адсорбции от концентрации некаля

5.5. Зависимость эффективности адсорбции некаля от числа 150 фильтроциклов

5.6. Десорбция некаля в динамических условиях

5.7. Разработка принципиальной технологической схемы очистки 160 воды от анионного ПАВ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Сорбционное извлечение анионного ПАВ дибутилнафталинсульфоната натрия из подземных и сточных вод"

Актуальность работы. Широкое применение в технике и быту поверхностно-активных веществ (ПАВ) привело к тому, что в настоящее время их считают самыми распространенными органическими поллютантами в водоемах. Необходимость предупреждения их попадания в природные источники обозначилась после того, как стали известны факты отрицательного влияния ПАВ на организм человека и водные экосистемы: они изменяют состав крови, снижают иммунитет, способствуют развитию атеросклероза, способны накапливаться в мозге, печени. ПАВ ускоряют всасывание в ткани рыб других токсичных веществ, усиливают запахи воды, ухудшают ее вкус.

Удаление анионных ПАВ (АПАВ) из воды сопряжено с большими трудностями: при биохимическом окислении они почти не разрушаются, активными углями поглощаются незначительно. В связи с этим стала актуальной разработка эффективной технологии извлечения АПАВ из сточных вод для предотвращения загрязнения ими природной среды. Известны немногочисленные попытки применения с этой целью синтетических анионитов, однако закономерности сорбции АПАВ изучены недостаточно, не обоснованы условия их применения, кроме того, исследователями выявлена необходимость использования токсичных органических растворителей (метанола, ацетона и др.) для регенерации, что является большим недостатком технологии.

Работа выполнена в соответствии с Координационным планом Научного совета РАН по адсорбции и хроматографии на 2006-2009 гг. по теме: «Изучение механизма межмолекулярных взаимодействий и закономерностей удерживания» (шифр темы 2.15.6.2.Х.65).

Цель работы - разработка сорбционного способа извлечения из воды анионных ПАВ синтетическими анионитами, определение режима их регенерации, исключающего применение токсичных органических растворителей.

Работа выполнена на примере дибутгтнафталинсульфоната натрия (некаля). В работе было необходимо решить следующие задачи:

• исследовать закономерности кинетики сорбции некаля анионитами в зависимости от природы матрицы и вида противоиона, гранулометрического состава сорбента, температуры раствора; выявить лимитирующую стадию массопереноса;

• исследовать зависимость сорбционной емкости анионитов от типа матрицы и функциональных групп, степени сшитости сорбента; температуры, рН и ионной силы раствора; определить механизм взаимодействия анионита с АПАВ;

• установить зависимость сорбционной емкости анионитов в динамическом режиме от концентрационно-гидродинамических условиий;

• выявить реагент, способный десорбировать некаль и определить условия его применения;

• провести ресурсные испытания разработанного способа удаления некаля из воды; определить расход реагентов и воды на очистку 1 м3 воды;

• разработать принципиальную технологическую, схему сорбционной очистки воды от ПАВ при минимальных затратах реагентов.

Научная новизна

1. Изучены кинетические и равновесные закономерности адсорбции некаля анионитами, установлены термодинамические функции процесса.

2. Выявлен тип анионита, который селективен к некалю и способен его десорбировать без использования токсичных органических растворителей.

3. Обоснованы оптимальные условия сорбционного удаления АПАВ из воды.

4. Предложена принципиальная технологическая схема для его реализации.

Практическая значимость работы. Предложен способ очистки воды от анионных ПАВ с помощью анионитов, которые сочетают высокую сорбционную емкость со способностью к регенерации растворами щелочи без применения высокотоксичных органических растворителей. Показана возможность утилизации щелочного регенерата и АПАВ. Способ может быть рекомендован для очистки воды с целью предотвращения попадания АПАВ в природные водоисточники.

Положения, выносимые на защиту

1. Результаты исследования кинетических закономерностей адсорбции некаля анионитами.

2. Выявленные зависимости сорбционной емкости анионитов по некалю от типа матрицы и природы противоиона, а также от внешних параметров процесса в статических и динамических условиях.

3. Механизм кинетики и механизм сорбции АПАВ анионитами.

4.Способ сорбционной очистки водных растворов от некаля и принципиальная технологическая схема его реализации без применения токсичных растворителей для регенерации сорбента и сброса агрессивных сточных вод.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на: XI, XII международной конференции «Физико-химические основы ионообменных процессов», Воронеж, 2007, 2010; XV, XVI международной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов» 2008, 2009, Москва; XIII международной экологической конференции «Экология России» 2008, Новосибирск; XIV Всероссийском симпозиуме «Актуальные проблемы теории адсорбции», 2010, Москва; научной сессии коллоидной химии и физико-химической механики Научного совета по физической химии РАН «ПАВ в технологических процессах», 2010, Москва.

Публикации. Основное содержание работы изложено в 18 публикациях, из них 7, входящих в рекомендуемый перечень ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 173 источника, изложена на 185 страницах, содержит 79 рисунков и 20 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Куренкова, Ольга Валерьевна

Выводы

1. На примере дибутилнафталинсульфоната натрия (некаля) в статических и динамических условиях изучены закономерности адсорбции анионных ПАВ: показан смешанный механизм кинетики с преобладанием внутридиффузионного этапа массопереноса;

- установлен ионообменный механизм сорбции на ионизированных функциональных группах анионитов;

- показано, что константа скорости сорбционного процесса (к) и величина поглощения некаля (аоо) максимальны для низкоосновных анионитов в солевой, высокоосновных - в гидроксидной форме; эти параметры возрастают при увеличении степени дисперсности анионитов, повышении температуры раствора, при выдерживании интервала рН 2.9;

- изучено влияние скорости фильтрации, концентрации некаля в воде и высоты слоя загрузки на удельную динамическую сорбционную емкость.

2. Выявлен тип анионита, который не только селективен к некалю, но и способен его десорбировать растворами минерального вещества без применения токсичных органических растворителей: низкоосновный анионит на стирольной матрице, содержащий третичные аминогруппы.

3. Рассчитаны равновесные константы сорбции и термодинамические функции процесса. Показано, что при поглощении некаля определяющим является энтальпийный, то есть энергетический фактор, что подтверждает ионообменное взаимодействие в системе некаль — анионит, хотя возможна и необменная сорбция.

4. Установлена корреляция адсорбционной емкости по некалю с количеством функциональных групп анионитов.

5. На примере некаля теоретически обоснован способ сорбционного извлечения из воды анионных ПАВ синтетическими анионитами. С целью проверки эффективности предложенного способа в динамических условиях проведены ресурсные испытания в течение 15 циклов сорбции-десорбции, которые показали устойчивый результат: эффективность очистки от 75 до 92 %.

6. На основании полученных данных разработана принципиальная технологическая схема очистки воды от анионных ПАВ, в которой реагенты (щелочь и кислота) используются повторно; отсутствует расход воды на собственные нужды установки, так как все операции по регенерации фильтра проводятся с использованием очищенной от АПАВ воды; исключен сброс щелочных и кислотных растворов в канализацию.

Выявлен оптимальный режим регенерации: 0,25 моль/л раствор NaOH, о скорость потока - 1 м/ч; расход для очистки 1 м воды 40 г NaOH и 37 г HCl.

7. Показана возможность электродиализного извлечения щелочи из регенерата и возврата ее в технологический цикл. Некаль можно использовать в технологии получения ячеистого бетона в качестве порообразователя.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата химических наук, Куренкова, Ольга Валерьевна, Москва

1. ГОСТ 2874-73. Вода питьевая. Введ. 1974.01.01 - М. : Государственный комитет стандартов Совета министров СССР, 1974. - 8 с.

2. СанПиН 2.1.4. 1074-01. Санитарные правила и нормы качества питьевой воды. Введ. 2002.01.01 - М. : Федеральный центр Госсанэпиднадзора, 2002. -103 с.

3. Унифицированные методы анализа вод / под общ. ред. Ю.Ю. Лурье. М. : Химия, 1971. -237 с.

4. Линченко Е.А. Исследование продуктов трансформации поверхностно-активных веществ (ПАВ) в воде при хлорировании / Е.А. Линченко, Е.Е. Кубланов. (http ://www.usrp.ru).

5. Красовский Г.Н. Гигиенические экологические критерии вредности в области охраны водных объектов / Г.Н. Красовский, H.A. Егорова // Гигиена и санитария. 2000. - № 6. - С. 14-16.

6. Очистка производственных сточных вод / под ред. Ю.И. Турского и И.В. Филиппова. — Л. : Химия, 1967. — 331 с.

7. Бейм A.M. Эколого-токсикологические критерии регламентирования метилсернистых соединений в сточных водах сульфат-целлюлозного производства / A.M. Бейм. Вып. 8. М., 1984. - 513 с.

8. Ставская С.С. Биологическое разрушение анионных ПАВ / С.С. Ставская. — Киев : Наукова Думка, 1981. 116 с.

9. Пушкарев В.В. Физико-химические особенности очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ / В.В. Пушкарев, Д.И. Трофимов. — М. : Химия, 1975.- 144 с.

10. Когановский А.М Физико-химические методы очистки промышленных сточных вод от поверхностно-активных веществ / A.M. Когановский, H.A. Клименко. Киев : Наукова Думка, 1974. - 160 с.

11. Стрельцова Е.А. Очистка сточных вод от поверхностно-активных веществ флотацией / Е.А. Стрельцова, Е.А. Хромышева, О.В. Волювач, О.Г. Мунтян. -(http://www.ecologylife.ru).

12. Мосин О.В. Самоочищение водоемов от ПАВ / О.В. Мосин. — (http://www.o8ode.ru).

13. Алексеев Е.В. Физико-химическая очистка сточных вод : Учебное пособие / Е.В. Алексеев. М. : Изд-во Ассоц. строит, вузов, 2007. - 248 с.

14. Волошина Г.В. Экологическая оценка состояния поверхностных вод реки Понура / Г.В. Волошина // Экологический вестник Северного Кавказа. 2006. - Т.2. - № 1.-С. 118-122.

15. Янин Е.П. Органические вещества техногенного происхождения в водах городских рек. Экологическая экспертиза: Обзорная информация / Е.П. Янин. -М. : ВИНИТИ, ЦЭП. 2004. - № 4. - С. 42-64.

16. Астафьева JI.C. Экологическая химия : учеб. пособие / JI.C. Астафьева. -М. : Издат. центр «Академия», 2006. — 224 с.

17. Можаев Е.А. Загрязнение водоемов поверхностно-активными веществами / Е.А. Можаев. М. : Медицина, 1976. - 96 с.

18. Зенин A.A. Гидрохимический словарь / A.A. Зенин, Н.В. Белоусова. JI. : Гидрометеоиздат, 1988. -240 с.

19. Pitter Р. Chem. Prüm., 1972, V. 22. P. 302

20. Katz M.J. Water Pollut. Fed., 1972, V. 144. № 6. - P. 1226

21. Эйхлер В. Яды в нашей пище / В. Эйхлер М. : Мир, 1993. - 188 с.

22. Новиков Ю.И. Методы исследования качества воды водоемов / Ю.И. Новиков. М. : Медицина, 1990. - 400 с.

23. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши / Под ред. А.Д. Семенова. JI. : Гидрометеоиздат, 1977. - 540 с.

24. Остроумов С. А. Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на гидробиологические механизмы самоочищения водной среды / С.А. Остроумов. — (http://scipeople.ru/publication).

25. Измерение массовой концентрации анионных поверхностно-активных веществ флуориметрическим методом в пробах питьевой воды и воды поверхностных и подземных источников водопользования. Методические указания МУК 4.1.1264-03. (http://www.law7.ruy

26. Ганиткевич Я.В. Влияние поверхностно-активных веществ на физиологические процессы и поверхностные явления в животном организме / Я.В. Ганиткевич В кн. : тр. VII Междунар. конгр. По поверхност.-актив. веществам. - М., 1978. - Т.4. - С. 206-217.

27. Моющие средства и их вред. (http://whitecat.at.ua).

28. Техногенные загрязнения и их влияние на здоровье человека. — fhttp://www.kristalnaya.ru).

29. Вредные вещества в промышленности: Органические вещества: Справочник / под общ. ред. Э.Н. Левиной и П.Д. Гаданской. Л. : Химия, 1985. -465 с.

30. Холмберг К. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах / К. Холмберг, Б. Йенссон, Б. Кронберг, Б. Линдман ; пер. с англ. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. 528 с.

31. Доклад о состоянии окружающей среды и природоохранной деятельности городского округа город Воронеж в 2006 году : Управление по охране окружающей среды городского округа / Ответственный редактор А.Т. Козлов. Воронеж, 2007. — 64 с.

32. Грищенко A.C. Методы очистки сточных вод от ПАВ : Темат. обзор / A.C. Грищенко, Л.С. Гущина. М. : ЦНИИТЭнефтехим, 1984. - 48 с.

33. Клименко H.A. Физико-химические методы очистки промышленных сточных вод от синтетичкских ПАВ / H.A. Клименко, М.Н. Тимошенко // Химия и технология воды. 1993. - Т. 15 - № 7-8. - С. 534-566.

34. Ибадуллаев Ф.Ю. Пенная сепарация ПАВ из сточных вод / Ф.Ю. Ибадуллаев // Химия и технология воды. 2004. - Т. 26. - № 1. - С. 50-59.

35. Кожанов В. А. Методы определения технологических параметров процесса пенной сепарации ПАВ / В.А. Кожанов, H.A. Клименко // Химия и технология воды. 1984. - Т. 6. -№ 2. - С. 177-182.

36. Когановский A.M. Физико-химические основы извлечения поверхностно-активных веществ из водных растворов и сточных вод / A.M. Когановский, H.A. Клименко. -Киев : Наукова думка, 1978. 175 с.

37. Скрыл ев Л.Д. Влияние длины цепи и углеводородного радикала ПАВ на эффективность их флотационного выделения из растворов / Л.Д. Скрылев, Е.А Стрельцова, Т.Л. Скрылева // Химия и технология воды. — 1984. Т. 6. - № 5-С. 22-24.

38. Проскуряков В.А. Очистка сточных вод в химической промышленности /

39. B.А. Проскуряков, Л.И. Шмидт. Л. : Химия, 1977. - 464 с.

40. Скрылев Л.Д. Влияние pH на пенную сепарацию ПАВ / Л.Д. Скрылев, Е.А. Стрельцова, Т.Л. Скрылева // Химия и технология воды. 1985. - Т. 7. — №6.- С. 17-18.

41. Микробиологическая очистка воды от поверхностно-активных веществ /

42. C.С. Ставская и др.. — Киев : Наукова думка, 1988. 184 с.

43. Себба Ф. Ионная флотация / Ф. Себба. М. : Металлургия, 1965. - 170 с.

44. Ксенофонтов Б.С. Флотационная очистка сточных вод / Б.С. Ксенофонтов. -М. : Новые технологии, 2003. 160 с.

45. Стрельцова Е.А. Коллоидно-химические основы очистки сточных вод, загрязненных поверхностно-активными веществами. Материалы XVI Менделеевского съезда по общей и прикл. химии / Е.А. Стрельцова, Л.Д. Скрылев. М., 1998. - С. 243.

46. Ильин В.И. Электр о флотационная очистка бытовых стоков, содержащих моющие средства / В.И. Ильин, В.А. Колесников, Ю.И. Паршина // Сантехника. -2001.-№ 5.-С. 28-30.

47. Дытнерский Ю.И. Применение обратного осмоса для очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ / Ю.И. Дытнерский, Е.П. Моргунова // Хим. промышленность. — 1977. — № 2. — С. 26-30.

48. Мигалатий Е.В. Удаление поверхностно-активных веществ из водных растворов методом обратного осмоса / Е.В. Мигалатий, В.В. Пушкарев // Химия и хим. технология.-1974.-Т. 17-№8.-С. 1280-1281.

49. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация / Ю.И. Дытнерский. -М. : Химия, 1978. 351 с.

50. Первов А.Г. Юбилеи мембранных технологий в ВОДГЕО / А.Г. Первов // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. - № 12. — Ч. 2. - С. 6, 32.

51. Драгинский B.JL Коагуляция в технологии очистки природных вод / B.JI. Драгинский, Л.П. Алексеева, C.B. Гетманцев. М., 2005. — 576 с.

52. Ефимов А.Я. Очистка сточных вод предприятий легкой промышленности / А.Я. Ефимов, И.М. Таварткиладзе, Л.И. Ткаченко. Киев : Техшка, 1985. — 232 с.

53. Бартницкий А.Е. Извлечение ионных ПАВ из водных растворов сульфатом алюминия и метасиликатом натрия / А.Е. Бартницкий, В.А. Кожанов, H.A. Клименко // Химия и технология воды. — 1990. — Т.12. — № 5. — С. 438-440.

54. Шевченко М.А. Применение окислителей и адсорбентов для удаления некоторых СПАВ из питьевой воды / М.А. Шевченко, A.B. Никитина // Водоснабжение и санитарная техника. 1970. - № 3. — С. 9-11.

55. Когановский A.M. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении / A.M. Когановский, H.A. Клименко, Т.М. Левченко. М. : Химия, 1983.-288 с.

56. Процессы и аппараты химической технологии : Учебник для вузов / Ю.И. Дытнерский изд. 2-е ч. 1и 2. М. : Химия, 1995. - 400 с.

57. Ибадуллаев Ф.Ю. Компрессионная сепарация ПАВ из сточных вод / Ф.Ю. Ибадуллаев // Химия и технология воды. 2006. - Т. 28. - № 2. - С. 152-162.

58. Антипова П.С. — В кн. : Охрана труда и техника безопасности. Очистка сточных вод и отходящих газов в химической промышленности, 4-е изд. — М. : НИИТЭХИМ, 1967.

59. Ротмистров М.Н. Микробиология очистки воды / М.Н. Ротмистров, П.И. Гвоздяк, С.С. Ставская. Киев : Наукова думка, 1978. - 268 с.

60. Rismondo R., Lilio-Grandi F. Biodegradabilita di tensioattivi anionici in un modello sperimentale di fossa biologica. -Riv. ital. sostanze grasse, 1968, 45. № 2. -P. 116-121.

61. Treccani V. Ricerche sulla degradazione micróbica alchilbenzenesulfonati lineari. Riv. ital. sostanze grasse, 1971, 148. -№ 5. - P. 233-235.

62. Биохимическая очистка сточных вод, содержащих ПАВ и нефтепродукты / М.Р. Павлова и др. // Микробиологическая очистка воды : тез. докл. I Всесоюз. конф., Киев, декабрь, 1982 г. Киев : Наукова думка, 1982. -С. 165-166.

63. Луценко Г.Н. Сбраживание осадка городских сточных вод, содержащих синтетические поверхностно-активные вещества / Г.Н. Луценко, H.A. Лукиных // Водоснабжение и санитарная техника. 1967. - № 2. - С. 26-28.

64. Лукиных H.A. Очистка сточных вод, содержащих синтетические поверхностно-активные вещества / H.A. Лукиных. — М. : Стройиздат, 1972. — 96 с.

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

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

67. Кинле X. Активированные угли и их промышленное применение / X. Кинле, Э. Бадер. JI. : Химия, 1984. -216 с.

68. Жуков А.И. Методы очистки производственных сточных вод (справочное пособие) / А.И. Жуков, И.Л. Монгайт, И.Д. Родзиллер. — М. : Стройиздат, 1977. 204 с.

69. Tambo N. Basic concepts and innovative turn of coagulation / flocculation // Water Supply, (Jonkoping), 1990. P. 1-10.

70. Смолин С.К. Равновесная адсорбция ПАВ активными углями различной пористой структуры / С.К. Смолин, Н.А. Клименко, М.Н. Тимошенко // Химия и технология воды. 1991. - Т. 13. - № 10.-С. 883-887.

71. Клячко А.В. Очистка природных вод / А.В. Клячко, И.Э. Апельцин. — М. : Стройиздат, 1971. 579 с.

72. Тарасевич Ю.И. Природные сорбенты в процессах очистки воды / Ю.И. Тарасевич. — Киев : Наукова думка, 1981. — 208 с.

73. Климова Г.М. Исследование закономерностей сорбции неионогенных поверхностно-активных веществ на слоистых силикатах / Г.М. Климова, А.А. Панасевич, Ю.И. Тарасевич // Химия и технология воды. — 1982. Т. 4. - № 5. — С. 420-424.

74. Панасевич А.А. Адсорбция неионогенных ПАВ на глинистых минералах, модифицированных солями железа / А.А. Панасевич, Г.М. Климова, Ю.И. Тарасевич // Химия и технология воды. 1988. - Т. 10. — № 5. — С. 464-465.

75. Садомцева О.С. Сорбент СВ-10 для очистки воды от нейтральных поверхностно-активных веществ / О.С. Садомцева // Экологические системы и приборы. 2005. - № 9. - С. 35-36.

76. Панасевич A.A. Использование глинистых минералов для адсорбционной очистки пластовых вод от НПАВ / A.A. Панасевич, Г.М. Климова, В.П. Максимова, Ю.И. Тарасевич // Химия и технология воды. 1990. -Т. 12. — № 12.-С. 1097-1100.

77. Воловник Г.И. Теоретические основы очистки воды / Г.И. Воловник, Л.Д. Терехов. Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2000. - 168 с.

78. Шакирова В.В. Очистка сточных вод от ингибиторов кислотной коррозии и катионных поверхностно-активных веществ / В.В. Шакирова // Экологические системы и приборы. 2005. — № 9. — С. 44-46.

79. Лыч A.M. Физико-химические основы регулирования процессов сорбции ПАВ торфом / A.M. Лыч, Т.И. Липская // Тез. докл. Всесоюз. совещ. по коллоидно-химическим проблемам экологии, Ашхабад, 20-23 октября, 1991 г.-Ашхабад, 1991.-С. 100-102.

80. Левченко Т.М. Поглощение ионитами растворенных в воде органических веществ / Т.М. Левченко, Л.А. Савчина // Химия и технология воды. 1982. — Т. 4. - № 6. - С. 494-507.

81. Браниловский Б.С. Извлечение алкилсульфатов натрия анионитом из водных растворов / Б.С. Браниловский, Ш.Ш. Шаманев, В.В. Пушкарев // Журнал прикладной химии. — 1976. — Т. 49. — № 7. — С. 1644-1646.

82. Смотракова М.Д. Использование перекиси водорода для обезвреживания концентрированных растворов пенообразователей / М.Д. Смотракова // Нефтепереработка и нефтехимия. 1985. - № 5. - С. 31-32.

83. Файнгольд 3.JI. Эффективность применения перекиси водорода в процессе очистки сточных вод / 3.JL Файнгольд, В.Ф. Карпухин, Е.В. Завьялова // Химико-фармацевт. журн. 1982. - № 8. - С. 90-92.

84. Грачок М.А. Взаимодействие озона с поверхностно-активными веществами сточных вод спецпрачечных АЭС / М.А. Грачок, С.А. Прокудина // Химия и технология воды,- 1992.-Т. 14.-№2.-С. 128-132.

85. Кузнецова Т.В. Озонирование сточных вод / Т.В. Кузнецова, H.H. Пальгунов // Водоснабжение и санитарная техника. — 1997. № 2. - С. 15-18.

86. Драгинский B.JI. Озонирование в процессах очистки воды / B.JI. Драгинский, Л.П. Алексеева, В.П. Самойлович. М. : ДеЛи принт, 2007. -400 с.

87. Полуэктов П.Т. Озонные технологии при обеспечении экологической безопасности в производстве синтетического каучука / П.Т. Полуэктов, Л.А. Власова, Ю.Ф. Шутилин, В.И. Корчагин, Е.В. Скляднев // Экология и промышленность России 2006. - № 12. - С. 19-21.

88. Полуэктов П.Т. Интенсификация процесса озонирования сточных вод, содержащих алкилсульфонат натрия / П.Т. Полуэктов,* Л.Л. Юркина, В.И. Корчагин, Л.А. Власова // Экология и промышленность России. — 2008. — № 1. — С. 24-25.

89. Шенфельд Н. Поверхностно-активные вещества на основе оксида этилена / Н. Шенфельд. М. : Химия, 1982. - 749 с.

90. Штанников Е.В. Гигиеническая оценка барьерной роли водопроводных очистных сооружений в отношении поверхностно-активных веществ и продуктов их трансформации / Е.В. Штанников, И.Е. Ильин // Гигиена и санитария. 1979. - № 1. - С. 15-20.

91. Ильин Е.И. Изучение токсичности продуктов трансформации поверхностно-активных веществ, образующихся в процессе хлорирования воды / Е.И. Ильин // Гигиена и санитария. 1980. — № 2. - С. 11-14.

92. Шевченко М.А. Возможности использования хлора для очистки природных и сточных вод / М.А. Шевченко, П.Н. Таран // Химия и технология воды. 1984. - Т. 6. - № 6. - С. 537-546.

93. Новикова С.П. Очистка сточных вод производства синтетических моющих средств методом электрокоагуляции / С.П. Новикова, T.JI. Шкарбатова, E.JI. Сокол // Химия и технология воды. — 1982. Т. 4. - № 4. - С. 352-357.

94. Химический энциклопедический словарь. — М. : «Советская энциклопедия», 1983. — 791 с.

95. Ланге K.P. ПАВ. Синтез, свойства, анализ, применение / K.P. Ланге. — СПб. : Профессия, 2004. 240 с.

96. Сапониновый и клее-некалевый пенообразователи. (http://www.ibeton.ru).

97. Славинская Г.В. Расчет размера ионов в водных растворах / Г.В. Славинская // Сорбционные и хроматографические процессы. — 2007. — Т.7, вып. 5.-С. 774-779

98. Измайлов H.A. Электрохимия растворов / H.A. Измайлов. — М. : Химия, 1976.-488 с.

99. Дубинин H.H. Физико-химические основы сорбционной техники / H.H. Дубинин. М. : ОНТИ, 1935. - 536 с.

100. Краткий справочник физико-химических величин / под ред. A.A. Равделя и A.M. Пономаревой. Л. : Химия, 1983. 232 с.

101. Иванова М.А. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа: Учеб. пособие / М.А. Иванова, М.В. Белоглазкина, И.В. Богомолова, Е.В. Федоренко. М. : Изд-во РИОР, 2006. - 289 с.

102. Пилипенко А.Т. Аналитическая' химия: В двух книгах: кн. 2 / А.Т. Пилипенко, И.В. Пятницкий. — М. : Химия, 1990. 846 с.

103. Беллами Л. Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул / Л. Беллами; под ред. Ю.А. Пентина. М. : Мир, 1971. - 318 с.

104. Казицына JI.А. Применение УФ-, ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии / Л.А. Казицына, Н.Б. Куплетская. — М. : Высш. шк., 1971.- 264 с.

105. Гельфман М.И. Коллоидная химия / М.И. Гельфман, О.В. Ковалевич, В.П. Юстратов. — СПб.: Изд-во «Лань», 2003. 336 с.

106. Айвазов Б.В. Практикум по химии поверхностных явлений и адсорбции / Б.В. Айвазов. -М. : Высш. шк., 1973. 208 с.

107. Физико-химические свойства моющих поверхностно-активных веществ.- (http://velt-retail.narod.ru).

108. Лурье Ю.Ю. Химический анализ производственных сточных вод / Ю.Ю. Лурье, А.И. Рыбникова. — М. : Химия, 1974.

109. ГОСТ Р 51211-98. Вода питьевая: методы определения содержания поверхностно-активных веществ. — М. : Госстандарт России, 1998. 11 с.

110. Поверхностно-активные вещества: Справочник / A.A. Абрамзон, В.В. Бочаров, Г.М. Гаевой и др. Л. : Химия, 1979. — 376 с.

111. Лейте В. Определение органических загрязнений питьевых, природных и сточных вод / В. Лейте. М. : Химия, 1975. - 200 с.

112. Перов П.А. Методы определения поверхностно-активных веществ в сточных водах / П.А. Перов, Л.Ю. Глухова, Д.П. Стогнушко. Тем. обзор. - М. : ЦНИИТЭНефтехим, 1986. - 68 с.

113. Ломоносов С.А. Определение поверхностно-активных веществ в сточных водах производств вискозных волокон / С.А. Ломоносов, И.Т. Овеченко, А.К. Диброва. М. : НИИТЭХим, 1988. - 80 с.

114. Davis S.S., Olejnic О. The determination of the long-chain quaternary ammonium species with an ion-selective electrode based on cetyltrimethylammonium ion pair /S.S. Davis // Anal. chim. acta. 1981. - 132. - №5. - P. 51-58

115. Лизунова Г.М. Жидкостные ионоселективные электроды для определения неионных поверхностно-активных веществ / Г.М. Лизунова, А.О. Орлова, А.Д. Зорин // Журнал аналитической химии. 2004. - Т. 59. - № 8. - С. 866.

116. Гельферих Ф. Иониты / Ф. Гельферих. М. : Иностранная литература, 1962.-490 с.

117. Краткий справочник физико-химических величин / под ред. A.A. Равделя, A.M. Пономаревой. JI. : Химия, 1983. — 232 с.

118. Громогласов A.A. Водоподготовка: Процессы и аппараты / A.A. Громогласов, A.C. Копылов, А.П. Пильщиков. — М. : Энергоатомиздат, 1990. -272 с.

119. Николадзе Г.И. Водоснабжение / Г.И. Николадзе, М.А. Сомов. — М.: Стройиздат, 1995. 688 с.

120. Фрог Б.Н. Водоподготовка / Б.Н. Фрог. М. : МГУ, 2001. - 680 с.

121. Говоркова Ж.М. Глубокая доочистка воды на осветлительно-сорбционных фильтрах / Ж.М. Говоркова, М.С. Покровский // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. - № 7. - С. 10-12.

122. Аширов А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов / А. Аширов. JI. : Химия, 1983. - 295 с.

123. Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования / Б.Е. Рябчиков. М. : ДеЛи принт, 2004.-328 с.

124. Семушин A.M. Инфракрасные спектры поглощения ионообменных материалов : Справочное пособие / A.M. Семушин, В.А. Яковлев, Е.В. Иванова. -Л. : Химия, 1980.-96 с.

125. Гребенюк В.Д. Обессоливание воды ионитами / В.Д. Гребенюк, A.A. Мазо.- М. : Химия, 1980. 256 с.

126. Сенявин М.М. Ионный обмен / М.М. Сенявин. М. : Химия, 1980. -272 с.

127. Селеменев В.Ф. Практикум по ионному обмену: Учеб. пособие / В.Ф. Селеменев, Г.В. Славинская, В.Ю. Хохлов, Г.А. Чикин. — Воронеж : Изд-во Воронеж, ун-та, 1999. 173 с.

128. Самсонов Г.В. Ионный обмен. Сорбция органических веществ / Г.В. Самсонов, Е.Б. Тростянская, Г.Э. Елькин. JI. : Наука, 1969. - 338 с.

129. Петрова Л.Я. Кинетика сорбции метиленового голубого на натриевой форме карбоксиметил целлюлозы: Сб. «Иониты и ионный обмен» / Л .Я. Петрова. М. : Наука, 1966. - С. 124.

130. Риман В. Ионообменная хроматография в аналитической химии / В. Риман, Г. Уолтон. М. : Мир, 1973. - 375 с.

131. Кокотов Ю.А. Равновесие и кинетика ионного обмена / Ю.А. Кокотов, В.А. Пасечник. Л. : Химия, 1970. - 336 с.

132. Бойд Д.Е. Хроматография. Метод разделения ионов / Д.Е. Бойд, A.B. Адамсон, Л.С. Майерс. М. : ИИЛ, 1949. - 333 с.

133. Полянский Н.Г. Методы исследования ионитов / Н.Г. Полянский, Г.В. Горбунов, Н.Л. Полянская. М. : Химия, 1976. - 208 с.

134. Шатаева Л.К. Исследование кинетики сорбции метил енового синего на гранульных и микродисперсных угольных сорбентах / Л.К. Шатаева, И.А. Чернова, Б.М. Зеликсон // Сорбционные и хроматографические процессы. — 2004. Т. 4, вып. 3.-С. 253- 262.

135. Славинская Г.В. Исследование закономерностей кинетики сорбции дибутилнафталинсульфоната натрия полиэлектролитами / Г.В. Славинская, О.В. Ковалева // Сорбционные и хроматографические процессы. 2009. - Т. 9, вып. 4.-С. 521-528.

136. Коровин Н.В. Общая химия: Учебник для технических направлений и специальных вузов / Н.В. Коровин. 12-е изд. испр. - М. : Высш. шк., 2010. — 557 с.

137. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия: Учебник для вузов / Я.А. Угай. 5-е изд. стер. - М. : Высш. шк., 2007. - 527 с.

138. Киреев В.А. Курс физической химии / В.А. Киреев. М. : Химия, 1975. -776 с.

139. Бродский А.И. Физическая химия / А.И. Бродский.

140. М. : Государственное научно-техническое издательство химической литературы. 1948. - Т. 2. - 998 с.

141. Практикум по физической химии / сост. : Г.Ф. Каретников и др.; под. ред. И.В. Кудряшова. — М. : Высш. шк., 1986.- 495 с.

142. Иониты : науч.-исслед. ин-т пластич. масс. — Черкассы, 1975. — 36 с.

143. ГОСТ 20301-90. Смолы ионообменные. Аниониты. -М.: Государственный комитет стандартов, 1990. 19 с.

144. ГОСТ 20255.1 89. ГОСТ 20255.2 -89. Иониты. Методы определения обменной емкости. — М. : Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР, 1986. - 13 с.

145. Веницианов Е.В. Динамика сорбции из жидких сред / Е.В. Веницианов, Р.Н. Рубинштейн. М. : Наука, 1983. - 237с.

146. Знаменский Ю.П. Кинетика ионообменных процессов / Ю.П. Знаменский, Н.В. Бычков. Обнинск : «ПРИНТЕР», 2000. - 204 с.

147. Славинская Г.В. Физико-химическое обоснование и реализация процессов удаления гумусовых кислот из водных растворов методом препаративной хроматографии : автореф. . д-ра хим. наук / Г.В. Славинская. -Воронеж, 2003.-48 с.

148. Эмануэль Н.М. Химическая кинетика / Н.М. Эмануэль, Д.Г. Кнорре. М. : Высш. шк., 1984.-463 с.

149. Глесстон С. Теория абсолютных скоростей реакций / С. Глесстон, К. Лейдер, К. Эйринг. М. : Мир, 1948. - 583 с.

150. Демин A.A. Ионообменная сорбция биологически активных веществ /

151. A.A. Демин, И.А. Чернова, JI.K. Шатаева. СПб. : Изд-во СПб. Ун-та, 2008. -154 с.

152. Ильичев С.Н. Определение удельной поверхности ионитов / С.Н. Ильичев, Э.А. Головченко, О.В. Земцова // Теория и практика сорбционных процессов : Межвуз. сб. науч. трудов. Воронеж : Изд-во Воронеж, ун-та, 1986. -Вып. 18.-С. 49-51.

153. Ласкорин Б.Н. Пористые ионообменные смолы / Б.Н. Ласкорин, А.И. Южин, Л.А. Стрелков // Синтез и свойства ионообменных материалов. — М. : Наука, 1969. С. 34-37.

154. Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел / под ред. Г. Парфита. -М. : Мир, 1986. 488 с.

155. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Учебник для вузов / Д.А. Фридрихсберг. 2-е изд., перераб. и доп. - Л. : Химия, 1984. - 368 с.

156. Котова Д.Л. Кинетика сорбции аминокислот на сульфокатионите КУ-2-8 при различных температурах / Д.Л. Котова, Т.А. Крысанова, О.И. Рожнова,

157. B.Ф. Селеменев // Вестник Воронеж гос. ун-та. Серия Химия. Биология. Фармация. 2003. - № 2. - С. 35-37.

158. Комаров B.C. Адсорбенты и их свойства / B.C. Комаров. Минск : Наука и техника, 1977. - 248 с.

159. Рожкова M.B. Взаимодействие красящих веществ сахарных растворов с анионообменными смолами / М.В. Рожкова, В.М. Рогозина //Теория и практика сорбционных процессов : Межвуз. сб. науч. тр. — Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та. 1973. - Вып. 8. - С. 42-45.

160. Чикин Г.А. Равновесие при сорбции цветных веществ анионообменными смолами / Г.А. Чикин, В.П. Мелешко // Теория и практика сорбционных процессов : Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж : Изд-во Воронеж, ун-та. - 1972. — Вып. 4. - С. 25-27.

161. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы / Ю.Г. Фролов. М. : Альянс, 2004. - 464 с.

162. Основы аналитической химии. В двух книгах. Книга 1. Общие вопросы. Методы разделения. 2 -е изд, перераб. и доп. / под. ред. Академика Ю.А. Золотова. -М. : Высш. шк., 2002. -С. 341.

163. Кирсанова М.П. Повышение качеств питьевой воды промышленных регионов на примере Кузбасса / М.П. Кирсанова, Т.А. Краснова. Кемерово : Изд-во Кемеровского технолог, ин-та пищ. пром-ти, 2009. — 204 с.

164. Самсонов Г.В. Сорбционные и хроматографические методы физико-химической биотехнологии / Г.В. Самсонов, А.Т. Меленевский. JI. : Наука. -1986.-229 с.

165. Селезнева A.A. Сорбция пенициллина анионитами различной структуры / A.A. Селезнева, В.В. Веденеева, Г.В. Самсонов // Ионообменная технология. -М. : Наука, 1965.-С. 177-179.

166. Петров Е.Г. Физико-химические условия реализации процесса сорбционного обесцвечивания природных вод / Е.Г. Петров, Е.В. Веницианов // Журн. физ. химии. 1996. - Т. 70. - № 2. - С. 355-356.

167. Obenaus Renate.Untersuchungen zur Trinkwasseraufbereitung mit dem Adsorptionsharz Wofatit ES//Wasserwirtsch-Wassertechn. 1966. - 16. - № 1. — P. 10-13.

168. Заявка № 54-33884 (Япония), Н226. Итагаки : Кодзи, Ито Такэси. Мицубиси Касэй когё к.к.. Заявка, к. 13 (9) F 112, (В 01 J 1/09), заявл. 23.08.77, опубл. 12.03.79.

169. Schilling J., Riiffer Н. Mohll К. Versuche zur Aubereitung huminsaurehaltingen Oberflachernwasser//Wasser. 1976. - № 46. — P. 199-227.

170. Semmens M.J., Staples A.,.Kohenstein. Organic removal: carbon vs. Syntetic resins/ZEnviron. Tecnol. Lett. 1993. - Vol. 4. - № 8-9. - P. 343-348.

171. Куролап H.C. Изучение закономерностей сорбции поверхностно-активных веществ анионного типа ионообменными смолами / Н.С. Куролап. -Воронеж, 1970. 24 с.

172. Таким образом, эффективность очистки воды от некаля 95 %; избыточная щелочь возвращена в рабочий цикл и после доукрепления NaOH использована для следующей регенерации.

173. Сброса щелочных и кислотных растворов не было.

174. Профессор кафедры химии Воронежского государственного аграрного университета им. Д.К. Глинки1. Котов В.В.

175. Аспирант кафедры физики и химии Воронежского государственного архитектурно -строительного университета1. Куренкова О.В.