Сравнительное исследование процессов обесцвечивания и деструкции красителей

Шалбак Аммар

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Сравнительное исследование процессов обесцвечивания и деструкции красителей
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Сравнительное исследование процессов обесцвечивания и деструкции красителей"

004698040

На правах рукописи

Шалбак Аммар

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБЕСЦВЕЧИВАНИЯ И ДЕСТРУКЦИИ КРАСИТЕЛЕЙ

03.02.08-Экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук

- 9 СЕН 2010

Москва -2010

004608040

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева"

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Кручинина Наталия Евгеньевна

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Светцов Владимир Иванович

доктор химических наук, профессор Фридланд Сергей Владимирович

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования "Московский государственный университет инженерной экологии", г. Москва

Защита состоится «28» июня 2010г. в _10_ часов в ауд. _Г-205_ на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.063.02 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государственного химико-технологического университета по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 10.

Автореферат разослан " _2010 г.

Учёный секретарь совета, д.т.н., ст.н.с. /УУ//. У Гришина Е.П.

/ /.......

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Загрязнение сточных вод органическими соединениями, в том числе красителями, представляет серьезную опасность для природных водоемов и водотоков, особенно для регионов с дефицитом пресной воды. Выбор технологии очистки таких вод в каждом конкретном случае определяется требованиями, предъявляемыми к воде, предназначенной для повторного использования в технологических процессах, сброса в горколлектор или в поверхностные водные объекты.

Для обесцвечивания красителей применяют физико-химические, деструктивные, биологические и другие методы. Все эти способы обладают определенными достоинствами и недостатками в отношении конкретных красителей.

Целью работы было установление физико-химических закономерностей процессов обесцвечивания и деструкции красителей производства Сирийской Арабской Республики.

Поставленная цель достигалась путём решения следующих задач:

- сравнительное исследование процессов обесцвечивания и деструкции индивидуальных красителей методами коагуляции, окисления и сорбции;

- выявление на качественном уровне превращений органических красителей в результате их деструкции;

- оценка токсичности растворов красителей методами биотестирования;

- разработка рекомендаций по организации технологий очистки сточных вод от исследованных красителей.

Научная новизна

В результате проведения сравнительных исследований процессов обесцвечивания и деструкции индивидуальных красителей различных типов методами коагуляции, окисления и сорбции

- установлено, что коагуляция является эффективным методом обесцвечивания всех исследованных красителей в диапазоне низких концентраций при рН = 5-6;

- впервые показано отсутствие корреляции между показателем ХПК, степенью обесцвечивания и токсичностью растворов красителей;

- с использованием методов биотестирования оценена острая токсичность исходных и обесцвеченных различными методами растворов красителей;

- доказано, что окислительная деструкция красителей (исключая малорастворимые формы) может быть осуществлена пероксидом водорода в присутствии соединений железа (реактив Фентона) или раствором аиолита - продуктом электролиза раствора поваренной соли;

- установлено, что гомогенная окислительная деструкция красителей реактивом Фен-тона в кислой среде протекает быстрее и эффективнее, чем гетерогенное окисление в присутствии магнетита или комплекса железа с ЕШ"А, иммобилизованного на активных углях, определены константы скоростей перечисленных реакций;

- предложены гипотетические схемы окислительной деструкции красителей.

Практическая значимость

- на основании сравнительного анализа эффективности различных методов обработки растворов индивидуальных красителей созданы основы для организации технологий очистки сточных вод текстильных производств от красителей;

- определены условия (рН, температура, дозы реагентов и продолжительность процессов), обеспечивающие максимальные степени очистки вод от красителей;

- предложена принципиальная схема деструкции красителей, включающая их гомогенное окисление реактивом Фентона с последующей нейтрализацией растворов, регенерацией и утилизацией железосодержащих шламов.

Вклад автора. Освоение методик, экспериментальные исследования, обработка данных проведены лично автором. Постановка цели и задач исследования, планирование экс-

периментов и интерпретация полученных результатов проведены соискателем совместно с научным руководителем.

Публикации и апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на XXIII международной конференции молодых ученых «Успехи в химии и химической технологии», Москва, 2008. По результатам работы опубликовано 2 статьи в реферируемых журналах и 2 тезисов докладов.

Достоверность результатов работы основана на использовании сертифицированных физико-химических методов исследования, воспроизводимости экспериментальных данных, непротиворечивости полученных результатов литературным источникам.

Структура н объём диссертации. Диссертация изложена на 149 стр., содержит 24 табл., 51 рис. и состоит из введения, литературного обзора, методики исследований, экспериментальной части и обсуждения результатов эксперимента, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 107 наименований.

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цели и задачи работы.

В первой главе - Литературном обзоре - приводятся литературные данные по обесцвечиванию красителей различной природы. Показано, что производственные воды, содержащие красители различных типов, подвергаются обесцвечиванию физико-химическими, окислительными или биологическими методами. Однако для их применения в отношении новых органических соединений необходимы дополнительные исследования.

Во второй главе - Методике эксперимента - приведены состав и характеристики исследованных красителей, изложены экспериментальные методики.

Эксперименты проводили на модельных водных растворах индивидуальных красителей с начальной концентрацией от 30 до 1400 мг/л. Объектами исследования выступали красители:

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ЯШ

1. Согайх Уе11о\у 3 К Е; (ЯеасНуе уе11о\у 145)

3. Бупого! В1ие КШ. (КсасПуе В1ие 94)

< '*> */ х

4. Turquoise Blue G (Reactive blue 21)

itN

' ОМ >-'•"•

v- 4 «<* л 'Я

''Ч-^Ч-''

N. ^N

5. Cibacron Yellow LS-R-HC

7. Cibacron Blue LS-3R-HC (Reactive Blue TZ 3926)

8. Indanthrone Green FFB (Vat green FFB 59825)

SO,Na

6. Cibacron Red LS-6G-HC (Reactive Red RUE 55)

V я ; ] y^'V^H O

¿ 1 ЛЛа

o j¡ i j '

* Y V

ZJo HH2 o

9. Lamprsion orange H3R (Disperse orange 25) ю. Lanaset Blue 2R (C.I. Acid Blue 225)

Концентрации красителей, ионов железа и алюминия определялись спектрофотомет-рическим, атомпоабсорбщюшгым методами. Изменение ХПК определяли арбитражным

бихроматкым методом, содержание активного хлора - титриметрическим методом, Токсичность растворов красителей определяли методом биотестирования (тест-объекты -дафнии Daphnia Magna и водоросли Scenedesmus quadricauda). Выявление на качественном уровне продуктов деструкции красителей проводили хроматографическим методом с электронно-захватным детектором и методом электронной спектроскопии.

В третьей главе - Экспериментальные данные и их обсуждение - проводится обсуждение полученных экспериментальных результатов.

Очистка воды от красителей с помощью коагулянтов

Процесс обесцвечивания красителей в сточных водах различных производств может происходить благодаря сорбции коллоидных и высокомолекулярных соединений на поверхности гидроксидов металлов при введении в раствор коагулянтов - AUfSC^),, FeS04, FeCl3, Fe2(S04)3 и алюмокремниевого коагулянта-флокулянта (АКФК).

Обнаружено, что Indanthrone Green FFB, Turquose Blue G и Lamprsion Orange H3R эффективно удаляются коагуляцией в широком диапазоне pH (от 4 до 11) в отличие от других красителей, коагуляция которых снижается при повышении pH. Эксперименты при сравнении эффективности коагуляции проводили при рН=5-6.

Из представленных на рис. 1 зависимостей следует, что концентрация красителей с увеличением дозы вводимого коагулянта (FeCl3) экспоненциально снижается, достигая минимальных значений при концентрации Fe3+ не выше 100 мг/л. Аналогичные зависимости получены и при использовании других коагулянтов.

Рис. 1. Зависимость остаточной концентрации красителя от дозы FeCl3 при рН=5,5: Corafix Yellow 3RF (1), Rafafix Red 3BS (2), Synozol Blue KHL (3), Turquose Blue G (4), Ci-bacron Yellow LS-R-HC (5), Cibacron Blue LS-3R-HC (6), Cibacron Red LS-6G-HC (7), Indanthrone Green FFB (8), Lamprsion Orange H3R (9)

Наряду со степенью обесцвечивания важной характеристикой очищенной воды следует считать остаточные концентрации красителей, приведенные в таблице 1.

Установлено, что наиболее эффективными коагулянтами для обесцвечивания красителей в целом являются FeCl3, Al2(S04)3 и АКФК.

Значения ХПК (мгО/л) до и после коагуляции, а также остаточные концентрации железа (Сре) и алюминия (СА]) в обработанных растворах сведены в табл. 2.

Из представленных результатов следует, что величины ХПК составляют -1-2 мгО на 1 мг красителя. Корреляция между величинами ХПК и степенью обесцвечивания растворов не прослеживается.

Таблица 1. Максимальные степени обесцвечивания (а, %), начальные (Снач., мг/л) и _остаточные концентрации (Сост , мг/л) красителей_

№ Название красителя Снач, Коагулянт

Fe2(S04)3 АКФК FeS04 FeCb A12(S04)3

a r a Сост. a с OCT a Г a Сост.

1 Corafix Yellow 3RF 50 73 13,4 76 12,1 78 10,7 94 2,8 90 5,2

2 Rafafix Red 3BS 50 74 12,6 99 0,5 99 0,5 99 0,5 93 3,6

3 Synozol Blue HF-2GL 58 81 11,0 88 7,0 78 12,6 99 0,2 94 3,4

4 Turquoise Blue G 138 96 5,1 99 1,4 95 7,4 99 1,6 97 4,5

5 Cibacron Yellow LS-R 67 84 11,0 87 8,7 70 20,2 95 3,5 94 4,1

6 Cibacron Red LS-6G 68 94 3,9 96 2,7 90 6,6 98 1,5 97 1,8

7 Cibacron Blue LS-3R 34 92 3,4 96 1,4 96 1,3 97 1,0 96 1,5

8 Indanthrone Green FFB 74 99 0,9 99 0,7 98 1,4 99 0,9 99 0,9

9 Lamprsion Orange H3R 68 96 3,1 96 3,1 93 4,5 93 4,5 95 3,5

Таблица 2. ХПК и остаточные концентрации железа (CFe, мг/л) и алюминия (СА], мг/л)

в обработанных растворах

Исходные значения Коагулянт - FeS04 Коагуля нт - Ab(S04)3

К Краситель Скр, ХПК, CFe,AI, Скр, ХПК, CFe, Скр, ХПК, Cai,

мг/л мгО/д мг/л мг/л мгО/л мг/л мг/л мгО/л мг/л

1 Corafix Yellow 3RF 50 60 21 56 0,03 6 38

2 Rafafix Red 3BS 50 75 2 47 0,05 20 50

3 Synozol Blue HF-2GL 58 60 35 56 0,02 10 53

4 Turquoise Blue G 138 206 1 99 0,86 0,1 70

5 Cibacron Yellow LS-R 67 61 75 36 47 0,31 4 34 <0,1

6 Cibacron Red LS-6G 68 60 17 11 5,02 3 23

7 Cibacron Blue LS-3R 34 55 9 44 0,07 2 34

8 Indanthrone Green FFB 74 130 0,1 43 1,76 0,1 49

9 Lamprsion Orange H3R 68 102 1 46 0,03 0,1 47

Обесцвечивание и деструкция красителей окислителями

Известно, что обесцвечивание красителей может быть достигнуто путем их деструкции сильными окислителями - чаще всего, такими как гипохлорит натрия, пероксид водорода, озон и др.

Проведены эксперименты по окислению красителей с помощью: пероксида водорода; реактива Фенгона (пероксида водорода в присутствии соединений железа) и раствора нейтрального анолита.

Окисление красителей с помощью раствора анолита. В практике обесцвечивания сточных вод текстильных производств используют хлор и гипохлорит натрия. В работе в качестве окислителя был использован раствор анолита, синтезируемый электрохимическим методом из водного раствора хлорида натрия.

Обнаружено, что при увеличении дозы анолита (по активному хлору) концентрация красителей снижается. Максимальные степени обесцвечивания при наименьшей дозе анолита (Сах = 25 мг/л) присущи Corafix Yellow 3RF, Rafafix Red 3BS, Synozol Blue KHL, Ci-bacron Blue LS-3R-HC, Lanaset Blue 2R и Cibacron Red LS-6G-HC. Красители Turquoise Blue, Indanthrone Green FFB и Lamparsion Orange H3R устойчивы к окислению анолитом (табл. 3) в течение нескольких суток. Скорость окисления всех красителей при увеличении концентрации анолита увеличивается, что является важным критерием в очистке воды. В любом случае время обесцвечивания красителей анолитом в большинстве случаев исчисляется минутами и редко превышает 1 час.

Таблица 3. Обесцвечивание красителей раствором анолита (Сах = 50 мг/л; t = 30 мин)

№ Краситель Исходная концен- Остаточная концен- Степень обесцвечи-

трация красителя трация красителя вания красителя

1 Corafix Yellow 3RF 50 2,2 95,6

2 Rafafix Red 3BS 50 не обнаружено 100,0

3 Synozol Blue HF-2GL 58 не обнаружено 100,0

4 Turquoise Blue G 138 89,7 35,1

5 Cibacron Yellow LS-R 67 8,9 86,7

6 Cibacron Red LS-6G 34 1,0 97,1

7 Cibacron Blue LS-3R 68 не обнаружено 100,0

В Indanthrone Green FFB 74 57,4 22,4

9 Lamprsion orange H3R 68 36,4 46,5

10 Lanaset Blue 2R 100 0,3 99,7

Взаимодействие сложных органических молекул с хлорсодержащими окислителями может привести к образованию токсичных хлорсодержащих органических соединений, не обладающих цветностью. Действительно, хроматографическим методом на примере красителя Lanaset Blue 2R показано, что в системе «краситель-анолит» присутствуют неиден-тифицированные органические хлорсодержащие продукты.

Окисление красителей с помощью пероксида водорода.

Получены кинетические зависимости обесцвечивания красителей с начальными концентрациями пероксида водорода 4-32 г/л. Установлено, что независимо от концентрации окислителя, время обесцвечивания Synozol Blue KHL и Cibacron Blue LS-3R-HC составляет около 3 суток. В отношении других красителей эффективность пероксида водорода чрезвычайно низка. Таким образом, процесс деструкции пероксидом водорода протекает медленно и неэффективно в отношении большинства исследованных красителей и вряд ли приемлем для осуществления в реальных промышленных условиях.

Окисление красителей с помощью реактива Фентона.

К реакции Фентона относят процессы окисления органических веществ пероксидом водорода в присутствии соединений железа.

Для окисления красителей были исследованы следующие системы:

- Fe2+(Fe в виде FeS04)/H202;

- Fe3+(Fe в виде FcCI3)/H202;

- Fe304/ H202i

- HFeEDTA/активный уголь/ Н202,

Как иллюстрируют рис. 2 и 3, независимо от валентности железа степень обесцвечивания красителей с увеличением дозы железа возрастает. Показано, что в кислой среде окисление красителей протекает интенсивнее, нежели при рН=5. Достижение максимального окисления красителей при рН=5 возможно, но требует гораздо более высоких доз железа Вероятно, на начальном этапе окисления при рН=2,5-3 происходит генерирование необходимого количества окислителей - гидроксильных радикалов, за счет которых происходит быстрое окисление красителей.

Для красителей Corafix Yellow 3RF, Rafafix Red 3BS, Synozol Blue KHL при pH=2,5-3 уже при концентрации Fe и Fe3+ 10 мг/л степень обесцвечивания составляет в среднем около 99,5 %. Таким образом показано, что для достижения максимальных степеней обесцвечивания красителей окисление необходимо проводить в кислой среде (при рН =2,5-3).

Рис. 2. Зависимость обесцвечивания красителя от концентрации Fe2+ (в виде FeS04). Исходная концентрация красителей 1,36 г/л, пероксида водорода 10 г/л при pi 1=2,5-3 (а) и рН=5 (б): Corafix Yellow 3RF (1), Rafafix Red 3BS (2), Synozol Blue KHL (3)

Механизмы каталитического разложения пероксида водорода в системах H202/Fe2+ и Е IiOi/I e31 имеют много общего. Различие состоит в механизме инициирования, а именно, начальная скорость распада Н202 в присутствии Fe2+ значительно выше, чем в случае Fe3+, что обычно объясняют низкой концентрацией радикалов Н02', расходующихся на восстановление Fe3+. Кроме того, требуется некоторое время, чтобы в системе возникли ионы Fe2+:

Н202+ Fe —> Fe 2++ 1Г + П02-Fe3+ + Н02' Fe2+ + Н+-02 Fe3+ + 02'" —► Fe2+ + 02

Рис. 3. Зависимость обесцвечивания красителя от концентрации Fe3+ (в виде FeCl3). Исходная концентрация красителей 1,36 г/л, пероксида водорода 10 г/л при рН=2,5-3 (а) и рН=5 (б): Corafix Yellow 3RF (1), Rafafix Red 3BS (2), Synozol Blue KHL (3).

Полученные зависимости обесцвечивания красителей от дозы пероксида водорода с использованием Fe2+ (в виде FeS04) и Fe3+ (в виде FeCl3) в одинаковых концентрациях, равных 50 мг/л, доказывают, что, обеспечив необходимую концентрацию железа в системе можно добиться высоких степеней обесцвечивания исследованных красителей при концентрации пероксида водорода 1-2 г/л (рис. 4).

а, % а, %

Рис. 4. Зависимость степени обесцвечивания красителей при Fe2+/H202 (а) и Fe3+/H202 (б) от концентрации пероксида водорода. Исходная концентрация красителей 1,36 г/л, pi 1-2,53 Corafix Yellow 3RF (1), Rafafix Red 3BS (2), Synozol Blue KHL (3)

Учитывая, что сточные воды текстильных производств на сбросе, как правило, имеют температуру около 60°С, были проведены эксперименты по определению степени обесцвечивания красителей с помощью реактива Фентона при повышении температуры исходных модельных растворов красителей до 60 °С. Установлено, что скорость окислении красителя Corafix Yellow 3RF увеличивалась, а степень обесцвечивания возрастала на 3,59 и 7,01 % при использовании систем Кс2+/11202 и Fe3+/H202 соответственно.

Помимо степеней обесцвечивания красителей, были определены значения ХПК до и после обработки растворов реагентом Фентона (Fe в виде FeSO,»), а также остаточные концентрации железа (CFe, мг/л). Эти эксперименты проведены в условиях, когда достигается максимальное обесцвечивание красителей - концентрации пероксида водорода 10 г/л, железа-100 мг/л и рН=2,5-3.

Таблица 4. ХПК (мгО/л) и концентрации железа до и после обработки реактивом _ Фентона (Fe27H2Q2) _

Исходные значения Конечные значения

№ Название красителя Скр, ХПК, CFe, Скр, ХПК, CFe.

мг/л мгО/л мг/л мг/л мгО/л мг/л

1 Corafix Yellow 3RF 1500 20 352 0,13

2 Rafafix Red 3BS 1085 0,10 292 0,14

3 Synozol Blue HF-2GL 1690 0,10 364 0,22

4 Turquoise Blue G 2360 1160 1330 77,90

5 Cibacron Yellow LS-R 1360 1195 100 400 884 11,20

6 Cibacron Red LS-6G 1125 8 224 0,04

7 Cibacron Blue LS-3R 1070 40 985 0,29

8 Indanthrone Green FFB 1465 990 1150 82,10

9 Lamprsion orange H3R 2225 1230 1305 92,30

Относительно высокие значения ХПК для Corafix Yellow 3RF, Rafafix Red 3BS, Synozol Blue HF-2GL, Cibacron Red LS-6G и Cibacron Blue LS-3R могут служить косвенным доказательством того, что их окислительная деструкция протекает достаточно глубоко с образованием продуктов, подверженных окислению в жестких условиях арбитражного способа определения ХПК. Деструкция Cibacron Yellow LS-R протекает менее интенсивно, о чем свидетельствуют эффективность обесцвечивания ~ 70,6% и значение ХПК. В отноше-

нии красителей Turquoise Blue G, Indanthrone Green FFB и Lamprsion Orange H3R окислительная деструкция малоэффективна.

Эффективное окисление красителей протекает в кислой среде. Однако такие воды не могут быть сброшены в природные водоемы или городскую канализационную сеть. Под-щелачивание этих растворов приводит к выпадению осадка гидроксида железа (коагулянта), который в дальнейшем необходимо утилизировать. Предложено обработать отделенный от растворов шлам кислотой и повторно использовать полученный кислый раствор соли железа в Фецтон-процессе для обесцвечивания растворов красителей (рис. 5).

Рис. 5. Организация процесса регенерации железосодержащих шламов

Предложенный прием был пятикратно повторен в отношении красителя Rafafix Red 3BS. После каждого этапа регенерации контролировали степень обесцвечивания раствора красителя, ХПК обесцвеченного раствора и остаточную концентрацию железа (табл. 5).

Таблица 5. Обесцвечивание раствора Rafafix Red 3BS (С11ач=1,36 г/л), регенерированным сульфатом железа (II) в присутствии Н202 (10 г/л) при рН=2,5-3 и исходной концен-__трации Fe2+ 50 мг/л___

Регенерат ХПК, мгО/л Сост. (красителя), мг/л Сост (Fe2+), мг/л

Исходный сульфат железа 292 0,10 0,14

Регенерат 1 535 0,10 0,12

Регенерат 2 644 0,12 0,13

Регенерат 3 705 0,13 0,13

Регенерат 4 606 0,11 0,12

Регенерат 5 510 0,11 0,13

Из представленных в табл. 5 данных следует, что ХПК очищенной воды при использовании регенерированной соли железа увеличивается приблизительно вдвое, оставаясь практически постоянным при 5-кратной регенерации. Это можно объяснить тем, что регенерат содержит «осколки» молекул красителя, вносящие вклад в показатель ХПК. Однако постепенного накопления их в шламе не происходит, поскольку максимальное содержание продуктов окислительной деструкции в шламе ограничено концентрацией коагулянта (гидроксида железа) в системе. Такая организация процесса очистки позволит уменьшить расход соли железа и значительно снизить объем подлежащих захоронению шламов. Показатель ХПК (— 600 мг02/л) позволяет направить обесцвеченную воду в городской коллектор или на стадию дополнительной биологической очистки (включая биопруды).

В гетерогенной системе, содержащей пероксид водорода и магнетит, также протекают окислительно-деструктивные превращения красителей. Экспериментально обнаружено,

что степень обесцвечивания увеличивается с увеличением дозы пероксида водорода и магнетита. Отмечено, что обесцвечивание красителей в гетерогенной системе Fe304/H202 протекает значительно медленнее (в течение 5-6 часов), чем в присутствии Fe(II) и Fe(lII) в ионной форме. И в этом случае красители Turquose Blue G; Cibacron Yellow LS-R-HC, In-danthrone Green FFB и Lamprsion Orange H3R достаточно устойчивы к воздействию реактива Фентона с участием магнетита, их степени обесцвечивания не превышают 20 %.

Установлено, что Фентон-окисление применимо в достаточно широком диапазоне начальных концентраций красителей (вплоть до 2,5 г/л) для Corafix Yellow 3RF, Rafafix Red 3BS, Synozol Blue KHL и Cibacron Blue LS-3R-HC при pH=2-3 и концентрации пероксида водорода 2-5 г/л. Для Turquose Blue G, Indanthrone Green FFB н Lamprsion Orange H3R степени обесцвечивания постоянны и низки, независимо от их начальной концентрации в модельных растворах в изученных диапазонах концентраций.

В ряде публикаций в качестве реактива Фентона использовали водорастворимые комплексы железа в присутствии пероксида водорода с тем, чтобы избежать образования осадков гидроксидов Fe(II) и Fe(III). Одним из комплексонов, образующих водорастворимые хелаты с Fe2+ и Fe3+ в широком диапазоне pH (вплоть до рН=8) является динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA).

Представленные на рис. 6 графики зависимости степени обесцвечивания красителей от дозы железа в форме HFeEDTA, иммобилизованного на угле NORIT, показывают, что эффективность окисления снижается в среднем в 2 раза при увеличении pH от 2 до 6.

мг Fe/r угля мг Fe/r угля

Рис. 6. Зависимость обесцвечивания красителей от дозы HFeEDTA с использованием угля NORIT; при рН=2 (а) и при рН=6 (б): Corafix Yellow 3RF (1), Rafafix Red 3BS (2), Synozol

Blue KHL (3)

Аналогичные зависимости получены при использовании углей ФАС и КАД. Время максимального окисления красителей составляет 4 дня.

В табл. 6 представлены константы скоростей окисления некоторых красителей в предположении, что процесс является реакцией псевдопервого порядка.

Таблица 6. Константы скорости окисления красителей (кэфф., с"1)

Краситель H202 система Fe2+/H202 система Fe3+/H202 система NORIT/H2O2 HFeEDTA/ NORIT

Corafix Yellow 3RF 7,21xl0"7 4,32x10"4 4,15x10"* 4,61 xl О"6 2,3 Iх Ю"5

Rafafix Red 3BS 1,09 xlO"6 7,06x10"4 6,28x10^ 4,46хЮ"6 4.53* Ю-5

Synozol Blue KHL 1,28x10"5 5,55x10-" 5,43 xlO4 1,95x10"" 2,89х 10'5

Качественная оценка превращений органических красителей в результате их деструкции

Химические превращения, которые претерпевают молекулы красителей в ходе окислительной деструкции, чрезвычайно сложны. Результатом этих превращений является не только разрушение хромофорных групп и, как следствие, обесцвечивание растворов, но и, вероятно, разрушение бензольных, нафталиновых, антрахиноновых и других группировок, входящих в состав исходных молекул. Для подтверждения этой гипотезы был использован метод электронной спектроскопии водных растворов красителей в ультрафиолетовой и видимой областях спектра.

При получении спектров электронного поглощения в данной работе не преследовалась цель идентификации органических соединений, присутствующих в исходных растворах красителей или образовавшихся в результате их деструкции. Однако сопоставление спектров позволяет на качественном уровне судить о том, какие составные части органических молекул (нафталиновые, бензольные, антрахиновые и т.д.) подверглись полному или частичному разрушению.

На рис. 7 представлены в качестве примера электронные спектры поглощения исходных красителей Corafix Yellow 3RF и Lamprsion Orange H3R и растворов, образовавшихся в результате их обесцвечивания анолитом и реактивом Фентона.

Электронный спектр поглощения раствора Corafix Yellow 3RF (рис. 7-а), обработанного анолитом, свидетельствует о неполном разложении нафталиновых группировок и глубокой деструкции бензольных колец, триазина и хромофорной группировки. Использование реактива Фентона приводит к глубокой деструкции молекулы красителя, о чем свидетельствует отсутствие выраженных полос поглощения на электронных спектрах.

Электронный спектр поглощения Lamprsion Orange H3R (рис. 7-6) не претерпевают столь существенных изменений в результате обработки растворов этого красителя окислителями и в растворе обнаруживаются достаточно высокие концентрации исходных функциональных и хромофорной группировок.

;>:грн£1Ж1шва;э:груп1шрйБЕа ......1 — 2

I > ,чбяполышrpvrcmipcBEa

\ V \

\ \ .х ^аафталиковаа группировка

хромофорная группировка

Ч..../Л 1 / \

Н/ \

» , \ V \ .1

3 \ \ /

\ / \ г "х

210 250 301 333 «1 514 6С0 ?!4 500

бензольнаягругсшровка

f"\ >- \ / \ \

хл

\ \ /Л \ ^ \

ч ^

.^хромофорная группировка

\ 2

258 300 333 401 514 600 7« Ш

Рис. 7. Электронный спектр красителя Corafix Yellow 3RF (а) и Lamprsion Orange H3R (б) 1 - исходный раствор красителя, 2 - после обработки анолитом, 3 — после обработки реактивом Фентона

Оценка токсичности растворов красителей методами биотестирования

Положительные результаты, полученные при обесцвечивании кислых и активных красителей, дают основание предполагать, что произошла окислительная деструкция красителей. Однако обесцвечивание красителей не может служить доказательством того, что в результате деструкции произошла эффективная очистка воды. Поэтому было предпринято определение токсичности исходных и обесцвеченных растворов биологическими методами контроля с использованием в качестве тест-объектов дафиий Daphnia Magna и водоросли Scenedesmus quadricauda. В качестве показателей острой токсичности использовали безопасную (БКР) и летальную (JIKP) кратности разбавления растворов (табл. 7).

Таблица 7. Результаты биотестирования исходных и обесцвеченных растворов красителей

Краситель Критерий токсичности Исходный раствор После обработки реактивом Фентона с последующим подщелачиванием После обработки анолитом После обработки HFeEDTA/ NORIT

Corafix Yellow 3RF Дафнии

БКР 246 20 75 75

ЛКР 104 2 14 14

Водоросли

БКР 127 7 32 20

ЛКР 65 1 13 5

Rafafix Red 3BS Дафнии

БКР 262 73 103 71

ЛКР 72 3 29 10

Водоросли

БКР 128 16 60 30

ЛКР 52 3 25 4

Дафнии

БКР 991 123 242 118

Synozol Blue ЛКР 90 2 69 30

HF-2GL Водоросли

БКР 216 17 163 55

JIKP 50 4 58 27

Дафнии

БКР 313 6 41

Turquoise JIKP 44 1 4

Blue G Водоросли

БКР 130 3 16

JIKP 37 1 3

Дафнии

БКР 421 32 105

Indanthrone JIKP 57 7 28

Green FFB Водоросли

БКР 181 12 54

JIKP 44 4 28

Дафнии

БКР 233 25 228

Lamprsion Or- JIKP 64 5 46

ange H3R Водоросли

БКР 124 12 107

JIKP 20 3 43

Результаты биотестирования показали, что наиболее значительно токсичность модельных растворов красителей снижается после их обработки с помощью реактива Фенто-на. При введении в модельный раствор красителей анолита их токсичность также снижается, однако при этом обесцвеченные растворы сохраняют определенную токсичность как в отношении дафний, так и в отношении водорослей.

Острая токсичность красителей изменяется в рядах:

Synozol Blue HF-2GL > Cibacron Red LS-6G = Cibacron Blue LS-3R = Indanthrone Green FFB > Cibacron Yellow LS-R > Turquoise Blue G > Corafix Yellow 3RF = Rafafix Red 3BS = Lamprsion Orange H3R (для дафний);

Synozol Blue HF-2GL > Cibacron Red LS-6G > Indanthrone Green FFB = Cibacron Yellow LS-R > Turquoise Blue G = Corafix Yellow 3RF = Rafafix Red 3BS ~ Lamprsion Orange H3R > Cibacron Blue LS-3R (для водорослей).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основании сравнительного исследования методов обесцвечивания и деструкции установлены физико-химические закономерности для создания технологий очистки вод от красителей различных типов - Corafix Yellow 3RF, Rafafix Red 3BS, Synozol Blue KHL, Turquose Blue G, Cibacron Yellow LS-R-HC, Cibacron Blue LS-3R-HC, Cibacron Red LS-6G-HC, Indanthrone Green FFB, Lamprsion Orange H3R.

2. Установлено, что наиболее полное (выше 90%) обесцвечивание всех исследованных красителей в диапазоне низких концентраций (до 150 мг/л) достигается при использовании коагулянтов FeCh и A12(S04)3 в диапазоне рН 5-6.

3. Показано, что окисление красителей пероксидом водорода неэффективно. Для обесцвечивания и деструкции индивидуальных красителей в области высоких концентра-

ций (около 1400 мг/л) следует использовать реактив Фентона - пероксид водорода в присутствии солей железа (II) и (III) в кислой среде (рН <4).

4. Установлено, что гетерогенное окисление красителей пероксидом водорода в присутствии FejC^ или активных углей с иммобилизованным комплексом HFeEDTA менее эффективно, чем гомогенное Фентон-окисление.

5. Доказано, что для окислительной деструкции красителей можно использовать раствор нейтрального анолита, синтезируемого электрохимическим методом из раствора поваренной соли.

6. Показано, что малорастворимые красители (дисперсный Lamprsion orange H3R, кубовый Indanthrone Green FFB и активного Turquoise Blue G) не подвержены глубокой окислительной деструкции реактивом Фентона и анолитом.

7. Предложена принципиальная схема очистки растворов красителей, включающая стадии гомогенного окисления реактивом Фентона, коагуляции продуктов окислительной деструкции гидроксидом железа при нейтрализации обесцвеченного раствора с последующей кислотной регенерацией железосодержащего шлама.

8. Методами биотестирования с использованием в качестве тест-объектов дафний (Daphnia magna Straus) и водорослей (Scenedesmus quadricauda) проведено исследование острой токсичности исходных и обесцвеченных растворов красителей. Установлено, что окисление красителей реактивом Фентона обеспечивает меньшую токсичность обесцвеченных растворов, чем окисление анолитом.

9. На основании сопоставления электронных спектров поглощения исходных и обесцвеченных растворов красителей подтверждено на качественном уровне, что окисление приводит к глубокой или частичной деструкции бензольных, антрахиноновых, триази-новых, нафталиновых и хромофорных группировок красителей, исключая малорастворимые в воде красители.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах

1. Габленко М.В., Тимашева Н.А., Шалбак А., Ле Туан Шон. Использование электрохимического раствора анолит для очистки сточных вод от синтетических красителей // XXIII Международная конференция молодых ученых «Успехи в химии и химической технологии», Москва, 2008. - T. XXII. - № 13 (93). - С. 44-47.

2. Тимашева Н.А., Габленко М.В., Шалбак А., Ле Туан Шон. Использование алюмок-ремниевого флокулянта-коагулянта для очистки сточных вод от синтетических красителей // XXIII Международная конференция молодых ученых «Успехи в химии и химической технологии», Москва, 2008. - T. XXII. - № 13 (93). - С. 69-71.

3. Кручинина Н.Е., Габленко М.В., Тимашева Н.А., А. Шалбак. Обесцвечиванием красителей в сточных водах электрохимическим окислителем // Экологическая безопасность.-2009,-№1,-С. 10-14.

4. Хомутов А.Н., Клушин В.Н., Шалбак А. и др. Характеристика равновесия сорбции активными углями трехвалентного железа в присутствии эквимолярного количества ди-натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты из водных растворов при рН 1-3 // Прикладная химия. - 2010. - Т. 83. - Вып. 4. - С. 573-579.

Подписано в печать 28.05.2010. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая.

Усл.печ.л. 0,93. Уч.-изд.л. 1,03 Тираж 95 экз. Заказ 2141

ГОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет

Отпечатано на полиграфическом оборудовании кафедры экономики и финансов ГОУ ВПО «ИГХТУ» 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7

Содержание диссертации, кандидата химических наук, Шалбак Аммар

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Теория цветности

1.2. Классификация красителей

1.3 Проблема охраны окружающей среды, вызванная текстильными сточными водами

1.4. Методы очистки сточных вод от красителей

1.4.1 Физико-химические методы

1.4.2 Химические методы

1.4.3 Электрохимические методы

1.4.4 Advanced Oxidation Processes (AOPs)

1.4.5 Биологическая очистка

1.4.6 Методы химии высоких энергий

1.5. Постановка задачи

Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Объекты исследования

2.2. Методы анализа и проведения эксперимента

2.2.1. Определение концентрации красителей

2.2.2. Определение токсичности растворов методами биотестирования

2.2.3. Методика определения эффективности очистки воды от красителей с помощью коагулянтов

2.2.4. Окисление красителей раствором анолита

2.2.5. Методика обесцвечивания красителей с помощью перокси-да водорода, реактива Фентона и на углеродных носителей

2.3. Статистическая обработка экспериментальных данных

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 3.1. Очистка воды от красителей с помощью коагулянтов

3.2. Очистка воды от красителей с помощью окислителей

3.2.1. Окисление красителей с помощью раствора анолита, синтезируемого электрохимическим методом из водного раствора хло- 71 рида натрия

3.2.2. Окисление красителей пероксидом водорода

3.2.3. Окисление красителей с помощью реактива Фентона

3.3. Сорбция красителей на активных углях и каталитическое окисление красителей на углеродных носителях

3.4. Оценка токсичности растворов методом биотестирования

3.5. Качественная оценка превращений органических красителей в результате их деструкции

Введение Диссертация по биологии, на тему "Сравнительное исследование процессов обесцвечивания и деструкции красителей"

Загрязнение окружающей среды, в том числе источников водоснабжения, представляет собой реальный фактор, оказывающий существенное негативное влияние на здоровье человека. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) от использования недоброкачественной питьевой воды ежегодно в мире страдает каждый десятый житель планеты. До 50% речного стока мира ежегодно подвергается антропогенному воздействию, в том числе и в результате сброса сточных вод. Высокая загрязнённость водоисточников, неэффективные технологии водоподготовки и водоочистки - основные причины неудовлетворительного качества питьевой воды.

Очистка сточных вод текстильной промышленности представляет серьезную проблему. Для очистки воды от органических соединений (в частности от красителей) существует множество методов, однако многие из них не являются достаточно эффективными. Поэтому разработка новых методов и технологий снижения токсичности подобных стоков чрезвычайно актуальна.

Красители, образуют сточные воды, характерной особенностью которых является их интенсивная окраска. Как известно, красители широко применяют в крашении изделий из целлюлозных, шерстяных и полиамидных волокон, а также из смеси этих волокон с другими химическими волокнами. Для получения красивых, ярких расцветок с хорошими показателями устойчивости окрасок используют более 10000 различных красителей, имеющих различное строение и различные физико-химические свойства, что обуславливает необходимость использования для их обесцвечивания (деструкции) различных методов очистки.

Таким образом, целью работы являлось установление физико-химических процессов обесцвечивания и деструкции красителей.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Шалбак Аммар

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

3. Показано, что окисление красителей пероксидом водорода неэффективно. Для обесцвечивания и деструкции индивидуальных красителей в области высоких концентраций (около 1400 мг/л) следует использовать реактив Фен-тона - пероксид водорода в присутствии солей железа (II) и (III) в кислой среде (рН <4).

4. Установлено, что гетерогенное окисление красителей пероксидом водорода в присутствии Рез04 или активных углей с иммобилизованным комплексом HFeEDTA менее эффективно, чем гомогенное Фентон-окисление.

9. На основании сопоставления электронных спектров поглощения исходных и обесцвеченных растворов красителей подтверждено на качественном уровне, что окисление приводит к глубокой или частичной деструкции бензольных, антрахиноновых, триазиновых, нафталиновых и хромофорных группировок красителей, исключая малорастворимые в воде красители.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата химических наук, Шалбак Аммар, Москва

1. Большая Советская Энциклопедия. 3-е изд. - Москва. - 1969-1978 г.

2. Желтов А.Я. Теория цветности органических соединений. Свойства возбужденного состояния молекул и его дезактивации / А.Я. Желтов, В.П. Перевалов. М.: Издательство "КолосС", 2010.

3. Краснобородько И. Г. Деструктивная очистка сточных вод от красителей / И.Г. Краснобородько. Л.: Химия, 1988. - 192 с.

4. Попова В.И., Нефедова Е.Б. Охрана окружающей среды и проблемы токсикологии в химической технологии химических материалов / В.И. Попова, Е.Б. Нефедова // Журн. ВХО им.И.И.Менделеева. М., 1981. - Т. 26. - № 4. - С. 88-93.

5. Когановский А.А. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении / А.А. Когановский и др.. М.: Химия, 1983. - 238 с.

6. Advanced oxidation processes (АОР) for water purification and recovery / Andreozzi R. and others. // Catalysis Today. 1999. - № 53. - PP. 51-59.

7. Торошниченков H.C. Техника защиты окружающей среды / Н.С. Торо-чешников, А.И. Родионов, Н.В. Кельцев. -М.: Химия, 1981. 367 с.

8. Родионов А. И. Технологические процессы экологической безопасности / А.И. Родионов, В.Н. Клушин, В.Г. Систер. Калуга: Издательство Н. Ф. Бочкаревой, 2007.- 800 с.

9. Шал буев Д.В. Методы очистки сточных вод после процесса крашения. Методическое указание к выполнению лабораторных работ. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2001.-46 с.

10. Gurses Ahmet. Removal of Remazol Red RB by using Al(III) As coagu-lant-flocculant: effect of some variables on settling velocity / Gurses Ahmet, Yalcin Mehmet, Dogar Cetin // Water, Air and Soil Pollut. 2003. - Vol. 146. - № 1-4. -PP. 297-318.

11. Decolorization and COD reduction of dyeing wastewater from a cotton textile mill using thermolysis and coagulation / Pradeep Kumar and others. // J. Hazardous Mater. 2008. - Vol. 153. - № 1. - PP. 635-645.

12. Electro-coagulation of reactive textile dyes and textile wastewater / A. Alinsafi and others. // Chem. Eng. and Process. 2005. - Vol. 44. - № 4. - PP. 461470.

13. Солдаткина JI.M. Флотационная очистка сточных вод кожевенного предприятия / JL М. Солдаткина, В. В. Менчук, С. А. Левандовская // Вестник Одесского национального университета. Химия. 2004. — Т. 9. - Вып. 2. - с. 5159.

14. Солдаткина JI. М. Выделение кислотных красителей из водных растворов флотационным методом / JI.M. Солдаткина, Е.М. Менчук // Экология окружающей среды стран СНГ. Электрон, журн. - Режим доступа: http://www.ecologylife.ru/

15. Removal of cationic dyes from aqueous solution using an anionic poly-glutamic acid-based adsorbent. / B. Stephen and others. // Journal of Hazardous Materials. 2006. - Vol. 137. -№ l.-PP. 226-234.

16. Remediation of Dyes in Textile Effluent: A Critical Review on Current Treatment Technologies with a Proposed Alternative. / Robinson T. and others. // Bioresource Technology. 2001. - Vol. 77. - №3. - PP. 247-255.

17. Pearce С. I. The Removal of Colour from Textile Wastewater Using Whole Bacterial Cells: A Review. / C.I. Pearce, J.R. Lloyd, J.T. Guthrie // Dyes and Pigments.-2003. Vol. 58.-PP. 179-196.

18. Armagan Bulent. Clay mineral batch process for color removal of textile wastewaters. / Armagan Bulent // J. Environ. Sci. and Health. A. 2003. - Vol. 38. -№ 10. PP. 2251-2258.

19. Huan-Jung Fan. Decolorization of acid black 24 by the FeGAC/H202 process / Huan-Jung Fan, Hung-Yee Shu, Kiyohiko Tajima // J. Hazar. Materials. 2006. -Vol.B128.-PP. 192-200.

20. Electrochemical degradation of Amaranth aqueous solution on ACF / Li Fan and others. // Journal of Hazardous Materials. 2006. - Vol. В137. - PP. 11821188.

21. Никифоров M.T. Локальная физико-химическая очистка сточных вод от красителей и ПАВ: дис.к.х.н. / М.Т. Никифоров; Ленинградский инженерно-строительный институт. Ленинград. - 1984. - 219 с.

22. Treatment of textile wastewater by heterogeneous Fenton process using a new composite Fe203/carbon / T.L.P. Dantas and others. // Chemical Engineering Journal. 2006. - Vol. 118.-PP. 77-82.

23. Koyuncu Ismail. Reuse of reactive dyehouse wastewater by nanofiltration: process water quality and economical implications / Koyuncu Ismail, Topacik Din-cer, Yuksel Ebubekir // J. Separ. and Purif. Technol. 2004. - Vol. 36. - № 1. PP. 77-85.

24. Decomposition of anthraquinone dye acid blue 62 by the decoloration of textile wastewater by advanced oxidation process / Perkowski Jan and others. // Fibers and Text. East. Eur. 2003. - Vol. 11. - № 2. - PP. 88-94.

25. Tratamiento de aguas y aguas residuales mediante la utilización de Procesos de Oxidación Avanzada / E. Chamarro and others. // Química & Industria.- 1996.-Vol. l.-PP. 28-32.

26. Namboodri С G. Decolorizing dyes with chlorine and ozone: Part II. / C.G. Namboodri, W.S. Perkins and W.K. Walsh // Amer Dyestuff Rep. 1994. - Vol. 83.- № 4. PP. 17-25.

27. Namboodri С G. Decolorizing dyes with chlorine and ozone: Part I. / C.G. Namboodri, W.S. Perkins and W.K. Walsh // Amer Dyestuff Rep. 1994. - Vol. 83.- № 3. PP. 17.

28. Omura T. Design of chlorine fast reactive dyes, Part IV:Degradation of amino containing azo dyes by sodium hypochlorite / T. Omura, Y. Kayane and Y. Tezuka // Dyes Pigments. 1994. - Vol. 26. № 1. - pp. 33-36.

29. Enzymatic removal of toxic phenols and anilines from wastewaters / A.M. Klibanov and others. // J Appl Biochem. 1980. -№ 2. - PP. 414-421.

30. Oxidative degradation of aqueous phenol effluent with electrogenerated Fenton's reagent / Masao Sudoh and others. // World congress III of chemical engineering. -Tokyo. 1986.

31. Simultaneous photodegradation and Ozonation pIusUV radiation of phenolic acids — Major pollutants in agroindustrial wastewaters / F.J. Benitez and others. // J. Chem. Technol. Biotechnol. 1997. - Vol. 70. - PP. 253.

32. Andreozzi R. Ozonation of p-chlorophenol in aqueous solution / R. An-dreozzi, R. Marotta // J. Hazard. Mater. 1999. - Vol. 69. № 3. - PP. 303-317.

33. Hoigne J. The role of hydroxyl radical reaction in ozonation processes in aqueous solutions / J. Hoigne, H. Bader // Water Res. 1976. - № 10. - PP. 377-386.

34. Horning R.H. Textile Dyeing Wastewater: Characterization and Treatment / R.H. Horning // American Dye Manufacturers Institute. New York. - 1978. - PP. 222.

35. Szpyrkowicz L. Comparative study on oxidation of disperse dyes by electrochemical process, ozone, hypochlorite and Fenton reagent / L. Szpyrkowicz, C. Juzzolino, S.N. Kaul // Water Res. 2001. - Vol. 35. - № 9. - PP. 2129-2136.

36. Thornton T.D. Phenol oxidation pathways in supercritical water / T.D. Thornton, P.E. Savage // Ind. Eng. Chem. Res. 1992. - Vol. 31. - № 11. - PP. 2451-2456.

37. Joglekar H.S. Kinetics of wet air oxidation of phenol and substituted phenols / H.S. Joglekar, S.D. Samant, J.B. Joshi // Water Res. 1991. - Vol. 25. № 2. -PP. 135-145.

38. Lin S.H. Wet air oxidation and activated sludge treatment of phenolic wastewater Journal of environmental science and health. Part A / S.H. Lin, T.S. Chuang // Environmental science and engineering. 1994. - Vol. 29. - №. 3. — PP. 547-564.

39. Naumczyk J. Electro-chemical treatment of textile wastewater / J. Naumc-zyk, L. Szpyrkowicz, Zillio-Grandi // Water Sci Technol. 1996. - Vol. 34. № 11. -PP. 17-24.

40. Dogan D. Electrochemical oxidation of textile dye indigo / D. Dogan, H. Turkdemir // J. Chem. Technol. and Biotechnol. 2005. - Vol. 80. - № 8. - PP. 916923.

41. Electrochemical degradation of bromopyrogallol red in presence of cobalt ions / Chen J. and others. // Chemosphere. 2003. - Vol. 53. - № 9. - PP. 11311136.

42. Ihos M. Use of dimensionally stable anodes for the electrochemical treatment of textile wastewaters / M. Ihos, G. Bocea, A. Iovi // Bui. sti. Univ. "Politehn." Timisoara. Ser. Chim. si ing. med. 2005.- Vol. 50. - № 1. - PP. 83-86.

43. Electrochemical degradation of Amaranth aqueous solution on ACF / Fan Li and others. // J. Hazardous Mater. 2006. - Vol. 137. - № 2. - PP. 1182-1188.

44. Evaluation of a novel electrochemical pilot plant process for azodyes removal from textile wastewater / Sakalis Anastasios and others. // J. Chem. Eng. -2005.-Vol. 111. № l.-PP. 63-70.

45. Glase W.H. The chemistry of water treatment processes involving ozone, hydrogen peroxide and ultraviolet / W.H. Glase // Ozone Science and Engineering. 1987.-Vol. 9-№4.-PP. 23.

46. Beltran F J. Tratamiento de aguas mediante oxidación avanzada (I): Procesos con ozono, radiación ultravioleta y combinación ozono/radiación ultravioleta / F.J. Beltran, M. Gonzales, P. Alvares P. // Ingeniería Química. 1997. - Vol. 331. PP. 161-168.

47. Munter R. Advanced oxidation processes (AOPs): Water treatment technology for the twenty-first century / R. Munter and others. // Kemia. Kemi. 2001. Vol. 28. №5.-PP. 354-362.

48. William H. Glaze Advanced oxidation processes. Description of a kinetic model H202/03 / William H. Glaze, Joon Wun Kang // Ind. Eng. Chem. Res. 1989 -Vol. 28.-№ 11.-PP. 1573-1580.

49. Balcioglu I.A. Partial oxidation of reactive dyestuffs and synthetic textile dye-bath by the 03 and O3/H2O2 processes / I.A. Balcioglu, I. Arslan // Water Science and Technology. 2001 - Vol. 43. № 2. PP. 221-228.

50. Staehelin J. Decomposition of ozone in water: rate of initiation by hydroxide ions and hydrogen peroxide / J. Staehelin, J. Hoigne // Environ. Sci. Technol. -1982.-Vol. 16. №10.-PP. 676-681.

51. Sychev A. Y. Iron compounds and the mechanisms of the homogeneous catalysis of the activation of C^and H2O2 and of the ativation of organic substrates / A.Y. Sychev, V.G. Isak // Russian Chemical Reviews. 1995. № 64. - PP. 11051129.

52. Lin S.H. A continuous process for treatment of textile wastewater / S.H. Lin, C.F. Feng // Environ Technol. 1995. - Vol. 16. - № 7. - PP. 693-699.

53. Comparison of disperse and reactive dye removals by chemical coagulation and Fenton oxidation / T.H. Kim and others. // J Hazard Mat. 2004. - Vol. 112.-№. l.-PP. 95-103.

54. Oxidative decolourisation of textile waste water with advanced oxidation proceses in Chemical Oxidation / K.H. Gregor and others. // Technologies for the Nineties. 1992. - Vol. 2. - PP. 161-193.

55. Sayal V. Dyeing of cotton fabric with reactive dyes using hydrogen peroxide renovated spent dyebath water / V. Sayal // Text Chem Col. 1998. - Vol. 30. -№ l.-PP. 17-19.

56. Meric Sureyya Removal of color and COD from a mixture of four reactive azo dyes using fenton oxidation process / Meric Sureyya, Kaptan Deniz, Tunay Olcay // J. Environ. Sci. and Health. A. 2003. -Vol. 38. - № 10. - PP. 2241-2250.

57. Hassan M.M. Decolourisation of aqueous dyes by sequential oxidation treatment with ozone and Fenton's reagent / M.M. Hassan, С.J. Hawkyard // J Chem Technol Biotechnol. 2002. - Vol. 77. - № 7. - PP. 834-841.

58. Sun Y. Photochemical reactions involved in the total mineralization of 2,4-D by Fe3+/H202/UV / Sun Y., Pignatello J.J. // Environ. Sci. Technol. 1993. - Vol. 27.-№2.-PP. 304-310.

59. Hydroxyl radical formation in aqueous reactions (pH 3-8) of iron(II) with hydrogen peroxide: the photo-Fenton reaction / Zepp L. and others. // Environ. Sci. and Technol. 1992. - № 26. - PP. 313-319.

60. Huan-yan Xu. A novel catalyst in mineral-catalyzed Fenton-like system for dyeing wastewater discoloration / Huan-yan Xu, Murari Prasad. // Journal of Hazardous Materials. 2009. - Vol. 65. - PP. 1186-1192.

61. Photo-assisted fenton mineralization of an azo-dye acid black 1 using a modified laponite clay-based Fe nanocomposite as a heterogeneous catalyst / Oliver Sze Nga Sum // Topics in Catalysis. 2005. - Vol. 33. - № 1-4ю - PP. 233-242.

62. Очистка сточных вод красильно-отделочного производства. // Экология. С. 59-6.

63. Safarzadeh-Amiri A. The use of iron in advanced oxidation processes / A. Safarzadeh-Amiri, J.R. Bolton, S.R. Cater // J. Adv. Oxid. Technol. 1996. - Vol. 1. -№ 1, 18-26

64. Пармон B.H. Фотокаталитическое преобразование солнечной энергии / B.H. Пармон // Фотокатализ: Вопросы терминологии. Новосибирск: Наука. -1991.-С. 7-17.

65. Mills A. An overview of semiconductor photocatalysis / A. Mills, S. J. L Hunte //Photochem. Photobiol. A: Chem. 1997. - Vol. 108. - № 1. - PP. 1-35.

66. Linsebigler A.L. Photocatalysis on ТЮ2 surfaces: principles, mechanisms, and selected results'/ A.L. Linsebigler, Lu G., J.T. Yates // Chem. Rev. 1995. - Vol. 95. - № 3. — PP. 735-758.

67. Photocatalyzed transformation of nitrobenzene on Ti02 and ZnO / Minero С // Chemosphere. 1994. - Vol. 28. - PP. 1229-1244.

68. Tang W. Z. UV/Ti02 Photocatalytic oxidation of commercial dyes in aqueous solutions / W.Z. Tang, An H. // Chemosphere. 1995. - Vol. 31. - № 9. - PP. 4157-4170.

69. Li X.Z. Decolorization and biodegradability of dyeing wastewater by a Ti02-sensitized photo-oxidation process / X.Z. Li, M. Zhang // Water Sci Technol. -1996. Vol. 34. - № 9. - PP. 49-55.

70. Фотокаталитическое разложение органических соединений в водной среде на ТЮ2 с добавками Fe и Но / Дж. Ши и др. // Кинетика и катализ. -2008. Т. 49. - № 2. - С. 293-299.

71. Ху Янг-куан. Исследование применения оксидного перовскита для разложения красителей в текстильных сточных водах / Ху Янг-куан // Журнал Хэбэйского университета науки и технологии (Китай). 2005. - Т. 26. - № 4. -С. 281-285.

72. Zhang F. М. Decolourisation of cotton bleaching effluent with wood rotting fungus / F.M. Zhang, J.S. Knapp, K.N. Tapely // Water Research. 1999. -Vol. 33. - № 4. - PP. 919-928.

73. Lee Y. H. Biological decolorization of reactive anthraquinone and phthalocyanine dyes under various oxidation-reduction conditions / Y.H. Lee, R.D. Matthews, S.G. Pavlostathis // Water Environ Res. 2006. - Vol. 78. - №. 2. - PP. 156-169.

74. Biological renovation and reuse of spent reactive dyebaths / S.G. Pavlosthasis // Annual Report, National Textile Center. USA. - 1997. PP. 183-192.

75. Мешалкин В.П. Методы химии высоких энергий в защите окружающей среды / В.П. Мешалкин и др. Уч. пособие. - М.: Химия. - 2008. - 244 с.

76. Ргос. Second Int. Symp. Chemical oxidation: technology for the ninetees / Steven C.Goheen and others. 1992. - PP. 356-367.

77. Картышева JI.И. О механизме радиолиза водных растворов хлорбензола / Л.И. Карташева и др. // ХВЭ. 1998. - Т. 32. - № 4. - С. 250 - 254.

78. Investigation of the Chemical Action of the Gliding and "Point" Arcs Between the Metallic Electrode and Aqueous Solution / Janca J. // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 1999. - Vol. 19. - № 1. - PP. 53-67.

79. Деструкция красителя под действием плазмы барьерного разряда / Н.А. Кувыкин и др. // Сборник научных трудов "Экологические проблемы промышленных городов", Саратов. 2009. - Ч. 1. - С. 274-276.

80. Жмур Н.С. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний (ФР.1.39.2001.00283) / Н.С. Жмур. М.: Изд-во «Акварос», 2001.-246 с.

81. ПНДФ 14. 1:2. 50 96. Определение массовой концентрации общего железа в природных и сточных водах фотометрическим методом с сульфосали-циловой кислотой, Москва.

82. ПНД Ф 14.1:2.93-97. Определение массовой концентрации алюминия в природных и сточных водах фотометрическим методом, Москва.

83. Патент 2142427 Российская Федерация, МКИ C02F1/46. Устройство для электрохимической обработки воды и водных растворов Текст. / Габленко В.Г., Сазонов А.Ф.;-№ 98118534/28; заявл. 12.10.1998 г.; опубл. 10.12.1999 г.

84. Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам / Г.С. Фомин. М., 1995. — 344 с.

85. ПНД Ф 14.1:2:4.210-05. МВИ химического потребления кислорода (ХПК) в питьевых, природных и сточных водах, Москва. — 2005.

86. Кручинина Н.Е. Исследование физико-химических свойств алюмок-ремниевого флокулянта-коагулянта / Н.Е. Кручинина, А.Ф. Моргунов, Н.А. Тимашева // Известия ВУЗов. Химия и хим.технология. — 2005. Т.48. - Вып. 12. -С. 111-114.

87. Экологическая инжиниринговая компания «ЭКОИНЖКОМ»: сайт. URL: http://www.ecoingcom.ru/water/akfk/.

88. Advanced oxidation of acid and reactive dyes: Effect of Fenton treatment on aerobic, anoxic and anjerobic processes / Idil Arslan-Alaton and others. // J. Dyes and Pigments. 2008. - Vol. 78. - PP. 117-130.

89. EEC List of Council Directives 76/4647. European Economic Community. Brussels, Belgium. 1982.

90. Philippe Behra. Chimie des milieux aquatiques. Chimie des eaux naturelles et des interfaces dans environnement / Philippe Behra, Werner Stumm, Guy Ouris-son, Dunob, 2000.

91. Degradation of dye effluent / J. P. Lorimer and others. // Pure Appl. Chem. -2001.-Vol. 73.-№ 12.-PP. 1957-1968.

92. Казицына JI.A. Применение УФ-, ИК-, ЯМР- и масс-спектроскопии в органической химии / JI.A. Казицына, Н.Б. Куплетская. Изд-во Московского университета, 1979. - 240 с.

93. Мухин В.М. Ионообменные свойства высокопрочных углеродных адсорбентов из отходов полиэфирных тканей / В.М., Мухин, А.Н. Хомутов, В.Н. Клушин // Успехи в химии и химической технологии. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2005. Т. 19. - № 6. - С. 7-10.

94. Лоскутов А. И. Деминерализация углеродных адсорбентов плавиковой и соляной кислотами / А.И. Лоскутов, М.С. Кузнецова, Т.Г. Плаченов В кн. Получение структура и свойства сорбентов. Л.: Химия, 1988. С. 15-22.

95. Колышкин Д.А. Активные угли: Свойства и методы испытаний / Д.А. Колышкин, К.К. Михайлова. Справочник. Л.:Химия, 1972. 56 с.

96. Мухин В.М. Активные угли России / В.М. Мухин, В.Н. Клушин, А.В. Тарасов. М.: Металлургия, 2000. 352 с.

97. ТУ 6-16-1917-74. Уголь активный КАД-йодный. Ленинск-Кузнецкий.1974.

98. G. Jurgen. Die Einzatzgebiete von torfaktivkohle / G. Jurgen // Telma. -1990.-Vol. 20.-PP. 157-164.

99. Когановский A.M. Физико-химические методы очистки промышленных сточных вод от поверхностно-активных веществ / A.M. Когановский, Н.А. Клименко. К.: Наукова Думка. 1974 с.

100. G. McKAY. Prediction of multicomponent Adsorption Equilibrium Data using Empirical correlation / G. McKAY, B. AL DURI // Chemical Enginiering Journal. 1989 - Vol. 41. - PP. 9-23

101. Sorption behavior of cationic and anionic dyes from aques solution on dif-fernt types of activated carbons / Y. Al-Dges and others. // Separation science and technology. 2001. - Vol. 36. - PP. 91-102.

102. Ультразвуковой гальванокоагуляционный комплекс очистки загрязненных вод / В.О. Абрамов и др. // Экология и промышленность России. -2009.-№ 10.-С. 2-5.

103. Removal of Acid Orange from water by electrochemically generated Fen-ton's reagent / Ali Ozcan and others. // Journal of Hazardous Materials. 2009. -Vol. 163.-PP. 1213-1220.

Информация о работе

Шалбак Аммар
кандидата химических наук
Москва, 2010
ВАК 03.02.08

Диссертация

Сравнительное исследование процессов обесцвечивания и деструкции красителей - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы