2026 г., № 2 Раздел: Экологизация производства УДК: 628.3
Исследование механизма адсорбционной очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ модифицированным отходом энергетики для снижения антропогенного воздействия на окружающую среду
В статье представлены результаты исследования процесса адсорбции анионных синтетических поверхностно-активных веществ из водных сред отходом энергетики – карбонатным шламом водоподготовки тепловых электрических станций, модифицированным связующим материалом – парафином (ШМП). Сорбционная ёмкость ШМП по додецилсульфату натрия (ДСН) составляет 22,1 мг/г. На основе изотерм Ленгмюра рассчитаны константы адсорбционного равновесия, изостерические теплоты адсорбции, значения свободной энергии Гиббса по уравнению Гиббса-Гельгольца. Установлено, что процесс протекает самопроизвольно. Определены основные термодинамические характеристики процесса адсорбции, на основании которых установлено, что на полученном сорбционном материале протекает физическая адсорбция. Для исследования механизма адсорбции на ШМП проведено экспериментальное определение кинетических показателей процесса. Адсорбция ДСН на ШМП реализуется на 80–90 % в первые 40– 50 мин. Энергия активации адсорбции составляет 7,64 кДж/моль. Полученные результаты исследований могут быть использованы для разработки технологии адсорбционной очистки сточных вод ШМП на этапе локальной очистки сточных вод промышленных предприятий. Предлагаемый подход к очистке водных сред является экологически безопасным, вовлекает отходы энергетики в качестве вторичных материальных ресурсов и позволит снизить антропогенную нагрузку на окружающую природную среду.
1. Шачнева Е.Ю. Поверхностно-активные вещества в объектах окружающей среды. Методы очистки сточных вод. LAP LAMBERT Academic Publishing, 2013. 65 c.
2. Liu X., Zorina T.G. Regional pollution and the geographical distribution of pollution intensive industries in China // Kazan State Power Engineering University Bulletin. 2024. V. 16. No. 3 (63). P. 106–119.
3. Palmer М., Hately Н. The role of surfactants in wastewater treatment: Impact, removal and future techniques: A critical review // Water Res. 2018. V. 147. No. 12. P. 60–72. doi: 10.1016/j.watres.2018.09.039
4. Ильин В.И. Технологические процессы и способы очистки производственных сточных вод. М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2014. 103 с.
5. Siyal А.А., Shamsuddin M.R., Low A., Rabat N.E. A review on recent developments in the adsorption of surfactants from wastewater // Journal of Environmental Management. 2020. V. 254. Article No. 109797. doi: 10.1016/j.jenvman.2019.109797
6. Закиров Р.К., Ахмадуллина Ф.Ю., Балымова Е.С. Перспективы сонохимической обработки сточных вод, содержащих синтетические поверхностно-активные вещества // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 4. С. 111–116. doi: 10.25750/1995-4301-2020-4-111-116
7. Экспериментальные методы в очистке сточных вод: монография / гл. ред. М. ван Лосдрехт, П.Х. Нильсен, К. Лопес-Васкес, Д. Брджанович. Томск: изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2020. 346 с.
8. Kangina O.A., Chernysheva M.G., Badun G.A., Lishai A.V., Tsygankova N.G., Savitskaya T.A., Grinshpan D.D. Anionic surfactant adsorption on activated carbons produced from lignin and modified with cellulose sulfoacetate // Colloid J. 2024. V. 86. P. 33–39. doi: 10.1134/ S1061933X23601117
9. Шабуров Е.Л., Деревянко О.В., Федюхин А.В., Смятская Ю.А., Политаева Н.А. Определение теплотвор-Ю.А., Политаева Н.А. Определение теплотвор-Ю.А., Политаева Н.А. Определение теплотвор-.А., Политаева Н.А. Определение теплотвор-А., Политаева Н.А. Определение теплотвор-., Политаева Н.А. Определение теплотвор-Политаева Н.А. Определение теплотвор-Н.А. Определение теплотвор-Н.А. Определение теплотвор-.А. Определение теплотвор-А. Определение теплотвор-. Определение теплотвор-Определение теплотвор-теплотвор-теплотворной способности отработанных сорбентов из остаточной биомассы Chlorella Sorokiniana и ряски Lemna minor // Известия высших учебных заведений. Проблемы энер-высших учебных заведений. Проблемы энер-высших учебных заведений. Проблемы энер-учебных заведений. Проблемы энер-учебных заведений. Проблемы энер-заведений. Проблемы энер-заведений. Проблемы энер-. Проблемы энер-Проблемы энер-энер-энергетики. 2019. Т. 21. № 3-4. С. 113–121.
10. Siyal A.A., Shamsuddin M.R., Rabat N.E., Zulfiqar M., Ayoub M., Azizli K.A. Removal of anionic surfactant sodium dodecylbenzenesulfonate from water using fly ash adsorbent // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2018. V. 458. Article No. 012043. doi: 10.1088/1757899X/458/1/012043
11. Solińska A., Marchewka J., Sitarz M., Bajda T. Infrared spectroscopy: the key to elucidating the sorption mechanism of surfactants, dyes and pharmaceuticals on mineral composite material // Spectrochimica Acta A Mol. Biomol. Spectrosc. 2023. V. 299. Article No. 122758. doi: 10.1016/j.saa.2023.122758
12. Mkilima T., Zharkenov Y., Utepbergenova L., Abduova A., Sarypbekova N., Smagulova E., Abdukalikova G., Kamidulla F., Zhumadilov I. Harnessing graphene oxide-enhanced composite metal-organic frameworks for efficient wastewater treatment // Water Cycle. 2024. V. 5. P. 86–98. doi: 10.1016/j.watcyc.2024.02.005
13. Zou M., Zhang H., Miyamoto N., Kano N., Okawa H. Adsorption of an anionic surfactant (sodium dodecyl sulfate) from an aqueous solution by modified cellulose with quaternary ammonium // Polymers (Basel). 2022. V. 14. No. 7. Article No. 1473. doi: 10.3390/polym14071473
14. Стрельцова Е.А., Гросул А.А. Адсорбция додецилсульфата натрия, хлорида додециламмония и Твинов из водных растворов на парафине // Сорбционные и хроматографические процессы. 2014. Т. 14. Вып. 1. С. 129–137.
15. Николаева Л.А., Исхакова Р.Я. Адсорбционная очистка газовых выбросов отходом производства от оксидов азота // Наука и техника в газовой промышленности. 2023. № 1 (93). С. 99–106.
16. Dolganov A.V., Balandina A.V., Chugunov D.B., Timonina A.S., Klimaeva L.A., Shingina V.V., Knyazev A.V. Kinetic and thermodynamic characteristics of the sorption of fluoride ions using a composite based on cellulose and alumina // Russ. J. Phys. Chem. 2020. V. 94. P. 2121–2125. doi: 10.1134/S0036024420100076
17. Сютова Е.А., Джигола Л.А. Исследование кинетических закономерностей твёрдофазного концентрирования ионов кальция природными сорбентами // Сорбционные и хроматографические процессы. 2020. Т. 20. № 1. C. 64–78. doi: 10.17308/sorpchrom.2020.20/2381
18. Yakovleva A.A., Nguyen T.T. Characteristics of sorption on surfaces of river sands with the participation of iron(III) ions // Russ. J. Phys. Chem. 2021. V. 95. P. 1216–1221. doi: 10.1134/S0036024421060285
Сведения о финансировании:
Работа выполнена за счёт предоставленного в 2025 году Фондом науки и технологий Республики Татарстан гранта на осуществление фундаментальных и прикладных научных работ в научных и образовательных организациях, предприятиях и организациях реального сектора экономики Республики Татарстан № 9 от 01.12.2025.
В статье предложена технология очистки озера Большое Голубое (Российская Федерация, Республика Татарстан) карбонатным шламом – отходом водоподготовки, образующимся на тепловых электрических станциях. Озеро Большое Голубое претерпело сильное антропогенное воздействие в результате непродуманных гидротехнических мероприятий. Последствия негативного воздействия выражаются в уничтожении мест обитания представителей водной растительности и организмов бентоса, а также изменении химического состава воды. Поверхностное внесение отхода теплоэнергетики – щелочного карбонатного шлама в водоём озера позволит изменить химический состав воды путём нейтрализации закисленных вод озера, что повлечёт за собой восстановление естественной флоры и фауны водоёма. Установлена сорбционная способность шлама по отношению к различным примесям, которая позволяет повышать эффективность естественной биологической очистки водоёма и проводить адсорбционную очистку озера от различных примесей.
ISSN 1995-4301
Выбор параметров просмотра
