Виды сорбентов
К природным материалам, использующимся в процессах очистки загрязненных стоков, относят:
- кварцевый песок,
- мел,
- диатомит,
- антрацитовую крошку,
- опоку,
- трепела,
- цеолит,
- доломит,
- магнетит и др.
Свойства природных сорбентов во многом определяются их физическими показателями:
Объемный вес природных сорбентов сильно зависит от влажности материалов.
Максимальный объемный вес для природных сорбентов не превышает 1,5 г/ см3, а для хороших сорбентов он равен 0,5 г/см3.
Истинный удельный вес природных сорбентов определяется природой минеральных и органических компонентов конкретного материала. Величины истинного удельного веса природных сорбентов находятся в диапазоне 1,6-2,7 г/см3.
Природные сорбенты обладают развитой удельной пористостью и высокой способностью к адсорбции за счет малого объемного веса и большой естественной пористости. Эти свойства обуславливают широкое распространение природных сорбентов в промышленности.
Цеолит
Экономичным и широко распространенным в технологических процессах природным сорбентом является цеолит. Термическая обработка цеолитов до 700 °С повышает сорбционные свойства за счет увеличения удельной поверхности.
Для получения сорбентов на основе цеолитов с высокой прочностью и водостойкостью их нагревают при температуре 1000 °С с хлоридом и карбонатом натрия. При быстром нагревании цеолитов происходит их вспенивание, за счет чего объем и пористость материалов возрастают в 5-20 раз.
Гидрофобность цеолитам придает обработка кремнийорганическими соединениями, за счет чего повышается сорбция из воды нефтепродуктов.
Цеолиты, обработанные аминами, применяются для сорбции ионов свинца и кадмия.
Опоки, трепела, диатомит
Минералы из группы кристобалитовых пород — опоки, трепела, диатомит — также применяются для сорбции нефти из воды. Так как указанные сорбенты обладают высокой сорбционной способностью по отношению к воде, то при очистке от нефтепродуктов углеводороды нефти подвергаются высокой степени осушки.
Диатомит, активированный оксидом марганца, применяется для очистки стоков текстильного производства от свинца и красителей.
Термическая активация опоки и трепела при температуре 1000 °С в присутствии хлорида и карбната натрия придает сорбционным материалам свойство не набухать в воде.
Порошок оксигидроксида алюминия в ультрадисперсном состоянии позволяет с высокой эффективностью поглощать растворенные углеводороды и эмульгированные нефтепродукты.
Алюмосиликатный природный сорбент
Алюмосиликатный природный сорбент отличается уникально высокой сорбционной способностью к ионам тяжелых металлов, в том числе радиоактивных элементов. Этот сорбент имеет высокую удельную поверхность и сохраняет сорбционные свойства до температуры 700 °С. Термическая обработка в присутствии воздуха модифицирует сорбент, в 2-3 раза повышая его сорбционную емкость.
Фильтрование на природных цеолитах или других природных сорбентах используется для повышенеия эффективности биосорбционной очистки. Биологическая очистка бытовых и промышленных стоков и методы биотехнологии для очистки воды от тяжелых металлов — перспективные области исследований.
Даже учитывая многообразие природных материалов, которые могут использоваться в качестве сорбентов, далеко не все из них соответствуют строгим требованиям, поэтому поиск и создание новых сорбционных материалов для использования в промышленности всегда актуален.
Источник
Природных сорбентов тяжелых металлов
Путилина, В. С. Адсорбция тяжелых металлов почвами и горными породами. Характеристики сорбента, условия, параметры и механизмы адсорбции = Heavy metals adsorption by soils and rocks : аналит. обзор / В. С. Путилина, И. В. Галицкая, Т. И. Юганова ; Учреждение Рос. акад. наук Гос. публич. науч.-техн. б-ка Сиб. отд-ния РАН, Учреждение Рос. акад. наук Ин-т геоэкологии им. Е. М. Сергеева РАН. — Новосибирск : ГПНТБ СО РАН, 2009. — 155 с. — (Сер. Экология. Вып. 90).
Данная работа — первый в России аналитический обзор, посвященный изучению поведения металлов в системе вода-порода. Рассматриваются механизмы и условия поглощения металлов (Cd, Zn, Cu, Pb, Ni, Co, Cr, As, Hg, Se, Ag), их десорбция и миграция с инфильтрующимися атмосферными осадками, что создает опасность загрязнения подземных вод. Изучены состав и характеристика твердой фазы природных сорбентов (почвенных и минеральных) в системе вода-порода, сорбционная способность различных гранулометрических фракций, литологические свойства почв и пород. Представлены корреляции параметров адсорбции с указанными свойствами природных сорбентов и относительная подвижность металлов.
Значительное влияние на сорбцию металлов оказывает состав жидкой фазы: pH, ионная сила, природа катионов и анионов. Представлены коэффициенты распределения металлов, уравнения регрессии и коэффициенты корреляции при адсорбции в различных условиях. Особое внимание обращено на растворенное органическое вещество в местах складирования отходов и его влияние на подвижность металлов.
Предлагаемый аналитический обзор существенно пополняет знания о закономерностях сорбции (десорбции) тяжелых металлов в различных условиях и о факторах, влияющих на величину сорбционных (десорбционных) параметров. Представленная информация будет полезна для выявления условий адсорбции металлов при обосновании выбора параметров моделирования их поведения в различных условиях в подземной гидросфере и сопредельных средах.
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕРМИНЫ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
1.1. Принятые обозначения
1.2. Классификация изотерм адсорбции
1.3. Уравнения адсорбции
2. ХАРАКТЕРИСТИКА СОРБЕНТОВ
2.1. Поглощающая поверхность твердой фазы
2.2.Типы сорбентов и их сорбционная способность
2.3. Сорбционная способность различных гранулометрических фракций
2.4. Свойства сорбента и сравнительная подвижность металлов
3. МЕХАНИЗМЫ ПОГЛОЩЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ПОЧВАМИ И ПОРОДАМИ
3.1. Поведение металлов в системе «раствор — сорбент»
3.2. Ионный обмен и осаждение
3.3. Специфическая адсорбция
4. КОНКУРЕНТНАЯ АДСОРБЦИЯ
4.1. Влияние конкуренции на сорбируемость металлов
4.2. Сравнение параметров сорбции отдельных металлов и конкурентной сорбции
4.3. Статистический анализ конкуренции металлов
5. РОЛЬ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В СОРБЦИИ МЕТАЛЛОВ
5.1. Гумусовые вещества
5.1.1. Состав и структура гумусовых соединений
5.1.2. Взаимодействие металлов с растворенными формами гумусовых соединений
5.1.3. Адсорбция гумусовых соединений в почве. Образование минералорганических комплексов
5.1.4. Коллоидная фаза гумусового вещества
5.1.5. Твердая фаза гумусового вещества
5.2. Другие органические соединения в системе «вода — природный сорбент»
5.2.1. Природное растворенное органическое вещество
5.2.2. Синтетические органические вещества
5.2.3. Органическое вещество фильтратов свалок, сточных вод и компостов
5.3. Поведение тяжелых металлов в почвах и породах с высоким
содержанием органического вещества
5.3.1. Влияние растворенного органического вещества фильтрата свалок
5.3.2. Влияние обработки почв осадком сточных вод
5.3.3. Влияние растворенного органического вещества пойменных почв, загрязненных промышленными отходами
6. ВЛИЯНИЕ PH НА ПОВЕДЕНИЕ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ И ПОРОДАХ
6.1. pH и адсорбция гидролизованных форм металлов
6.2. pH раствора и адсорбция соединений металлов оксидами
6.3. pH раствора и конкуренция ионов металлов
6.4. pH фильтрата свалок и миграция металлов
6.5. Совместное влияние pH и органического вещества на поведение металлов
6.6. Зависимость растворимости металлов в почвенном растворе от уровня загрязнения почв и pH
7. ВЛИЯНИЕ ИОННОЙ СИЛЫ И СОСТАВА РАСТВОРА НА СОРБЦИЮ МЕТАЛЛОВ
7.1. Ионная сила и природа катионов исходного раствора
7.2. Ионная сила и природа анионов исходного раствора
8. ОСОБЕННОСТИ СОРБЦИИ МЕТАЛЛОВ В ИЗВЕСТКОВЫХ ПОЧВАХ
9. КОРРЕЛЯЦИИ СВОЙСТВ СОРБЕНТА И ПАРАМЕТРОВ СОРБЦИИ МЕТАЛЛА
10. ВЛИЯНИЕ НАГРУЗКИ МЕТАЛЛА НА ЕГО СОРБЦИЮ
11. МИГРАЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ C ИНФИЛЬТРУЮЩИМИСЯ ВОДАМИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник
Природных сорбентов тяжелых металлов
Путилина, В. С. Адсорбция тяжелых металлов почвами и горными породами. Характеристики сорбента, условия, параметры и механизмы адсорбции = Heavy metals adsorption by soils and rocks : аналит. обзор / В. С. Путилина, И. В. Галицкая, Т. И. Юганова ; Учреждение Рос. акад. наук Гос. публич. науч.-техн. б-ка Сиб. отд-ния РАН, Учреждение Рос. акад. наук Ин-т геоэкологии им. Е. М. Сергеева РАН. — Новосибирск : ГПНТБ СО РАН, 2009. — 155 с. — (Сер. Экология. Вып. 90).
Данная работа — первый в России аналитический обзор, посвященный изучению поведения металлов в системе вода-порода. Рассматриваются механизмы и условия поглощения металлов (Cd, Zn, Cu, Pb, Ni, Co, Cr, As, Hg, Se, Ag), их десорбция и миграция с инфильтрующимися атмосферными осадками, что создает опасность загрязнения подземных вод. Изучены состав и характеристика твердой фазы природных сорбентов (почвенных и минеральных) в системе вода-порода, сорбционная способность различных гранулометрических фракций, литологические свойства почв и пород. Представлены корреляции параметров адсорбции с указанными свойствами природных сорбентов и относительная подвижность металлов.
Значительное влияние на сорбцию металлов оказывает состав жидкой фазы: pH, ионная сила, природа катионов и анионов. Представлены коэффициенты распределения металлов, уравнения регрессии и коэффициенты корреляции при адсорбции в различных условиях. Особое внимание обращено на растворенное органическое вещество в местах складирования отходов и его влияние на подвижность металлов.
Предлагаемый аналитический обзор существенно пополняет знания о закономерностях сорбции (десорбции) тяжелых металлов в различных условиях и о факторах, влияющих на величину сорбционных (десорбционных) параметров. Представленная информация будет полезна для выявления условий адсорбции металлов при обосновании выбора параметров моделирования их поведения в различных условиях в подземной гидросфере и сопредельных средах.
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ТЕРМИНЫ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
1.1. Принятые обозначения
1.2. Классификация изотерм адсорбции
1.3. Уравнения адсорбции
2. ХАРАКТЕРИСТИКА СОРБЕНТОВ
2.1. Поглощающая поверхность твердой фазы
2.2.Типы сорбентов и их сорбционная способность
2.3. Сорбционная способность различных гранулометрических фракций
2.4. Свойства сорбента и сравнительная подвижность металлов
3. МЕХАНИЗМЫ ПОГЛОЩЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ПОЧВАМИ И ПОРОДАМИ
3.1. Поведение металлов в системе «раствор — сорбент»
3.2. Ионный обмен и осаждение
3.3. Специфическая адсорбция
4. КОНКУРЕНТНАЯ АДСОРБЦИЯ
4.1. Влияние конкуренции на сорбируемость металлов
4.2. Сравнение параметров сорбции отдельных металлов и конкурентной сорбции
4.3. Статистический анализ конкуренции металлов
5. РОЛЬ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В СОРБЦИИ МЕТАЛЛОВ
5.1. Гумусовые вещества
5.1.1. Состав и структура гумусовых соединений
5.1.2. Взаимодействие металлов с растворенными формами гумусовых соединений
5.1.3. Адсорбция гумусовых соединений в почве. Образование минералорганических комплексов
5.1.4. Коллоидная фаза гумусового вещества
5.1.5. Твердая фаза гумусового вещества
5.2. Другие органические соединения в системе «вода — природный сорбент»
5.2.1. Природное растворенное органическое вещество
5.2.2. Синтетические органические вещества
5.2.3. Органическое вещество фильтратов свалок, сточных вод и компостов
5.3. Поведение тяжелых металлов в почвах и породах с высоким
содержанием органического вещества
5.3.1. Влияние растворенного органического вещества фильтрата свалок
5.3.2. Влияние обработки почв осадком сточных вод
5.3.3. Влияние растворенного органического вещества пойменных почв, загрязненных промышленными отходами
6. ВЛИЯНИЕ PH НА ПОВЕДЕНИЕ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ И ПОРОДАХ
6.1. pH и адсорбция гидролизованных форм металлов
6.2. pH раствора и адсорбция соединений металлов оксидами
6.3. pH раствора и конкуренция ионов металлов
6.4. pH фильтрата свалок и миграция металлов
6.5. Совместное влияние pH и органического вещества на поведение металлов
6.6. Зависимость растворимости металлов в почвенном растворе от уровня загрязнения почв и pH
7. ВЛИЯНИЕ ИОННОЙ СИЛЫ И СОСТАВА РАСТВОРА НА СОРБЦИЮ МЕТАЛЛОВ
7.1. Ионная сила и природа катионов исходного раствора
7.2. Ионная сила и природа анионов исходного раствора
8. ОСОБЕННОСТИ СОРБЦИИ МЕТАЛЛОВ В ИЗВЕСТКОВЫХ ПОЧВАХ
9. КОРРЕЛЯЦИИ СВОЙСТВ СОРБЕНТА И ПАРАМЕТРОВ СОРБЦИИ МЕТАЛЛА
10. ВЛИЯНИЕ НАГРУЗКИ МЕТАЛЛА НА ЕГО СОРБЦИЮ
11. МИГРАЦИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ C ИНФИЛЬТРУЮЩИМИСЯ ВОДАМИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Источник