Характеристика композиту діатоміт-альгінат-Fe3O4 як адсорбенту фосфатів
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2021.03.09Ключові слова:
адсорбція, діатоміт, магнетит, фосфати, магнітна наночастинкаАнотація
Проаналізовано технологічні підходи до застосування діатоміту як сировини для створення композитних адсорбентів для очищення стічних вод від фосфат-іонів. Показано, що розвинута поверхня діатоміту може бути використана для створення гранульованого адсорбенту, а ферум(ІІІ) оксиди (магнетит, гетит, лепідокрокіт, феригідрит, гематит і гетит) є екологічно безпечними, дешевими, економічно доцільними модифікаторами. Акцентовано увагу на можливості отримання магнітних гранул за рахунок утворення магнетиту. Запропоновано використання методу осадження для формування нанесеного гранульованого адсорбенту. Встановлено вплив концентрації діатоміту на статичну міцність гранул. Визначено, що діаметр сопла є також важливим фактором впливу. Обрані технічні рішення спрямовані на вирішення задач зміцнення гранули та забезпечення високої адсорбційної активності. Проведені експериментальні дослідження процесу синтезу і грануляції композиційного адсорбенту альгінат – діатоміт – магнетит показали, що збільшення вмісту діатоміту призводить до закономірного збільшення розміру гранул. При збільшенні діаметру сопла від 1,5 мм до 3,5 мм, наприклад, розмір гранул 1,5-4,0 (dc =1.5 мм), 2,0-5,0 мм (dc = 3,0 мм) та 2,5-5,0 мм (dc =3.5 мм). Вміст діатоміту більше 20% не дозволяє провести якісну грануляцію на дослідній установці внаслідок збільшення в’язкості суспензії. Встановлена залежність між розміром гелеподібних гранул та висушених. Досліджено процес нанесення активної магнітної фази адсорбенту. Встановлено залежність якості процесу грануляції від вмісту твердої фази. Виміряна статична міцність гранул адсорбенту знаходиться в діапазоні 17 - 25 кПа. . Встановлено, що композитний адсорбент з нанесеним шаром магнетиту володіє магнітними властивостями. Досліджено адсорбцію аніонів РО43- з водних розчинів. Для адсорбенту альгінат - діатоміт і альгінат – діатоміт - Fe3O4 - адсорбційна ємність становить 4 і 9 мг РО43- / г відповідно. Одержані композиційні адсорбенти володіють комплексом функціональних властивостей, що є перспективними для застосування у сучасних системах очищення і доочищення води.
Посилання
Chrispim M. C., Scholz M., Nolasco M. A. Phosphorus recovery from municipal wastewater treatment: Critical review of challenges and opportunities for developing countries. Journal of environmental management, 2019, Vol. 248, pp. 109268, doi: 10.1016/j.jenvman.2019.109268.
Bée A. et al. Magnetic alginate beads for Pb (II) ions removal from wastewater. Journal of colloid and interface science, 2011, Vol. 362, no. 2, pp. 486-492, doi: 10.1016/j.jcis.2011.06.036.
Frolova L. A. et al. Purification of wastewaters, containing chromium, by a sorbent based on blast furnace slag . Journal of Water Chemistry and Technology. 2015. Vol. 37. no. 4. pp. 185-190, doi:10.1016/j.jcis.2011.06.036.
Frolova L., Kharytonov M. Synthesis of magnetic biochar for efficient removal of Cr (III) cations from the aqueous medium. Advances in Materials Science and Engineering, 2019, Vol. 2019, doi: 10.1155/2019/2187132.
Frolova L. et al. Investigation of the adsorption of ions chromium by mean biochar from coniferous trees. Applied Nanoscience, 2021, pp. 1-7, doi: 10.1007/s13204-021-01995-1.
Alyosef H. A. et al. Effect of acid treatment on the chemical composition and the structure of Egyptian diatomite. International Journal of Mineral Processing. 2014. Vol. 132. pp. 17-25. doi: 10.1016/j.minpro.2014.09.001.
de Namor A. F. D. et al. Turning the volume down on heavy metals using tuned diatomite. A review of diatomite and modified diatomite for the extraction of heavy metals from water. Journal of Hazardous Material, 2012, Vol. 241, pp. 14-31, doi: 10.1016/j.jhazmat.2012.09.030.
Belhouchat N., Zaghouane-Boudiaf H., Viseras C. Removal of anionic and cationic dyes from aqueous solution with activated organo-bentonite/sodium alginate encapsulated beads. Applied Clay Science, 2017, Vol. 135, pp. 9-15, doi: 10.1016/j.clay.2016.08.031.
Wu D. et al. Lanthanum adsorption using iron oxide loaded calcium alginate beads. Hydrometallurgy, 2010, Vol. 101, no. 1-2, pp. 76-83, doi: 10.1016/j.hydromet.2009.12.002
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
