Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия

А. М. Гайдукова, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: gaydukovaam@yandex.ru
Т. В. Конькова, профессор, докт. техн. наук
Т. Н. Крылова, аспирант
А. В. Лавкова, магистр

На эффективность методов очистки сточных вод существенное влияние оказывают происхождение стоков, исходная концентрация загрязнителей, рН, а также наличие комплексообразователей. Проведены исследования по извлечению ионов меди (II) из сточных вод, содержащих комплексообразователь – тартрат ион, в процессе фильтрации, электрофлотации с добавлением коагулянта, а также комбинированным методом, сочетающим сорбцию в статическом режиме и электрофлотацию. Для реализации методов фильтрации и электрофлотации необходимо примеси перевести в малорастворимые соединения, например, в процессе нейтрализации кислых и щелочных стоков с образованием гидроксидов металлов. Однако данный подход не осуществим в стоках, содержащих комплексообразователь. Установлено, что малорастворимые соединения образуются при добавлении в сточную воду поверхностно-активного вещества СептаПАВ, с ростом концентрации которого до 0,6 г/л остаточная концентрация Cu²⁺ снижается с 38 до 7 мг/л в процессе фильтрации и до 3,8 мг/л при электрофлотации. Однако данные методы не позволяют извлекать органические примеси. Для решения данной задачи были проведены исследования по влиянию коагулянта на основе хлоридов железа и алюминия на эффективность электрофлотации и фильтрации стоков. Установлено, что введение 300 мг/л коагулянта не позволяет провести очистку стока не только от органической составляющей, но и от ионов меди. Определен размер частиц и их электрокинетический потенциал, на основе этих данных подобран флокулянт, который способен повысить степень очистки до 60 % по ионам меди (II) в результате фильтрации. При этом органические примеси остаются в стоке. Предложен электро-флотосорбционный метод, позволяющий проводить очистку сточных вод до 96–99 % как по ионам меди (II), так и по органическим веществам.

1. Колесников В. А., Губин А. Ф., Колесникова О. Ю., Перфильева А. В. Повышение эффективности электрофлотационной очистки сточных вод производства печатных плат от ионов меди в присутствии комплексообразователей, поверхностно-активных веществ и флокулянтов // Журнал прикладной химии. 2017. Т. 90, № 5. С. 598–603.
2. Аунг Пьяе, Колесникова О. Ю., Хейн Ту Аунг, Колесников В. А. Электрофлотационное извлечение смеси ионов меди и цинка из водных растворов в присутствии NH3 // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2021. Т. 64, Вып. 10. С. 119–124. DOI: 10.6060/ivkkt.20216410.6322
3. Колесников В. А., Вараксин С. О., Крючкова Л. А. Электрофлотационное извлечение ценных компонентов из промывных вод гальванического производства с возвратом воды в оборот // Электрохимия. 2001. Т. 37, № 7. С. 887–891.
4. Rajoria S., Vashishtha M., Sangal V. K. Treatment of electroplating industry wastewater: a review on the various techniques // Environmental Science and Pollution Research. 2022. Vol. 29. P. 72196–72246.
5. Kolesnikov A. V., Than So Htay, Kolesnikov V. A., Kovalenko V. S. Extraction by electroflotation of iron, chromium and aluminium hydroxides from aqueous solutions of sodium chlorides and sulphates in the presence of Mg²⁺, Ca²⁺ and surfactants of different types // CIS Iron and Steel Review. 2020. Vol. 20. P. 61–65.
6. Shadi A. M. H., Kamaruddin M. A., Niza N. M., Emmanuel M. I. et al. Electroflotation treatment of stabilized landfill leachate using titanium-based electrode // International journal of Environmental Science and Technology. 2021. Vol. 18. P. 2425–2440.
7. Djelad A., Morsli A., Robitzer M., Bengueddach A. et al. Sorption of Cu(II) ions on chitosan-zeolite X composites: impact of gelling and drying conditions // Molecules. 2016. Vol. 21, Iss. 1. E109. DOI: 10.3390/molecules21010109
8. Смирнова Н. Н., Афонин Г. С. Влияние природы лигандов на сорбцию ионов меди (II) активированными углями и ионообменными смолами // Сорбционные и хроматографические процессы. 2017. Т. 17, № 3. С. 422–428. DOI: 10.17308/sorpchrom.2017.17/396
9. Tumin N. D., Chuah A. L., Zawani Z., Rashid S. A. Adsorption of copper from aqueous solution by elais guineensis kernel activated carbon // Journal of Engineering Science and Technology. 2008. Vol. 3, № 2. P. 180–189.
10. Yue Teng, Jiawei Zhu, Shan Xiao, Zhengzhuo Ma et al. Exploring chitosan-loaded activated carbon fiber for the enhanced adsorption of Pb(II)-EDTA complex from electroplating wastewater in batch and continuous processes // Separation and Purification Technology. 2022. Vol. 299. 121659. DOI: 10.1016/j.seppur.2022.121659
11. Брусницына Л. А., Степановских Е. И. Технология изготовления печатных плат : учебное пособие. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2015. – 200 с.
12. ГОСТ 23770–79. Платы печатные. Типовые технологические процессы химической и гальванической металлизации. – Введ. 01.07.1981.
13. ГОСТ 31859–2012. Вода. Метод определения химического потребления кислорода. – Введ. 01.01.2014.
14. Гайдукова А. М., Колесников В. А., Напреева А. Д., Кондратьева Е. С. Извлечение углеродных сорбентов из водных растворов электрофлотационным методом после сорбции в статическом режиме // Цветные металлы. 2021. № 10. С. 31–36.
15. Gaydukova A. M., Kolesnikov V. A., Brodskiy V. A., Kolesnikov A. V. Electroflotation extraction of carbon material powders in the presence of metal ions // CIS Iron and Steel Review. 2021. Vol. 22. P. 102–106.
16. Колесников В. А., Губин А. Ф., Колесникова О. Ю., Кондратьева Е. С. Электрофлотационное извлечение труднорастворимых соединений меди из промывных вод производства печатных плат // Теоретические основы химической технологии. 2016. Т. 50, № 4. С. 393–401. DOI: 10.7868/s0040357116040060
17. Gaydukova A., Kolesnikov V., Stoyanova A., Kolesnikov A. Separation of highly dispersed carbon material of OU-B grade from aqueous solutions using electroflotation technique // Separation and Purification Technology. 2020. Vol. 245. 116861. DOI: 10.1016/j.seppur.2020.116861
18. Колесников В. А., Ильин В. И., Бродский В. А., Колесников А. В. Электрофлотация в процессах водоочистки и извлече ния ценных компонентов из жидких техногенных отходов. Обзор // Теоретические основы химической техно логии. 2017. Т. 51, № 4. С. 361–375. DOI: 10.7868/S0040357117040054
19. Хасанов Ш. А. Реагенты для очистки вод. – М. : У Никитских ворот, 2023. – 832 с.