出版社：Moscow State University of Civil Engineering (MGSU)
摘要：Introduction. At present, the following areas are the subject of intensive research: methods for removing such toxic metals as cadmium, lead, copper, etc. from wastewaters, namely, using new composite sorbents for this purpose; improvement of ion exchange treatment and, for example, sedimentation of sulphides or oxalates; wood ash sorption; biosorption onto plants. It is a future-oriented trend to use peat as a sorbent in a wastewater treatment technology. Extensive peat deposits in the Republic of Belarus can contribute to production of cheap, environmentally friendly sorbents made of modified peat briquettes. The mission of this work is to study the sorption properties of peat briquettes used to remove cadmium, lead and copper ions from wastewater. Materials and methods. Physicochemical, technological, mathematical methods are employed. Results. The co-authors studied the kinetics of cadmium Cd+2, lead Pb+2, and copper Cu+2 ions sorption onto peat briquettes. They identified that the bigger the grain of peat briquettes, the less efficient the sorption. The sorption process is intensive: it takes cadmium Cd+2, lead Pb+2, and copper Cu+2 ions five minutes to get extracted from the solution; extraction efficiency reaches 91.11; 96.96 and 88.39 %, respectively. 20 minutes is enough to reach degree of equilibrium F = 0.98 for cadmium Cd+2 and lead Pb+2 and F = 0.96 for copper Cu+2. F is equal to 0.99 for all ions in 40 minutes. The multiplicity of extraction, or the ratio of initial concentration to equilibrium concentration reaches 114 for cadmium ions Cd+2, 162 for lead ions Pb+2, and 93 for copper ions Cu+2. In case of saturation, sorption capacity reaches the following values: Сd+2 — 0,0778 mmol/g (8.75 mg/g), Pb+2 — 0.8205 mmol/g (170.00 mg/g), Cu+2 — 2.707 mmol/g (172 mg/g). The co-authors used equations of diffusion and chemical kinetics to establish that the sorption process proceeds in the diffusion mode, and the stage of chemical interaction of metal ions with functional groups of peat contributes to the overall velocity of the process. Conclusions. Peat briquettes represent an effective sorbent used to remove cadmium Cd+2, lead Pb+2, and copper Cu+2 ions from wastewater. The sorption process is almost over in 20 minutes.
其他摘要：Введение. В настоящее время ведутся активные исследования: методов очистки сточных вод от таких токсичных металлов, как кадмий, свинец, медь и др., с применением новых композиционных сорбентов; по совершенствованию ионообменной очистки, осаждению, например, в виде сульфидов или оксалатов; сорбцией золой от сжигания древесины; биосорбцией растениями. Одно из перспективных направлений — применение технологий сорбционной очистки сточных вод с использованием торфа. Наличие в Республике Беларусь значительных запасов торфа создает реальные предпосылки для выпуска дешевых, экологически безопасных сорбентов на основе модифицированного брикетированного торфа. Цель исследования — изучение сорбционных свойств брикетированного торфа для очистки сточных вод от ионов кадмия, свинца и меди. Материалы и методы. Использованы физико-химические, технологические, математические методы. Результаты. Выполнены исследования кинетики сорбции брикетированным торфом ионов Сd+2, Pb+2 и Cu+2. Установлено, что с увеличением крупности зерен брикетированного торфа эффективность сорбции снижается. Процесс сорбции протекает интенсивно: в течение первых 5 мин из раствора извлекаются ионы Сd+2, Pb+2 и Cu+2, соответственно 91,11; 96,96 и 88,39 %. За 20 мин степень достижения равновесия составила F = 0,98 для Сd+2 и Pb+2 и F = 0,96 для Cu+2, а при продолжительности процесса 40 мин для всех ионов F = 0,99. Кратность извлечения — отношение исходной концентрации к равновесной составило для ионов Сd+2 — 114, Pb+2 — 162, Cu+2 — 93. Сорбционная емкость при насыщении: по Сd+2 — 0,0778 мМоль/г (8,75 мг/г), по Pb+2 — 0,8205 мМоль/г (170,00 мг/г), по Cu+2 — 2,707 мМоль/г (172 мг/г). С помощью уравнений диффузионной и химической кинетики определено, что процесс сорбции идет в диффузионном режиме, при этом вклад в общую скорость процесса вносит стадия химического взаимодействия ионов металла с функциональными группами торфа. Выводы. Брикетированный торф является эффективным сорбентом для очистки сточных вод от ионов Сd+2, Pb+2 и Cu+2. Процесс сорбции практически заканчивается через 20 мин.
关键词：peat briquettes;cadmium Cd+2;lead Pb+2;copper Cu+2 ions;wastewater;diffusion and chemical kinetics
其他关键词：брикетированный торф;ионы Сd+2;Pb+2;Cu+2;сточные воды;диффузионная и химическая кинетика
