Короткова Татьяна Германовна, д.т.н., доцент, профессор
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2
Tatyana G. Korotkova, Dr. Sci. (Engineering), Associate Professor, Professor
2, Moskovskaya St., Krasnodar, 350072
Заколюкина Алина Маратовна, младший научный сотрудник
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2
Alina M. Zakolyukina, Junior Researcher
2, Moskovskaya St., Krasnodar, 350072
Бушумов Святослав Андреевич, младший научный сотрудник
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2
Svyatoslav A. Bushumov, Junior Researcher
2, Moskovskaya St., Krasnodar, 350072
Цель проведенного исследования заключалась в изучении кинетики сорбции фосфатов прокаленным сорбентом на основе золошлаковых отходов предприятия теплоэнергетики и апробации сорбента на открытом стоке в реку Кубань, содержащем ливневые и хозяйственно-бытовые сточные воды. Прокаленный сорбент получен высушиванием и прокаливанием при температуре 600 °С в течение 30 мин образцов золошлака Новочеркасской государственной районной электростанции. Приведены данные экспериментальных исследований статической сорбции по очистке от фосфатов модельных водных растворов и сточной воды. Исследована кинетика сорбции фосфатов из модельных растворов прокаленным сорбентом массой 1 г на 50 см 3 раствора. Экспериментально определены оптимальные значения параметров сорбции: частота вращения перемешивающего устройства составляла 200 об/мин, рН был равен 7, продолжительность сорбции – от 10 до 120 мин. Исходная концентрация фосфатов в модельных растворах варьировалась от 2 до 300 мг/дм3. Наибольшая эффективность извлечения 97–98% получена для концентраций фосфатов в исходном растворе 10 и 20 мг/дм3. Экспериментальные данные обработаны по уравнениям кинетики псевдопервого порядка (Лагергрена) и псевдовторого порядка (Хо и Маккея). Наибольший коэффициент детерминации R2 = 0,999 получен по модели псевдовторого порядка, что согласуется с данными зарубежных исследователей по извлечению фосфатов из водных растворов сорбционным способом. Получено хорошее качественное и количественное согласование экспериментальных и расчетных значений эффективности извлечения фосфатов из водного раствора.
This study investigates the sorption kinetics of phosphates onto a calcined sorbent derived from ash and slag waste generated by thermal power enterprises. The performance of the sorbent was also tested on water from an open discharge into the Kuban River, which contained a mixture of stormwater and domestic wastewater. The sorbent was prepared by drying and calcining ash and slag samples from the Novocherkassk State District Power Plant at 600 °C for 30 minutes. This paper details experiments on the static sorption removal of phosphates from both model aqueous solutions and wastewater. In the kinetic studies using model solutions, a sorbent dose of 1 g per 50 cm3 of solution was used. The optimal sorption parameters were determined experimentally: an agitation speed of 200 rpm, a pH of 7, and a contact time ranging from 10 to 120 minutes, with initial phosphate concentrations ranging from 2 to 300 mg/L. A high removal efficiency of 97–98% was achieved at initial concentrations of 10 and 20 mg/L. The experimental data were analyzed using pseudo-first-order (Lagergren) and pseudo-second-order (Ho – McKay) kinetic models. The pseudo-second-order model provided the best fit, with a coefficient of determination R2 of 0.999, which is consistent with literature on phosphate sorption from aqueous solutions. A strong agreement was observed between the experimental and calculated values for phosphate removal efficiency.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.