Создание адсорбента на основе отработанного кизельгура для очистки воды от нефти
https://doi.org/10.21285/achb.959
EDN: QDBVYR
Аннотация
Известно, что отработанный кизельгур (диатомит, диатомовая земля), являющийся одним из основных отходов пивоваренного производства, можно использовать в качестве адсорбента для очистки воды от сырой нефти. Термическая и химическая модификация этого отхода пивоварения увеличивает его нефтеемкость. Целью проведенного исследования являлось получение сорбента для очистки воды от нефти на основе различных модификаций отработанного кизельгура. Предварительные исследования показали, что на процесс модификации отработанного диатомита влияют химическая природа и концентрация модифицирующего вещества, температура и продолжительность воздействия. Щелочная модификация отработанного кизельгура эффективнее, чем кислотная, наибольшее влияние на нефтеемкость оказывает модификация раствором гидроксида натрия. Максимальной нефтеемкостью обладает отработанный диатомит, модифицированный 1,5 М раствором гидроксида натрия при температуре 75 °С в течение 120 мин. Для оптимизации методики получения адсорбента, применяемого для очистки воды от нефти, на основании данных предварительных опытов с помощью системы статистического анализа Statistica 10.0 был построен полный факторный план эксперимента и проведены дополнительные опыты. Анализ карты Парето стандартизированных эффектов показал, что на процесс модификации отработанного кизельгура достоверно влияют концентрация модифицирующего реагента и температура проведения процесса модификации, поэтому для получения адсорбента, применяемого для очистки воды от нефти, наиболее оптимальной и эффективной является методика модификации 1,5 М раствором гидроксида натрия при температуре 75 °С в течение 30 мин.
Об авторе
Е. Ю. Руденко
Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева
Россия
Россия
Руденко Елена Юрьевна, д.б.н., доцент, профессор
127434, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49
Список литературы
1. De Gisi S., Lofranoa G., Grassi M., Notarnicola M. Characteristics and adsorption capacities of low-cost sorbents for wastewater treatment: a review // Sustainable Materials and Technologies. 2016. Vol. 9. P. 10–40. DOI: 10.1016/j.susmat.2016.06.002.
2. Bhatnagar A., Sillanpää M. Utilization of agro-industrial and municipal waste materials as potential adsorbents for water treatment – a review // Chemical Engineering Journal. 2010. Vol. 157, no. 2-3. P. 277–296. DOI: 10.1016/j.cej.2010.01.007.
3. Каменщиков Ф.А., Богомольный Е.И. Нефтяные сорбенты. М. – Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 268 с.
4. Ma T., Wu Y., Liu N., Wu Y. Hydrolyzed polyacrylamide modified diatomite waste as a novel adsorbent for organic dye removal: adsorption performance and mechanism studies // Polyhedron. 2020. Vol. 175. P. 114227. DOI: 10.1016/j.poly.2019.114227.
5. Ashraf A., Ramamurthy R., Rene E.R. Wastewater treatment and resource recovery technologies in the brewery industry: current trends and emerging practices // Sustainable Energy Technologies and Assessments. 2021. Vol. 47. P. 101432. DOI: 10.1016/j.seta.2021.101432.
6. Olajire A.A. The brewing industry and environmental challenges // Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 256. P. 102817. DOI: 10.1016/j.jclepro.2012.03.003.
7. Gong X., Tian W., Bai J., Qiao K., Zhao J., Wang L. Highly efficient deproteinization with an ammonifying bacteria Lysinibacillus fusiformis isolated from brewery spent diatomite // Journal of Bioscience and Bioengineering. 2019. Vol. 127, no. 3. P. 326–332. DOI: 10.1016/j.jbiosc.2018.08.004.
8. Shih Y.-F., Wang C.-H., Tsai M.-L., Jehng J.-M. Shape-stabilized phase change material/nylon composite based on recycled diatomite // Materials Chemistry and Physics. 2020. Vol. 242. P. 122498. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2019.122498.
9. Adesanya E., Perumal P., Luukkonen T., Yliniemi J., Ohenoja K., Kinnunen P., Illikainen M. Opportunities to improve sustainability of alkali-activated materials: a review of sidestream based activators // Journal of Cleaner Production. 2021. Vol. 286. P. 125558. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.125558.
10. Okeyinka O.M., Oloke D.A., Adebisi W.A., Ayininuola G.M. Investigation into the applicability of brewery sludge residue-ash as a base material for geopolymer concrete // Construction and Building Materials. 2019. Vol. 223. P. 28–32. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.06.214.
11. Domínguez-Santos D., Letelier V., Muñoz P. Seismic capacity of 2- and 3-storey RC buildings with eco-concrete made by using residues for replacing natural aggregates // Journal of Building Engineering. 2020. Vol. 28. P. 101086. DOI: 10.1016/j.jobe.2019.101086.
12. Al-Fakih A., Mohammed B.S., Liew M.S., Nikbakht E. Incorporation of waste materials in the manufacture of masonry bricks: an update review // Journal of Building Engineering. 2019. Vol. 21. P. 37–54. DOI: 10.1016/j.jobe.2018.09.023.
13. Wille C.L., Wille P.E., Rosa J.M., Boff M.I.C., Franco C.R. Efficacy of recovered diatomaceous earth from brewery to control Sitophilus zeamais and Acanthoscelides obtectus // Journal of Stored Products Research. 2019. Vol. 83. P. 254–260. DOI: 10.1016/j.jspr.2019.07.004.
14. Tesfahun W., Zerfu A., Shumuye M., Abera G., Kidane A., Astatkie T. Effects of brewery sludge on soil chemical properties, trace metal availability in soil and uptake by wheat crop, and bioaccumulation factor // Heliyon. 2021. Vol. 7, no. 1. P. e05989. DOI: 10.1016/j.heliyon.2021.e05989.
15. Руденко Е.Ю., Бахарев В.В., Муковнина Г.С., Макарова А.А., Бейбулатов С.Ю., Макеева Е.Н. [и др.]. Влияние различных способов термохимической активации отработанного кизельгура на процесс очистки сточных вод от меди // Экология промышленного производства. 2017. N 1. С. 18–21. DOI: 10.52190/2073-2589_2022_1_18. EDN: XXRUUV.
16. Руденко Е.Ю., Бейбулатов С.Ю., Муковнина Г.С., Бахарев В.В. Влияние различных веществ на модификацию отработанного кизельгура, используемого для удаления свинца из сточных вод // Экология и промышленность России. 2020. Т. 24. N 1. С. 19–23. DOI: 10.18412/1816-0395-2020-1-19-23. EDN: FCJWIU.
17. Руденко Е.Ю., Макеева Е.Н., Ващенко В.В., Бахарев В.В., Муковнина Г.С., Ермаков В.В. Влияние способов модификации на свойства отработанного кизельгура, используемого для удаления нефти из сточных вод // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23. N 1. С. 20–25. DOI: 10.18412/1816-0395-2019-1-20-25. EDN: YSZPNR.
18. Semião M.A., Haminiuk C.W.I., Maciel G.M. Residual diatomaceous earth as a potential and cost effective biosorbent of the azo textile dye Reactive Blue 160 // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2020. Vol. 8, no. 1. P. 103617. DOI: 10.1016/j.jece.2019.103617.
19. Tao X., Wu Y., Sha H. Cuprous oxide-modified diatomite waste from the brewery used as an effective adsorbent for removal of organic dye: adsorption performance, kinetics and mechanism studies // Water, Air, and Soil Pollution. 2018. Vol. 229. P. 322. DOI: 10.1007/s11270-018-3977-9.
20. Tsai W.-T., Hsu H.-C., Su T.-Y., Lin K.-Y., Lin C.-M. Removal of basic dye (methylene blue) from wastewaters utilizing beer brewery waste // Journal of Hazardous Materials. 2008. Vol. 154, no. 1-3. P. 73–78. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2007.09.107.
21. Tsai W.-T., Hsien K.-J., Lai C.-W. Chemical activation of spent diatomaceous earth by alkaline etching in the preparation of mesoporous adsorbents // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2004. Vol. 43, no. 23. P. 7513–7520. DOI: 10.1021/ie0400651.
Рецензия
Для цитирования:
Руденко Е.Ю. Создание адсорбента на основе отработанного кизельгура для очистки воды от нефти. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2025;15(1):104-111. https://doi.org/10.21285/achb.959. EDN: QDBVYR
For citation:
Rudenko E.Yu. Creation of an adsorbent from spent diatomaceous earth tailored to purify water from oil. Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2025;15(1):104-111. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/achb.959. EDN: QDBVYR
Просмотров:
45
Послать статью по эл. почте 