Оценка удельной динамической емкости сорбентов в процессах сорбционной очистки проточных растворов

Предложен способ расчета удельной динамической емкости сорбентов в условиях сорбционной очистки проточных растворов в любой момент времени. Метод основан на том, что изотерма сорбции включает три характеристических участка. На начальном участке (может отсутствовать, если адсорбент не способен извлечь весь адсорбат при заданных условиях процесса) экотоксикант сорбируется полностью (коэффициент сорбции равен 1). На следующем участке коэффициент сорбции - функция продолжительности процесса, причем зависимость носит линейный характер. Параметры линейного уравнения определяли, используя координаты двух характеристических точек. На третьем участке коэффициент сорбции равен 0, так как к тому времени вся динамическая емкость сорбента исчерпана. Предложенный подход позволяет оценивать удельную динамическую емкость с точностью, не уступающей экспериментальным измерениям, и существенно упрощает практику непрерывной сорбционной очистки питьевых, технологических и сточных вод. Приведены примеры экспериментально наблюдаемых участков изотерм сорбции и особенности расчета величины динамической емкости сорбента на каждом из них.

сорбент, сорбат, динамическая емкость, раствор, поток, sorbent, sorbate, dynamic capacity, solution, flow

1. Чиркст Д. Э., Литвинова Т. Е., Черемисина О. В. и др. Изотерма сорбции катионов стронция на глине / Журнал прикладной химии. 2003. Т. 76. № 5. С. 755 - 758.

2. Голдовская-Перистая Л. Ф., Воловичева Н. А., Везенцев А. И. и др. Изотерма сорбции ионов стронция монтмориллонит-гидрослюдными глинами / Сорбционные и хроматографические процессы. 2011. Т. 11. № 2. С. 165 - 171.

3. Дударева Г. Н., Петухова Г. Н., Нгуен А. Т. Н. и др. Исследование сорбции ионов никеля (II) на углеродных сорбентах / Физикохимия поверхности и защита материалов. 2013. Т. 49. № 4. С. 389 - 396.

4. Помазкина О. И., Филатова Е. Г., Пожидаев Ю. Н. Адсорбция ионов меди (II) гейландитом кальция / Физикохимия поверхности и защита материалов. 2015. Т. 51. № 4. С. 370 - 374.

5. Рамазанов А. Ш., Есмаил Г. К., Свешникова Д. А. Кинетика и термодинамика сорбции ионов тяжелых металлов на монтмориллонитсодержащей глине / Сорбционные и хроматографические процессы. 2015. Т. 15. № 5. С. 672 - 682.

6. Gonzalez A. G., Pokrovsky O. S. Metal adsorption on mosses: Toward a universal absorption model / J. Coll. Interface Sci. 2014. Vol. 415. P. 169 - 178.

7. Srivastava P., Singh B., Angove M. Competitive adsorption behavior of heavy metals on kaolinite / J. Coll. Interface Sci. 2005. Vol. 290. N 1. P. 28 - 38.

8. Singh K., Rastogy R., Hasan S. Removal of Cr(VI) from wastewater using rice bran / J. Coll. Interface Sci. 2005. Vol. 290. N 1. P. 61 - 68.

9. Egirany D. E., Baker A. R., Andrews J. E. Copper and zinc removal from aqueous solution by mixed mineral systems: Reactivity and removal kinetics / J. Coll. Interface Sci. 2005. Vol. 291. N 2. P. 319 - 325.

10. Lacin O., Bayrak B., Korkut P. Modeling of adsorption and ultrasonic desorption of cadmium (II) and zinc (II) on local bentonite / J. Coll. Interface Sci. 2005. Vol. 292. N 2. P. 330 - 335.

11. Zhao J., Zhy Y., Wu J. Chitosan-coated mesoporous microspheres of Calcium cilicate hydrate: Environmetally friendly synthesis and application as a highly efficient adsorbent for heavy metal ions / J. Coll. Interface Sci. 2014. Vol. 418. N 1. P. 208 - 215.

12. Teutli-Sequeira A., Solache-Ríos M., Martínez-Miranda V. Comparison of aluminium modified natural materials in the removal of fluoride ions / J. Coll. Interface Sci. 2014. Vol. 418. N 1. P. 254 - 260.

13. Liu B., Lu J., Xie Yu. Microwave-assisted modification on montmorillonite with ester-containing Gemini surfactant and its adsorption behavior for triclosan Original Research Article / J. Coll. Interface Sci. 2014. Vol. 418. N 1. P. 208 - 215.

14. Вигдорович В. И., Цыганкова Л. Е., Николенко Д. В. и др. Извлечение ионов меди (II) и фенола в проточном растворе глауконитом Бондарского района Тамбовской области / Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10. № 6. С. 930 - 937.

15. Вигдорович В. И., Есина М. Н., Шель Н. В. и др. Сорбция катионов кальция и магния глауконитом из проточных хлоридных растворов / Сорбционные и хроматографические процессы. 2016. Т. 16. № 4. С. 533 - 543.

16. Vieira M. G. A., Almeida Neto A. F., Grimenes M. I. Removal of nickel on Bofe bentonite calcined clay in porous bed / Hazardous Materials. 2010. Vol. 176. N 2. P. 109 - 118.

17. Almedia Neto A. F., Vieira M. G. A., Silva M. G. K. Adsorption and desorption processes for Cooper removal from water using different eluents and calcined clay as adsorbent / J. Water Process Engineering. 2014. Vol. 3. N 1. P. 90 - 97.