Влияние условий коагуляционной обработки на эффективность очистки лигнинсодержащей сточной воды по данным планированного эксперимента

  • Е. Л. Седова Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова https://orcid.org/0000-0003-0903-7304
  • К. Б. Воронцов Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова https://orcid.org/0000-0001-6369-7245
  • С. А. Буркова Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова https://orcid.org/0000-0003-1710-8280
Ключевые слова: коагуляция, коагулянт, очистка сточных вод, планированный эксперимент, целлюлозно-бумажная промышленность

Аннотация

Эффективным способом удаления лигнинных веществ из стоков предприятий ЦБП является обработка коагулянтами. Согласно схеме локальной очистки лигнинсодержащая сточная вода обрабатывается отдельно, то есть до смешения с общим стоком предприятия. Для изучения эффективности процесса коагуляции лигнина алюмо- и железосодержащими реагентами предложено использовать метод планированного эксперимента – ротатабельный центральный композиционный план второго порядка для трех факторов. Объектом исследований служила модельная вода с концентрацией сульфатного лигнина 400 мг/л. Изучено влияние дозировки коагулянта, рН и продолжительности обработки сточной воды на степень ее очистки по лигнину и цветности. Все полученные модели оказались адекватными. Были построены поверхности отклика, демонстрирующие влияние режимных параметров на выходные характеристики. Установлено, что существенное влияние на эффективность удаления лигнина оказывают рН и дозировка коагулянта. Определены оптимальные интервалы рН и дозировок для исследуемых реагентов: сульфата и оксихлорида алюминия, алюмокалиевых квасцов и сульфата железа (III). Продолжительность обработки коагулянтом в интервале от 1 до 4 мин влияния на степень очистки практически не оказывает. Наилучшие результаты были получены при использовании оксихлорида алюминия: эффективность очистки по лигнину и цветности превысила 90 %. Определены оптимальные условия: рН 6,7...7,0, дозировка – 50...55 мг Al2O3/л.
Для цитирования: Седова Е.Л., Воронцов К.Б., Буркова С.А. Влияние условий коагуляционной обработки на эффективность очистки лигнинсодержащей сточной воды по данным планированного эксперимента // Лесн. журн. 2019. № 4. С. 159–167. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.159
*Статья опубликована в рамках реализации программы развития научных журналов в 2019 г.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Е. Л. Седова, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

аспирант

К. Б. Воронцов, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

канд. техн. наук, доц.; ResearcherID: P-2313-2019

С. А. Буркова, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова

магистрант

Литература

Андреев А.И., Селянина С.Б., Богданович Н.И. Сорбционные свойства лиственных и хвойных сульфатных лигнинов // Химия растительного сырья. 2012. №. 2. С. 33–39.

Байбородин А.М., Воронцов К.Б., Богданович Н.И. Коагуляционная очистка сильнозагрязненного стока ДПЦ-3 ОАО «Архангельский ЦБК» // Лесн. журн. 2012. № 4. (Изв. высш. учеб. заведений).

Байбородин А.М., Воронцов К.Б., Богданович Н.И. Разработка системы локальной очистки сильнозагрязненных сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий // Вода: химия и экология. 2011. № 8. С. 16–21.

Богданович Н.И. и др. Планирование эксперимента в примерах и расчетах // Архангельск: Изд-во САФУ, 2010. 126 с.

Варакин Е.А. и др. Влияние сточных вод производства целлюлозы на окислительную способность микроорганизмов очистных сооружений // Вестн. Казан. технол. ун-та. 2015. Т. 18, № 7. С. 277–280.

Гетманцев С.В., Нечаев И.А., Гандурина Л.В. Очистка промышленных сточных вод коагулянтами и флокулянтами. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2008. 272 с.

Дягилева А.Б., Чернобережский Ю.М. Коллоидно-химические аспекты очистки сточных вод от примесей лигнинов. Ч. 2 // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2009. № 8. С. 74–78.

Линевич С.Н., Гетманцев С.В. Коагуляционный метод водообработки. М.: Наука, 2007.

Личутина Т.Ф., Боголицын К.Г., Гусакова М.А. Экологическая оценка деятельности предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. Перспективные направления утилизации отходов // Рос. хим. журн. 2011. Т. 55, № 1. С. 101–107.

Смирнова А.И., Дягилева А.Б. Механизм формирования органоминеральных структур на основе сульфатного лигнина и алюмосодержащих компонентов // Лесн. журн. 2011. № 6. С. 112–118. (Изв. высш. учеб. заведений).

Хабаров Ю.Г. Методы определения лигнинов // Лесн. журн. 2004. № 3. С. 86–102. (Изв. высш. учеб. заведений).

Штамм Е.В. и др. Природа токсического воздействия сточных вод предприятий целлюлозно-бумажного производства на водные экосистемы // Химическая физика. 2015. Т. 34, № 6. С. 22. DOI: 10.7868/S0207401X15060072

Birjandi N., Younesi H., Bahramifar N. Treatment of Wastewater Effluents From Paper-recycling Plants by Coagulation Process and Otimization of Treatment Conditions With Response Surface Methodology. Applied Water Science, 2016, vol. 6, no.4. pp. 339–348.

Chernoberezhskii Y.M. et al. Recovery of Kraft Lignin From Aqueous Solutions with Oxotitanium Sulfate, Aluminum Sulfate, and Their Mixture. Russian journal of applied chemistry, 2002, vol. 75, no.10, pp. 1696–1699.

Irfan M. et al. The Removal of COD, TSS and Colour of Black Liquor by Coagulation–Flocculation Process at Optimized pH, Settling and Dosing Rate. Arabian Journal of Chemistry, 2017, vol. 10, pp. S2307–S2318.

Kamali M., Khodaparast Z. Review on Recent Developments on Pulp and Paper Mill Wastewater Treatment. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2015, vol. 114, pp. 326–342.

Lindholm-Lehto P.C. et al. Refractory Organic Pollutants and Toxicity in Pulp and Paper Mill Wastewaters. Environmental Science and Pollution Research, 2015, vol. 22, no. 9, pp. 6473–6499.

Tir M., Moulai-Mostefa N. Optimization of Oil Removal From Oily Wastewater by Electrocoagulation Using Response Surface Method. Journal Of Hazardous Materials, 2008, vol. 158, no.1, pp. 107–115.

Trinh T.K., Kang L.S. Application of Response Surface Method as an Experimental Design to Optimize Coagulation Tests. Environmental Engineering Research, 2010, vol. 15, no. 2, pp. 63–70.

Trinh T.K., Kang L.S. Response Surface Methodological Approach to Optimize the Coagulation–Flocculation Process in Drinking Water Treatment. Chemical Engineering Research And Design, 2011, vol. 89, no. 7, pp. 1126–1135.

Поступила 19.06.19

Опубликован
2019-07-11
Как цитировать
Седова, Е., К. Воронцов, и С. Буркова. Влияние условий коагуляционной обработки на эффективность очистки лигнинсодержащей сточной воды по данным планированного эксперимента. Лесной журнал, вып. 4, July 2019, с. 159, doi:10.17238/issn0536-1036.2019.4.159.
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ