ЭКОЛОГИЯ
Оригинальная статья
УДК 622.337.7: 628.3 © И.В. Тимощук, А.К. Горелкина, Е.С. Михайлова, Л.А. Иванова, Н.С. Голубева, 2024
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 04-2024 /1179/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-4-57-62
Название
Ионообменные смолы для деконтаминации сточных вод угледобывающих предприятий
Авторы
Тимощук И.В., доктор техн. наук, профессор кафедры техносферной безопасности КемГУ, 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: irina_190978@mail.ru
Горелкина А.К., доктор техн. наук, профессор кафедры техносферной безопасности КемГУ, 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: alengora@yandex.ru
Михайлова Е.С., канд. хим. наук, начальник управления по реализации КНТП КемГУ, 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: e_s_mihaylova@mail.ru
Иванова Л.А., канд. техн. наук, доцент кафедры техносферной безопасности КемГУ, 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: lyuda_ivan@mail.ru
Голубева Н.С., канд. техн. наук, доцент кафедры техносферной безопасности КемГУ, 650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: golnadya@yandex.ru
Аннотация
В настоящее время метод ионного обмена применяют для извлечения широкого спектра контаминантов при водоподготовке и очистке сточных вод различных отраслей промышленности. Существенное многообразие
типов сорбентов предопределяет возможности применения ионообменных смол, отличающихся структурой (гелевая, пористая, промежуточная) и свойствами (ионообменная емкость, механическая прочность, химиче
ская стойкость и т.д.). В работе представлены исследования по деконтаминации приоритетных загрязнителей, характерных для сточных вод угледобывающей промышленности (сульфат-ионы, нитрат-ионы, ионы железа, марганца) с применением ионообменных смол (AktivKohle plus, АВ-17-8ЧС, Puresin PC 002к, FeroSoft). По экспериментальным данным рассчитаны значения динамической обменной емкости и полной динамической обменной емкости для всех исследуемых ионитов. Даны рекомендации для более эффективной очистки стоков.
Ключевые слова
Сточные воды, ионообменные смолы, Puresin PC 002к, FeroSoft, AktivKohle plus, АВ-17-8ЧС
Список литературы
1. К вопросу оценки экологического состояния окружающей среды для достижения устойчивого развития угледобывающих регионов России / О.М. Зиновьева, Л.А. Колесникова, А.М. Меркулова и др. // Устойчивое развитие горных территорий. 2023. Т.15. № 1. С. 35-43. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-1-35-43. Zinovieva O.M., Kolesnikova L.A., Merkulova A.M. et al. On the issue of assessing the ecological condition of the environment to achieve sustainable development of coal-mining regions of Russia. Ustojchivoe razvitie gornyh territorij, 2023;15(1):35-43. (In Russ.). DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-1-35-43.
2. ЛыщиковаЮ.В. Проблемыиперспективывнедренияконцепции «Умныйрегион» вугледобывающихсубъектахРоссийскойФедерации // Уголь. 2024. № 1. С. 25-31. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-1-25-31. Lyshchikova Yu.V. Problems and prospects of implementation of the “Smart Region” concept in the coal-mining regions of the Russian Federation. Ugol’. 2024;(1):25-31. (InRuss.). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-1-25-31.
3. Синергетический подход к решению геоэкологических проблем угледобывающих и углеперерабатывающих субкласте
ров / А.А. Хорешок, О.И. Литвин, Д.М. Дубинкин и др. // Уголь. 2022. № 12. С. 82-87. DOI: 10.18796/0041-5790-2022-12-82-87. Khoreshok A.A., Litvin O.I., Dubinkin D.M., Markov S.O., Tyulenev M.A. Synergetic approach to solving geo-environmental problems of coal mining and coal processing subclusters. Ugol’. 2022;(12):82-87. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2022-12-82-87.
4. Runtti H, Tolonen E.T, Tuomikoski S, Lassi U, Luukkonen T. How to tackle the stringent sulfate removal requirements in mine water treatment – A review of potential methods. Environmental Research. 2018;(167):207-222. DOI: 10.1016/j.envres.2018.07.018.
5. Актуализация информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям в области добычи и обогащения угля. Система показателей наилучших доступных технологий / И.В. Петров, И.С. Курошев, А.С. Курчакова и др. // Уголь. 2024. № 1. С. 43-50. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-1-43-50. Petrov I.V., Kuroshev I.S., Kurchakova A.S., Grigorjev A.V., Shkarupa A.A. Updating of the information and technical reference book on the best available technologies in coal mining and processing. System of indicators for the best available technologies. Ugol’. 2024;(1):43-50. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-1-43-50.
6. Очистка сточных вод угледобывающих предприятий / А.К. Горелкина, Е.С. Михайлова, И.В. Тимощук и др. // Уголь. 2023. № S12. С. 63-66. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-S12-63-66. G orelkina A.K., Mikhaylova E.S., Timoshchuk I.V., Ivanova L.A., Neverov E.N. Еxample of wastewater treatment of coal mining enterprises. Ugol’. 2023;(S12):63-66. (InRuss.). DOI: 10.18796/0041-5790-2023-S12-63-66.
7. Звеков А.А., Зыков И.Ю., Дудникова Ю.Н., Михайлова Е.С., Цветков В.Э., Исмагилов З.Р. Исследование сорбции органических соединений углеродными сорбентами из углей Кузбасса //Кокс и химия. 2019. № 6. С. 22-27.
Zvekov A.A., Zykov I.Y., Dudnikova Y.N., Mihaylova E.S., Tsvetkov V.E., Ismagilov Z.R. Sorption of organic compounds by carbon sorbents from Kuzbass coals. Koks i himiya. 2019;(6):22-27. (In Russ.).
8. Синтезисвойствановыхионообменныхсмол / Ф.Б. Эшкурбонов, Х.Х. Тураев, Н.Д. Амоноваидр. // Universum: химияибиология. 2018. №.5(47). UR L: https://cyberleninka.ru/article/n/sintezi-svoystva-novyh-ionoobmennyh-smol.
Eshkurbonov F., Turaev H., Amonova N. et al. Synthesis and properties of ion exchange resins. Universum: himiya i biologiya, 2018;(5). (In Russ.). UR L: https://cyberleninka.ru/article/n/sintez-i-svoystvanovyh-ionoobmennyh-smol.
9. Просеков А.Ю., Тимощук И.В., Горелкина А.К. К вопросу об использовании отходов от водообессоливающих ионообменных установок электростанций // Теоретическая и прикладная экология. 2021. № 4. С. 127-132. DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-127-132. Prosekov A.Yu., Timoshchuk I.V., Gorelkina A.K. On the issue of the use of waste from water desalting ion exchange units of power plants. Teoreticheskaya i prikladnaya ekologiya. 2021;(4):127-132.
(In Russ.). DOI: 10.25750/1995-4301-2021-4-127-132.
10. Baiyan Li, Yiming Zhang, Dingxuan Ma, Zhenyu Xing, Tianliang Ma, Zhan Shi, Xiulei Ji, Shengqian Ma. Creation of a New Type of Ion Exchange Materials for Rapid, High-Capacity, Reversible and Selective Ion Exchange without Swelling and Entrainment. Chemical Science. 2016 Mar 1;7(3):2138-2144. DOI: 10.1039/c5sc04507j.
11. T imoshchuk I.V. Technology of afterpurification of drinking water from organic contaminants in production of foodstuff. Foods and Raw Materials. 2016;4(1):61-69. DOI: 10.21179/2308-4057-2016-1-61-69.
12. Eremeeva N.B. Nanoparticles of metals and their compounds in films and coatings: A review. Foods and Raw Materials. 2024;12(1):60-79. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2024-1-588.
13. Алламуратов К.К. Ионообменная очистка станет на страже чистоты гидросферы и атмосферы нашей планеты // Экономика и социум. 2017;6-1(37):74-77. Allamuratov K.K. Ion chenging clear will become on guard of the
purity gidrosfere and atmosphere of our planet. Ekonomika i sotsium 2017;(6-1):74-77. (In Russ.).
14. Ivanov V.A., Kargov S.I., Gavlina O.T. Selective ion-exchange sorbents for caesium extraction from alkaline radioactive solutions. Review. Condensed. Matter and Interphases. 2022;24(3):287-299. https://doi.org/10.17308/kcmf.2022.24/9850.
15. Лин Маунг Маунг, Шитова В.О, Каграманов Г.Г. Очистка сточных вод от тяжелых металлов методом ионного обмена // Успехи в химии и химической технологии. 2016. Т. XXX. № 2. С.109-110. Lin Maung Maung, Shitova V.O., Kagramanov G.G. Wastewater treatment from heavy metals by ion exchange method. Uspekhi v himii i himicheskoj tehnologii. 2016;XXX(2):109-110. (In Russ.).
16. Нойман Ш. Применение ионообменных смол для водоподготовки и очистки сточных вод промышленных предприятий // Вода:химия и экология. 2011. № 5(35). С. 40-45. Neumann Sh. Application of ion exchange resins in waste water treatment. Voda. Himiya i ekologiya. 2011;(35) :40-45. (In Russ.).
17. F rancisco Macias, Rafael P. Lopez, Manuel A. Caraballo, Carlos R. Canovas, Jose Miguel Nieto. Management strategies and valorization for waste sludge from active treatment of extremely metalpolluted acid mine drainage: A contribution for sustainable mining. Journal of Cleaner Production. 2017;(141):1057-1066. DOI:10.1016/j.jclepro.2016.09.181.
18. ЛинМаунгМаунг, ФарносоваЕ.Н., КаграмановГ.Г. Очисткасточныхводоттяжелыхметалловметодаминанофильтрациииионногообмена // Химическаяпромышленностьсегодня. 2017. № 8. С. 30-35.
Lin Maung Maung, Farnosova E.N., Kagramanov G.G. Heavy metals containing wastewater purification by nanofiltration and ion exchange methods. Himicheskaya promyshlennost' segodnya. 2017;(8):30-35.(In Russ.).
Поддержка
Исследование выполнено в рамках комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла «Разработка и внедрение комплекса технологий в областях разведки и добычи полезных ископаемых, обеспечения промышленной безопасности, биоремедиации, создания новых продуктов глубокой переработки из угольного сырья при последовательном снижении экологической нагрузки на окружающую среду и рисков для жизни населения», утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации от 11.05.2022 № 1144-р, при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, Соглашение № 075-15-2022-1201 от 30.09.2022.
Для цитирования
Ионообменные смолы для деконтаминации сточных вод угледобывающих предприятий / И.В. Тимощук, А.К. Горелкина, Е.С. Михайлова и др. // Уголь. 2024;(4):57-62. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-4-57-62.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 25.02.2024
Поступила после рецензирования: 28.02.2024
Принята к публикации: 26.03.2024
