Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия:

Т. В. Конькова, профессор кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических процессов, докт. техн. наук, доцент, эл. почта: kontat@list.ru
З. Х. Тхан, аспирант кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических процессов
Т. А. Хейн, докторант кафедры технологии неорганических веществ и электрохимических процессов, канд. техн. наук
А. Д. Стоянова, старший преподаватель кафедры технологии неорганических веществ и электро-химических процессов, канд. техн. наук

Для очистки сточных вод, содержащих тяжелые и цветные металлы в виде труднорастворимых соединений, применяют метод электрофлотации, если концентрации загрязнений выше, чем возможные при адсорбционной обработке. Повышение эффективности электрофлотационного процесса является актуальной задачей. Исследовано влияние состава среды, а именно природы электролита, поверхностно-активных веществ и солей жесткости, на степень электрофлотационного извлечения гидроксидов железа, алюминия и хрома из водных растворов. Установлено, что природа электролита (NaCl, Na₂SO₄) не оказывает существенного влияния на процесс. Наличие в растворе ионов кальция снижает степень электрофлотационного извлечения гидроксидов независимо от природы электролита вследствие адсорбции Ca²⁺ на поверхности гидроксидов и увеличения ее гидрофильности. Введение в систему поверхностно-активных веществ: дидецил-диметиламмония хлорида, додецилсульфата натрия и смеси первичных оксиэтилированных синтетических спиртов преимущественно повышает степень извлечения дисперсной фазы. Наибольший положительный эффект имеет место в присутствии анионного поверхностно-активного вещества додецилсульфата натрия. Высокая эффективность процесса электрофлотационного извлечения дисперсной фазы обусловлена гидрофобизацией поверхности частиц адсорбированным додецилсульфатом натрия, а также стабилизацией газовых пузырьков. Размеры частиц гидроксидов железа и хрома изменяются в интервале 0,04–4,0 мкм, в отличие от гидроксида алюминия, размер частиц которого в основном превышает 10 мкм, что обусловлено высокой способностью иона алюминия к полимеризации и последующей коагуляцией частиц. Эффективность электрофлотационного извлечения гидроксидов хрома, алюминия и железа в присутствии ионов кальция с помощью анионного поверхностно-активного вещества составляет не менее 90 %. Для доочистки сточных вод до норм ПДК рекомендуется применять дополнительную фильтрацию.

1. Никифоров A. Ф., Кутергин А. С., Низамова А. Ф., Фоминых И. М., Трифонов К. И. Сорбция тяжелых цветных металлов из водных растворов зернистыми фильтрующими материалами на основе кремнистых пород // Водное хозяйство России. 2018. № 2. C. 92–108.
2. Kon’kova T. V., Rysev A. P. Inversion of montmorillonite ionexchange characteristics // Colloid Journal. 2020. Vol. 82, No. 2. P. 130–135. DOI: 10.1134/S1061933X20020064.
3. Хилюк А. В., Шестаков И. Я. Адсорбционная очистка воды от ионов металлов с применением электрохимического воздействия // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2020. Т. 2. С. 508–510.
4. Liu X. Q., Zhang G., Xing H. Q., Huang P., Zhang X. L. Preparation of amphiphilic composite and removal of oil and hexavalent chromium from wastewater // Environmental Chemistry Letters. 2011. Vol. 9, No. 1. Р. 127–132. DOI: 10.1007/s10311-009-0256-4.
5. Веденяпина М. Д., Курмышева А. Ю., Кулайшин C. A., Кряжев Ю. Г. Адсорбция некоторых тяжелых металлов на активированных углях (обзор) // Химия твердого топлива. 2021. № 2. С. 18–41. DOI: 10.31857/S0023117721020092.
6. Siddiqui M. N., Chanbasha B., Al-Arfaj A. A., Kon’kova T., Imran Ali. Super-fast removal of cobalt metal ions in water using inexpensive mesoporous carbon obtained from industrial waste material // Environmental Technology and Innovation. 2021. Vol. 21. DOI: 10.1016/j.eti.2020.101257.
7. Al Ali A., Ouda M., Naddeo V., Puig S., Hasan S. W. Integrated electrochemical-adsorption process for the removal of trace heavy metals from wastewater // Case Studies in Chemical and Environmental Engineering. 2021. Vol. 4, No. 12. DOI: 10.1016/j.cscee.2021.100147.
8. Cavaco S. A., Fernandes S., Augusto C. M., Quina M. J., Gando F. L. M. Evaluation of chelating ion-exchange resins for separating Cr(III) from industrial effluents // Journal Hazardous Materials. 2009. Vol. 169, No. 1–3. Р. 516–523. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.03.129.
9. Cavaco S. A., Fernandes S., Quina M. M., Ferreira L. M. Removal of chromium from electroplating industry effluents by ion exchange resins // Journal Hazardous Materials. 2007. Vol. 144, No. 3. Р. 634–638. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2007.01.087.
10. Kon’kova Т. V., Chinh Nguyen Quynh. Sorption recovery of lanthanum, iron, aluminum, and calcium ions from phosphoric acid // Russian Journal of Applied Chemistry. 2020. Vol. 93, No. 12. Р. 1866–1870. DOI: 10.1134/S1070427220120083.
11. Hassan Karimi-Maleh, Yasin Orooji, Ali Ayati, Saeid Ghanbari et al. Recent advances in removal techniques of Cr(VI) toxic ion from aqueous solution: A comprehensive review // Journal of Molecular Liquids. 2021. Vol. 329. DOI: 10.1016/j.molliq. 2020.115062.
12. Mohtashami R., Shang J. Q. Electroflotation for treatment of industrial wastewaters: A focused review // Environmental Processes. 2019. No. 6. P. 325–353. DOI: 10.1007/s40710-019-00348-z.
13. Gaydukova A., Kon’kova T., Kolesnikov V., Pokhvalitova A. Adsorption of Fe³⁺ ions onto carbon powder followed by adsorbent electroflotation // Environmental Technology & Innovation. 2021. Vol. 23, No. 8. DOI: 10.1016/j.eti.2021.101722.
14. Shadi A. M. H., Kamaruddin M. A., Niza N. M., Emmanuel M. I., Ismail N., Hossain S. Effective removal of organic and inorganic pollutants from stabilized sanitary landfill leachate using a combined Fe₂O₃ nanoparticles electroflotation process // Journal of Water Process Engineering. 2021. Vol. 40, No. 4. DOI: 10.1016/j.jwpe.2021.101988.
15. Than Zaw Htay, Kolesnikov V. A., Kon’kova T. V., Thu Aung Hein, Kolesnikov A. V. Extraction of aluminum hydroxide from aqueous chloride solutions in the presence of hardness salts and surfactants of various nature // Russian Journal of Applied Chemistry. 2021. Vol. 94, No. 9. Р. 1216–1221. DOI: 10.1134/S1070427221090032.
16. Kolesnikov V. A., Il’in V. I., Brodskiy V. A., Kolesnikov A. V. Electroflotation during wastewater treatment and extraction of valuable compounds from liquid technogenic waste: A review // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2017. Vol. 51, No. 4. P. 369–383. DOI: 10.1134/S0040579517040200.
17. Mickova E. L. Advanced electrochemical technologies in wastewater treatment. Part II: Electro-flocculation and electroflotation american scientific // Research Journal for Engineering, Technology and Sciences. 2015. Vol. 14, No. 2. P. 273–294.
18. Alam R., Shang J. Q., Khan A. H. Bubble size distribution in a laboratory-scale electroflotation study // Environmental Monitoring and Assessment. 2017. Vol. 189, No. 4. P. 1–14. DOI: 10.1007/s10661-017-5888-4.