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

Е. Н. Кузин, доцент кафедры промышленной экологии, канд. техн. наук, эл. почта: Kuzin.e.n@muctr.ru
А. Б. Фадеев, аспирант кафедры промышленной экологии
Ю. М. Аверина, заведующая кафедрой логистики и экономической информатики, канд. техн. наук
Н. Е. Кручинина, заведующая кафедрой промышленной экологии, докт. техн. наук

Вопросам повышения экологической безопасности металлургического производства уделяется все больше внимания. Использование атмосферных осадков в качестве источника подпиточной или технологической воды — крайне актуальное и активно развиваемое направление. Для обеспечения надлежащего уровня качества атмосферных стоков традиционно применяют разные процессы очистки. Коагуляция и фильтрация — основополагающие процессы водоподготовки для большинства типов питьевых, бытовых и промышленных вод. Установлено, что применение комплексных титансодержащих коагулянтов позволяет эффективно удалять из воды механические примеси, при этом остаточное содержание взвешенных веществ находится на уровне 0,35 мг/дм3. Остаточная концентрация примесей для наиболее распространенного коагулянта — оксихлорида алюминия составляла 0,45 мг/дм3. Доказано, что применение комплексного титансодержащего коагулянта и хлорида железа создает минимальное вторичное загрязнение воды анионами коагулянта, однако применение соединений железа нежелательно ввиду попадания в воду высокоабразивного, мелкодисперсного гидроксида железа. Установлено, что для достижения минимальных остаточных концентраций взвешенных веществ целесообразно применять керамические или полимерные микрофильтры. Применение сетчатых или традиционных фильтров с песчаной или полимерной загрузкой не эффективно ввиду периодического проскока взвешенных веществ в очищенную воду. Очищенные с использованием коагуляции и фильтрации атмосферные стоки могут быть использованы для подпитки оборотной системы водоснабжения, теплотехнических нужд или в качестве воды 2-й категории для нужд гальванического производства.

1. Averina J. M., Kaliakina G. E., Zhukov D. Y., Kurbatov A. Y. et al. Development and design of a closed water use cycle // 19^th International Multidisciplinary Scientific Geoconference. — Bulgary, 2019. Vol. 19. P. 145–152.
2. Öztel M. D., Kuleyin A., Akbal F. Treatment of zinc plating wastewater by combination of electrocoagulation and ultrafiltration process // Water Science & Technology. 2020. Vol. 82, Iss. 4. P. 663–672.
3. Huang Y., Wu D., Wang X., Huang W. et al. Removal of heavy metals from water using polyvinylamine by polymer-enhanced ultrafiltration and flocculation // Separation and Purification Technology. 2016. Vol. 158. P. 124–136.
4. Ezugbe E. O., Rathilal S. Membrane technologies in wastewater treatment: A review // Membranes. 2020. Vol. 10. 89.
5. Кузин Е. Н., Кручинина Н. Е. Получение отвержденных форм алюмокремниевого коагулянта и их использование в про цессах водоочистки и водоподготовки // Цветные металлы. 2016. № 10. С. 8–13.
6. Thomas M., Bak J., Królikowska J. Efficiency of titanium salts as alternative coagulants in water and wastewater treatment: Short review // Desalination and Water Treatment. 2020. Vol. 208. P. 261–272.
7. Thomas M., Melichová Z., Šuránek M., Kuc J. et al. Removal of Zinc from concentrated galvanic wastewater by sodium trithiocarbonate: process optimization and toxicity assessment // Molecules. 2023. Vol. 28, Iss. 2.
8. Kolesnikov A. V., Aung Pyae, Davydkova T. V., Kolesnikov V. A. Establishment of regularities of electroflotation extraction of non-ferrous metal (Cu, Ni, Zn, Co, Fe) hydroxides from wastewater of various compositions in the presence of industrial surfactants // Non-ferrous Metals. 2021. № 1. P. 3–9.

9. Гайдукова А. М., Похвалитова А. А., Конькова Т. В., Стоянова А. Д. Влияние солесодержания на эффективность очистки сточных вод от ионов железа(III) электрофлото сорбционным методом // Известия вузов. Серия химия и химическая технология. 2022. Т. 65, № 12. С. 119–125.
10. Gaydukova A., Kon’kova T. V., Kolesnikov V., Pokhvalitova A. Adsorption of Fe³⁺ ions onto carbon powder followed by adsorbent electroflotation // Environmental Technology & Innovation. 2021. Vol. 23. 101722.
11. Shahrokhi-Shahraki R., Benally C., El-Din M. G., Park J. High efficiency removal of heavy metals using tire-derived activated carbon vs commercial activated carbon: Insights into the adsorption mechanisms // Chemosphere. 2021. Vol. 264, Part I. 128455.
12. Naveed R., Feroze N., Kazmi M., Ashraf A. Performance analysis of cation and anion exchangers in water treatment plant: An industrial case study // Polish Journal of Chemical Technology. 2012. Vol. 14. P. 35–41.
13. Bektenov N., Tsoy I., Kambarova E., Ybyrayymzhanova L. Water purification from heavy metals with ionites // The Scientific Heritage. 2019. Vol. 1, № 38. P. 30–34.
14. Ince M., İnce O. K. An overview of adsorption technique for heavy metal removal from water/wastewater: A critical review // International Journal of Pure and Applied Sciences. 2017. Vol. 3, Iss. 2. P. 10–19.
15. Bashir A., Malik L. A., Ahad S., Manzoor T. et al. Removal of heavy metal ions from aqueous system by ion-exchange and biosorption methods // Environmental Chemistry Letters. 2019. Vol. 17. P. 729–754.
16. Borba C. E., Guirardello R., Silva E. A., Veit M. T. et al. Removal of nickel(II) ions from aqueous solution by biosorption in a fixed bed column: Experimental and theoretical breakthrough curves // Biochemical Engineering Journal. 2006. Vol. 30, Iss. 2. P. 184–191.
17. Song M., Im S.-J., Jeong D., Jang A. Reduction of biofouling potential in cartridge filter by using chlorine dioxide for enhancing anti-biofouling of seawater reverse osmosis membrane // Environmental Research. 2020. Vol. 180. 108866.
18. Аверина Ю. М., Курбатов А. Ю., Сахаров Д. А., Субчева Е. Н. Разработка технологии получения нанофильт рационных керамических мембран // Стекло и керамика. 2020. № 3. С. 22–27.
19. Islam A., Raghupathy B. P. C., Sivakumaran M. V., Keshri A. K. Ceramic membrane for water filtration: Addressing the various concerns at once // Chemical Engineering Journal. 2022. Vol. 446, Part 4. 137386.
20. ГОСТ Р 58431–201. Единая система защиты от коррозии и старения. Вода для гальванического производства и схемы промывок. Общие требования. — Введ. 18.06.2019.
21. ПНД Ф 14.1:2:4.261–2010. Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации сухого и прокаленного остатка в пробах питьевых природных и сточных вод гравиметрическим методом. — Введ. 13.11.2015.
22. Nguyen T., Roddick F. A., Fan L. Biofouling of water treatment membranes: a review of the underlying causes, monitoring techniques and control measures // Membranes. 2012. Vol. 2. P. 804–840.
23. Hoslett J., Massara T. M., Malamis S., Ahmad D. et al. Surface water filtration using granular media and membranes: A review // Science of the Total Environment. 2018. Vol. 639. P. 1268– 1282.
24. Кузин Е. Н. Применение метода атомно-эмиссионной спектроскопии с СВЧ (магнитной) плазмой в процессах идентификации химического состава отходов сталеплавильного производства // Черные металлы. 2022. № 10. С. 79–82.
25. Кузин Е. Н., Кручинина Н. Е. Получение комплексных коагулянтов на основе минеральных концентратов и их использование в процессах очистки воды // Обогащение руд. 2019. № 3. С. 43–48.
26. Kuzin E., Averina Y., Kurbatov A., Kruchinina N. et al. Titaniumcontaining coagulants in wastewater treatment processes in the alcohol industry // Processes. 2022. Vol. 10. 440.
27. Химия и технология нанодисперсных оксидов : учебное пособие для вузов / Н. А. Шабанова, В. В. Попов, П. Д. Саркисов. — М. : Академкнига, 2007. — 309 с.
28. Shon H. K., Vigneswaran S., Kim I. S., Cho J. Preparation of titanium dioxide (TiO₂) from sludge produced by titanium tetra chloride (TiCl₄) flocculation of wastewater // Environmental Science & Technology. 2007. Vol. 41, Iss. 4. P. 1372–1377.