МОДЕЛИРОВАНИЕ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ СОРБЦИОННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ УСТАНОВОК ВОДОПОДГОТОВКИ
Авторы:
1.
КГЭУ
2.
Казанский государственный энергетический университет
Тип:
Статья
Номер статьи:
Статус:
Опубликован
Получено:
04.08.2025
Одобрено:
07.08.2025
Опубликовано:
07.08.2025
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД, АДСОРБЦИЯ, РАВНОВЕСИЕ, КАРБОНАТНЫЙ ШЛАМ, МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
Аннотация (русский):
В статье рассматриваются методы математического и физического моделирования процесса адсорбции очистки сточных вод промышленных предприятий, связанных с химической технологией. Для очистки сточных вод от анионных синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ) и математического моделирования процесса адсорбции разработано и экспериментально исследовано применение сорбционного материала в виде отходов с установок водоподготовки, которым является шлам после осветлителей на тепловых электрических станциях. Представлены математические модели, как для инженерных расчетов, так и численного исследования процесса адсорбции. Записана система дифференциальных уравнений в частных производных баланса массы компонента, кинетики адсорбции с условиями равновесия (изотермы адсорбции). Для инженерных расчетов адсорбера представлено уравнение массопередачи и материального баланса, где искомой величиной является поверхность адсорбента. Отмечено, что для применения данных моделей необходимы экспериментальные данные по кинетике адсорбции и равновесию. В экспериментальной части работы исследования проведены с использованием шлама водоподготовительной установки Казанской ТЭЦ - 1. Установлены технические и физико-химические характеристики материала: реакция среды, насыпная плотность материала, зольность, влагоемкость. Получены гранулы шлама, обработанные связующими, которые используются при получении изотерм адсорбции. Получены экспериментальные данные по извлечению лаурилсульфата натрия, являющимся распространенным анионным ПАВ, попадающим в сточные воды различных предприятий. Выявлена и представлена графически зависимость снижения поверхностного натяжения раствора на границе раздела фаз - воздух и раствор с увеличением концентрации лаурилсульфата натрия. Получены изотермы адсорбции для разработанных сорбционных материалов, которые относятся к первому типу по классификации Брунауэр-Эмметт-Теллера. Полученные экспериментальные данные могут использоваться как при численном моделировании адсорбции ПАВ, так и в инженерных методах расчета аппаратов очистки сточных вод.
В статье рассматриваются методы математического и физического моделирования процесса адсорбции очистки сточных вод промышленных предприятий, связанных с химической технологией. Для очистки сточных вод от анионных синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ) и математического моделирования процесса адсорбции разработано и экспериментально исследовано применение сорбционного материала в виде отходов с установок водоподготовки, которым является шлам после осветлителей на тепловых электрических станциях. Представлены математические модели, как для инженерных расчетов, так и численного исследования процесса адсорбции. Записана система дифференциальных уравнений в частных производных баланса массы компонента, кинетики адсорбции с условиями равновесия (изотермы адсорбции). Для инженерных расчетов адсорбера представлено уравнение массопередачи и материального баланса, где искомой величиной является поверхность адсорбента. Отмечено, что для применения данных моделей необходимы экспериментальные данные по кинетике адсорбции и равновесию. В экспериментальной части работы исследования проведены с использованием шлама водоподготовительной установки Казанской ТЭЦ - 1. Установлены технические и физико-химические характеристики материала: реакция среды, насыпная плотность материала, зольность, влагоемкость. Получены гранулы шлама, обработанные связующими, которые используются при получении изотерм адсорбции. Получены экспериментальные данные по извлечению лаурилсульфата натрия, являющимся распространенным анионным ПАВ, попадающим в сточные воды различных предприятий. Выявлена и представлена графически зависимость снижения поверхностного натяжения раствора на границе раздела фаз - воздух и раствор с увеличением концентрации лаурилсульфата натрия. Получены изотермы адсорбции для разработанных сорбционных материалов, которые относятся к первому типу по классификации Брунауэр-Эмметт-Теллера. Полученные экспериментальные данные могут использоваться как при численном моделировании адсорбции ПАВ, так и в инженерных методах расчета аппаратов очистки сточных вод.
Ключевые слова:
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД, АДСОРБЦИЯ, РАВНОВЕСИЕ, КАРБОНАТНЫЙ ШЛАМ, МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД, АДСОРБЦИЯ, РАВНОВЕСИЕ, КАРБОНАТНЫЙ ШЛАМ, МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
