| ArticleName |
Эффективные и доступные способы очистки различных вод от фторсодержащих
неорганических примесей |
| Abstract |
Представлены эффективные и доступные способы очистки от фтора вод различного минерального состава и происхождения. Применен комплексный подход к выбору реагентов-осадителей и условий очистки воды (масса реагента, рН процесса, длительность процесса, скорость осаждения) от фторсодержащих неорганических компонентов. Данный подход позволил достичь предъявляемых норм по фтору для водоемов как питьевого, так и рыбохозяйственного назначения, а также исключить вторичное загрязнение компонентами используемых реагентов. Тщательно изучена гидролитическая устойчивость различных комплексных неорганических фторидов, имеющая важнейшее значение при организации очистки воды от фторсодержащих неорганических примесей реагентными способами. Показано, что воды, содержащие фтор в виде фторид-ионов F–, могут быть эффективно очищены с помощью сульфатных соединений титана или хлорида алюминия. Сульфатные соединения титана пригодны и при очистке воды, содержащей фтор в виде комплексного аниона SiF62–; мольное отношение Ti4+:F– = 9,7 достаточно для достижения степени очистки до норм рыбохозяйственных водоемов (0,75 мг/л). Для очистки вод, содержащих фтор в виде комплексных анионов FeF63–, TiF62–, AlF63–, предложено использовать сульфатные соединения церия (III) или (IV), обеспечивающие при мольном отношении Сеn+:F– = 3,76 ÷ 5,65 высокое извлечение фтора и его остаточное содержание в воде 1,3–1,7 мг/л, что не превышает норм для водоемов питьевого назначения. Очистка до норм для водоемов рыбохозяйственного назначения также возможна при увеличении расхода реагента, однако при этом увеличивается степень вторичного загрязнения церием. Сульфаты церия при необходимости можно применять и при очистке воды от F– и SiF62–. Все разработанные способы были опробованы при очистке стоков ООО «Ловозерский ГОК» (рудник «Карнасурт») и ОАО «Апатит» (АНОФ-II) со среднегодовым содержанием фтора 8–12 мг/л. Использование сульфатных соединений титана при мольном отношении Ti4+:F– = 7,76 позволяет достичь остаточного содержания фтора в очищаемой воде 0,5 мг/л. При использовании хлорида алюминия и мольном отношении Al3+:F– = 6,25 достигается аналогичное
остаточное содержание фтора. Использование соединений церия в качестве реагентов-осадителей также приводит к существенному снижению содержания фтора в воде. Так, очистка до концентраций 0,7–1,45 мг/л достигается при мольном отношении Се:F– = 1÷1,25 соответственно. |
| References |
1. Клименко И. А., Поляков В. А., Соколовский Л. Г. Проблемы использования подземных вод для водоснабжения Московского региона // Питьевая вода. 2005. № 2. С. 14–20.
2. Штольц А. А., Горбанев С. А. Гидрохимические особенности подземных источников водоснабжения Ленинградской области // Вестник СПбГМА. 2005. Т. 6, № 3. С. 192–193.
3. Tripathy S. S., Bersillon J.-L., Gopal K. Removal of fluoride from drinking water by adsorption onto alum-impregnated activated alumina // Separation and Purification Technology. 2006. Vol. 50, No. 3. Р. 310–317.
4. Reimann C., Bjorvatn K., Frengstad B. еt al. Drinking water quality in the Ethiopian section of the East African Rift Valley. I. Data and health aspects // Science of the Total Environment. 2003. Vol. 311, No. 1-3. P. 65–80.
5. Wang Jun-yi, Li Bo-ling, Yu Jiang. Zhongguo difangbingxue zazhi // Chinese Journal of Endemiology. 2005. Vol. 24, No. 4. P. 420–422.
6. Tahaikt M., Achary I., Menkouchi Sahli M. A. еt al. Defluoridation of Moroccan ground water by electrodialysis: continuous operation // Desalination. 2004. Vol. 167. P. 357.
7. Wang Zhen-yu, Wang Jin-sheng, Teng Yan-guo et al. Fluorine removal from groundwater by coagulation/sedimentation // Shuiwendizhi gongcheng dizhi — Hydrogeol. and Eng. Geol. 2004. Vol. 31, № 5. P. 42–45.
8. Verma A., Shetty B. K., Guddattu V. еt al. High prevalence of dental fluorosis among adolescents is a growing concern: a school based cross-sectional study from Southern India // Environmental Health and Preventive Medicine. 2017. Vol. 22, No. 1.
9. Barberio A. M., Hosein F. S., Quinonez C., McLaren L. Fluoride exposure and indicators of thyroid functioning in the Canadian population: Implications for community water fluoridation // Journal of Epidemiology and Community Health. 2017. Vol. 71, No. 10. P. 1019–1025.
10. Справочник химика. Т. 2. — Л. : Химия, 1971. — 1168 с.
11. Позин М. Е. Технология минеральных солей (удобрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот). Ч. II. — Л. : Химия, 1970. — 1558 с.
12. Пат. 2491362 РФ. Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса / Фокин К. С., Нестерова Е. О. ; заявл. 03.07.2012 ; опубл. 27.08.2012, Бюл. № 24.
13. Шабарин А. А., Водяков В. Н., Котин А. В. и др. Очистка питьевой воды от фторидов методом обратного ос моса // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28, № 1. С. 36–47.
14. Веселовская Е. В., Шишло А. Г., Денисова И. А. Проблемы удаления фторидов из низкоконцентрированных модельных растворов, имитирующих состав природных вод // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2017. № 4. С. 112–117.
15. Мамяченков С. В., Немчинова Н. В., Егоров В. В., Пазылхан Р. Н. Обзор перспективных способов выведения фториди хлорид-ионов из растворов для подготовки цинкового электролита к стадии электроэкстракции // Вестник ИрГТУ. 2016. № 4. С. 155–169.
16. Доклад по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов Мурманской области в 2006 году / Комитет по природным ресурсам и охране окружающей среды Мурманской области. — Мурманск : Книжное издательство, 2007. — 160 с.
17. Беспамятнов Г. П., Кротов Ю. А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде : справочник. — Л. : Химия, 1985. — 528 с.
18. Локшин Э. П., Беликов М. Л. Об очистке от фтора сточных вод, содержащих комплексные фториды алюминия и кремния // Журнал прикладной химии. 2008. Т. 81, № 2. С. 177–181.
19. Пат. 2228911 РФ, МПК7 С 02 F 1/28, 1/58, 1/52. Способ очистки сточных вод от фтора / Локшин Э. П., Беликов М. Л. ; Ин-т химии и технологии редких элементов и минерал. сырья им. И. В. Тананаева Кольского науч. центра РАН ; заявл. 08.04.03 ; опубл. 20.05.04, Бюл. № 14.
20. Локшин Э. П., Беликов М. Л. Очистка стоков от фтора // Цветные металлы. 2010. № 11. С. 18–21.
21. Ezzeddine A., Meftah N., Hannachi A. Removal of fluoride from an industrial wastewater by a hybrid process combining precipitation and reverse osmosis // Journal of Desalination and Water Treatment. 2014. No. 10. P. 2618–2625.
22. Браун Д. Галогениды лантаноидов и актиноидов. — М. : Атомиздат, 1972. — 272 с.
23. Брэгг У., Кларингбулл Г. Кристаллическая структура минералов. — М. : Мир, 1967. — 390 с.
24. Михайличенко А. И., Михлин Е. Б., Патрикеев Ю. Б. Редкоземельные металлы. — М. : Металлургия, 1987. — 232 с.
25. Локшин Э. П., Беликов М. Л. Очистка фосфополугидрата от фосфора // Химия в интересах устойчивого развития. 2008. Т. 16, № 5. С. 581–586.
26. Беликов М. Л., Локшин Э. П. Очистка сточных вод от фтора соединениями железа и алюминия // Цветные металлы. 2018. № 1. С. 39–43.
27. Farrah H., Slavek J., Pickering W. F. Fluoride interactions with hydrous aluminum oxides and alumina // Australian Journal of Soil Research. 1987. Vol. 25. Р. 55–69.
28. Ku Y., Chiou H.-M. The adsorption of fluoride ion from aqueous solution by activated alumina // Water, Air and Soil Pollution. 2002. Vol. 133. Р. 349–361.
29. Bahena J. L. R., Cabrera A. R., Valdivieso A. L., Urbina R. H. Fluoride adsorption onto Al2O3 and its effect on the zeta potential at the alumina-aqueous electrolyte interface // Separation Science and Technology. 2002. Vol. 37. Р. 1973–1987.
30. Eskandarpour A., Onyango M. S., Ochieng A., Asai S. Removal of fluoride ions from aqueous solution at low pH using schwertmannite // Journal of Hazardous Materials. 2008. Vol. 152, No. 2. Р. 571–579.
31. Беликов М. Л. Очистка воды от фторсодержащих неорганических примесей. URL : http://apatity-city.ru/docs/upload/doc1437483353.pdf. |
