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

Е. Н. Кузин, доцент кафедры промышленной экологии, канд. техн. наук, эл. почта: e.n.kuzin@mail.ru
Н. Е. Кручинина, профессор, декан факультета биотехнологии и промышленной экологии, заведующая
кафедрой промышленной экологии, докт. техн. наук, эл. почта: krutch@muctr.ru
Т. И. Носова, студент кафедры промышленной экологии, эл. почта: nti16041998@gmail.com

Проведена оценка возможности использования комплексных титансодержащих коагулянтов (КТК) в процессах очистки сточных вод электрохимического производства. Установлено, что по эффективности снижения концентрации взвешенных веществ (нерастворимых форм металлов) КТК значительно превосходят традиционные коагулянты на основе соединений алюминия или железа. Средняя эффективная доза комплексных титансодержащих реагентов была в 1, 5–2,0 раза ниже, чем у традиционных реагентов. Доказано, что в процессе очистки сточных вод процессов меднения с использованием комплексных аммоний-тартратных электролитов комплексные титансодержащие реагенты позволяли более эффективно удалять из воды соединения меди, при этом остаточная концентрация ионов меди и эффективная доза титансодержащих реагентов были значительно ниже по сравнению с солями алюминия. Соли железа показали свою неэффективность ввиду образования хорошо растворимых комплексов с органическими лигандами и ингибированием процессов гидролиза. Доказано, что применение КТК позволяет в значительной мере (более чем на 20 %) интенсифицировать процессы седиментации и фильтрации коагуляционных шламов, что, в свою очередь, позволит существенно повысить эффективность очистных сооружений и уменьшить их размеры. Данное преимущество в сочетании с пониженным расходом реагентов даст возможность значительно повысить экономическую эффективность процесса очистки воды. На основании данных проведенных исследований был сделан вывод о перспективности применения комплексных титансодержащих реагентов в процессах очистки кислотно-щелочных и медьсодержащих сточных вод электрохимических производств.

1. Виноградов С. С. Экологически безопасное гальваническое производство. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Глобус, 2002. — 352 с.
2. Аверина Ю. М., Калякина Г. Е., Меньшиков В. В., Капустин Ю. И., Болдырев В. С. Проектирование процессов нейтрализации хромо- и циансодержащих сточных вод на примере гальванического производства // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия: Естественные науки. 2019. № 3. С. 70–80. DOI: 10.18698/1812-3368-2019-3-70-80.
3. Zhao Y., Kang D., Chen Z., Zhan J., Wu X. Removal of Chromium Using Electrochemical Approaches: A Review // International Journal of Electrochemical Science. 2018. Vol. 13. P. 1250–1259. DOI: 10.20964/2018.02.46.
4. Pan J. J., Jiang J., Xu R. K. Removal of Cr(VI) from aqueous solutions by Na₂SO₃/FeSO₄ combined with peanut straw biochar // Chemosphere. 2014. Vol. 101. P. 71–76.
5. Madhavi V., Reddy A. V. B., Reddy K. G., Madhavi G., Prasad T. An overview on research trends in remediation of chromium // Research Journal of Recent Sciences. 2013. Vol. 2, No. 1. P. 71–83.
6. Кузин Е. Н., Фадеев А. Б., Кручинина Н. Е., Носова Т. И., и др. Очистка кислотно-щелочных сточных вод гальванического производства с использованием инновационных реагентов // Гальванотехника и обработка поверхности. 2020. Т. 28, № 3. С. 37–44. DOI: 10.47188/0869-5326_2020_28_3_37.
7. Shon H. K., Vigneswaran S., Kandasamy J., Zareie M. H., Kim J. B. et al. Preparation and Characterization of Titanium Dioxide (TiO₂) from Sludge produced by TiCl4 Flocculation with FeCl₃, Al₂(SO₄)₃ and Ca(OH)₂ Coagulant Aids in Wastewater // Separation Science and Technology. 2009. Vol. 44, Iss. 7. P. 1525–1543. DOI: 10.1080/01496390902775810.
8. Kuzin E. N., Kruchinina N. E. Titanium-containing coagulants for foundry wastewater treatment // CIS Iron and Steel Review. 2020. Vol. 20. P. 66–69. DOI: 10.17580/cisisr.2020.02.14.
9. Grzmil B., Grela D., Kic B. Hydrolysis of titanium sulphate compounds // Chemical Papers. 2008. Vol. 62, No. 1. P. 18–25. DOI: 10.2478/s11696-007-0074-8.
10. Wang T.-H., Navarrete-López A. M., Li S., Dixon D. A., Gole J. L. Hydrolysis of TiCl₄: Initial steps in the production of TiO₂ // The Journal of Physical Chemistry. A. 2010. Vol. 114, No. 28. P. 7561–7570. DOI: 10.1021/jp102020h.
11. Hussain S., Awad J., Sarkar B., Chow C. W. K., et al. Coagulation of dissolved organic matter in surface water by novel titanium (III) chloride: Mechanistic surface chemical and spectroscopic characterization // Separation and Purification Technology. 2019. Vol. 213. P. 213–223. DOI: 10.1016/j.seppur.2018.12.038.
12. Zhao Y. X., Shon H. K., Phuntsho S., Gao B. Y. Removal of natural organic matter by titanium tetrachloride: The effect of total hardness and ionic strength // Journal Environmental Management. 2014. Vol. 134. P. 20–29. DOI: 10.1016/j.jenvman. 2014.01.002.
13. Izmailova N. L., Lorentson A. V., Chernoberezhskii Y. N. Composite coagulant based on titanyl sulfate and aluminum sulfate // Russian Journal Applied Chemistry. 2015. Vol. 88. P. 458–462. DOI: 10.1134/S1070427215030155.
14. Гетманцев С. В., Нечаев И. А., Гандурина Л. В. Очистка производственных сточных вод коагулянтами и флокулянтами. — М. : АСВ, 2008. — 271 с.
15. Колесников А. В., Савельев Д. С., Колесников В. А., Давыдкова Т. В. Электрофлотационное извлечение высоко дисперсного диоксида титана TiO₂ из водных растворов электролитов // Стекло и керамика. 2018. № 6. С. 32–36. DOI: 10.1007/s10717-018-0063-0.
16. Мешалкин В. П., Колесников А. В., Савельев Д. С. Анализ физико-химической эффективности электрофлотационного процесса извлечения продуктов гидролиза четырех хлористого титана из техногенных стоков // Доклады Академии наук. 2019. Т. 486, № 6. С. 680–684.
17. Averina J. M., Kaliakina G. E., Zhukov D. Y., Kurbatov A. Y., Shumova V. S. Development and design of a closed water use cycle // 19^th International Multidisciplinary Scientific Geoconference (SGEM 2019) Bulgary. 2019. Vol. 19. P. 145–152. DOI: 10.5593/sgem2019/3.1/S12.019.
18. Gan Y., Li J., Zhang L., Wu B., Huang W. et al. Potential of titanium coagulants for water and wastewater treatment: Current status and future perspectives // Chemical Engineering Journal. 2020. Vol. 406. 126837. DOI: 10.1016/j.cej.2020.126837.
19. Maciej T., Bąk 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. DOI: 10.5004/dwt.2020.26689.

20. Wan Y., Huang X., Shi B., Shi J., Hao H. Reduction of organic matter and disinfection byproducts formation potential by titanium, aluminum and ferric salts coagulation for micro-polluted source water treatment // Chemosphere. 2018. Vol. 219. P. 28–35. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2018.11/117.
21. Xu J., Zhao Y., Gao B., Zhao Q. Enhanced algae removal by Ti-based coagulant: comparison with conventional Al- and Fe-based coagulants // Environmental Science and Pollution Research. 2018. Vol. 25, No. 13. P. 13147–13158. DOI: 10.1007/s11356-018-1482-8.