РОЗДІЛ 2
ОБ'ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Характеристики застосовуваних матеріалів. У цьому підрозділі подано характеристики барвників, очищення стічних вод від яких досліджено, та характеристики природних дисперсних сорбентів, які застосовували для очищення забруднених барвниками стоків.
2.1.1. Характеристика барвників. Ми досліджували очищення стоків, забруднених барвниками: активним алим 4ЖТ та аніонним червоним 8С. Вибір таких барвників для досліджень зумовлений тим, що обидва барвники широко застосовують тому вони створюють велику кількість стоків, які потребують очищення. З іншого боку, обидва барвники - напівпродукти, тобто не є сумішшю декількох форм. Тому досліджуючи адсорбцію цих барвників на сорбентах можна стверджувати, що відбувається адсорбція монопродукту і процес описується рівняннями фізичної сорбції. У випадку ж суміші барвників неправомірно було б застосовувати рівняння фізичної сорбції для опису процесу, та й застосування адсорбційного очищення для очищення стоків застосовувати було б теж неправомірно. У цьому випадку логічніше було б використовувати для очищення стоків від суміші барвників технологію хроматографії.
2.1.1.1. Барвник активний алий 4ЖТ. Застосовують для фарбування та друку целюлозних матеріалів (бавовни, віскози, льону), а також натурального шовку, шерсті та поліаміну. Виробництво напівпродукту активного алого 4ЖТ грунтується на сполученні диазотування сірчанокислого ефіру -4-бетаоксиетилсульфоніл-2-аміноанізолу з азотовмісною динатрієвою сіллю 1-настол-3,6-дисульфокислоти, просіювання та сушіння отриманого напівпродукту.
Емпірична формула: С19 Н15 О14 N2 S4 Na3.
Молярна маса: 692 кг/моль.
Зовнішній вигляд - однорідний порошок червоного кольору.
Структурна формула напівпродукту активного алого 4ЖТ :
OCH3 OH
K=N
SO2 SO3Na SO3Na
CH2
CH2-O-SO3-Na
Напівпродукт активний алий 4ЖТ має відповідати вимогам, поданим у таблиці 2.1.
Таблиця 2.1
Технічні вимоги до барвника активного алого 4ЖТ
Назва показниківЗначення показників1. Концентрація стосовно стандартного зразка на напівпродукт, % 1002. ВідтінокВідповідає відтінку стандартного
зразка на напівпродукт3. Показник рН 1%-го водного розчину 5,5-6,54. Розчинність барвника у воді, г/л, не менше 905. Масова частка води, % , не більше 56. ГДК, мг/лне встановлено
Припустили відхилення у концентрації і відтінку стандартного зразка на напівпродукт, який дає змогу отримати остаточний продукт стандартної якості. Концентрація стандартного зразка на напівпродукт прийнята 105 %.
2.1.1.2. Барвник аніонний червоний 8С. Барвник застосовують для фарбування натуральної шкіри хромового дублення з натуральною поверхнею, велюру, шубної вівці, а також для фарбування шерсті на всіх стадіях її переробки. Напівпродукт аніонний червоний 8С призначений для отримання випускних форм змішаних барвників аніонного червоного та аніонного коричневого. Напівпродукт аніонний червоний 8С повинен відповідати вимогам, поданим у таблиці 2.2.
Таблиця 2.2
Технічні вимоги до барвника аніонного червного 8С
Назва показниківЗначення показників1. Концентрація стосовно стандартного зразка на напівпродукт, % 1002. Відтінок щодо стандартного зразка на напівпродуктВідповідає відтінку стандартного зразка на напівпродукт3. Масова частка води, % не більше54. ГДК, мг/лне встановлено
Структурна формула (умовна):
NaO3S N
=
OH OH
N N=N
NaO3S NH-CO-NH SO3Na
OCH3
Емпірична формула (умовна): С38 H25 O13 N6 S3 Na3.
Молярна маса: 938,8 кг/моль.
Зовнішній вигляд - порошок темно-червоного кольору.
2.1.2. Характеристика застосовуваних сорбентів. Як сорбент, який можна використовувати для очищення стоків від барвників, ми застосовували глауконіт, бентоніт та палигорськіт.
2.1.2.1. Глауконіт. Ми досліджували Адамівську групу родовищ Хмельницької області. Мінерал представляє собою природні піски, що містять 50-70% мінералу глауконіту. Глауконітові мікроконкреції мають ефективну питому поверхню, високу ємність катіонного обміну та ємність моношару.
За фізико-хімічними показниками сорбент відповідає вимогам, зазначеним у таблиці 2.3.
Таблиця 2.3
Вимоги до мінерального сорбенту "Глауконіт"
за/п Найменування показника Нормативи1 2 31Ефективна питома поверхня, м2/г 112-1832Ємність катіонного обміну, мг-екв/100 г 1063Ємність моношару, ммоль/г 1,73-2,844Масова частка калію (загального) в перерахунку на K2O, % 4,0-6,45Масова частка магнію в перерахунку на MgO, % 1,77-6,226Масова частка фосфору (загального) в перерахунку на P2O5, % 1,3-2,47Масова доля води, % не більше 108Масова частка кальцію в перерахунку на CaO, % 0,25-5,439Масова частка кремнію SiO2, % 45,0-58,6510Гранулометричний склад:
Більше 1мм, %
1,0-0,5мм, %
0,5-0,25мм, %
0,25-0,10мм, %
0,10-0,01мм, %
2,0
1,5
9,0
16,0
17,612 3менше 0,01мм, % 54,111Розсипчастість, % 100,0
Ми визначили оксидний склад глауконіту, що використовували для дослідів. Результати відображено в таблиці 2.4:
Таблиця 2.4
Оксидний склад глауконіту
ОксидВміст, %ОксидВміст, %SiO2 59,97Fe2O3 11,62Al2O3 7,15K2O 4,63CaO 2,71P2O5 4,87MgO 2,00Na2O 1,66FeO 0,50TiO2 0,15MnO >0,01 H2O 4,73
Важливе значення має також мікроелементний склад глауконіту, який використовували для дослідів. Дані визначення мікроелементного складу атомно-адсорбційним методом подано у таблиці 2.5.
Таблиця 2.5
Мікроелементний склад глауконіту
ЕлементВміст, %ЕлементВміст, %ЕлементВміст, %123456Zr7,9.10-3Co1,3.10-3Mn7,2.10-3Pb1,8.10-4Cr4,3.10-3Ga6,5.10-4Be2,7.10-4As4,3.10-4Ni3,1.10-3Mo6,2.10-4V7