Хотите получать важные новости науки?
Подписаться
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
30.06.2023
КНЦ РАН
484

Сочетание сорбентов позволит сделать сточные воды горнодобывающего предприятия пригодными для рыбного хозяйства

4.4

Мурманская область — один из наиболее урбанизированных и промышленно развитых регионов российской Арктики. Главные загрязнители области — горнодобывающие предприятия. Они «производят» огромное количество отходов: вскрышные породы и некондиционные бедные руды, «хвосты», образующиеся при обогащении руды, а еще сточные и шахтные воды. Общий объем твердых отходов составляет около восьми миллиардов тонн, при этом ежегодно добавляется более 200 миллионов тонн. На долю горной промышленности в Мурманской области в 2019 году пришлось 192,74 миллиона кубометров загрязненных сточных вод. Ученые из Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН и Университета Оулу предложили новую схему очистки сточных вод предприятия, которое разрабатывает месторождение полиметаллических руд в Мурманской области.

Сочетание сорбентов позволит сделать сточные воды горнодобывающего предприятия пригодными для рыбного хозяйства
Сочетание сорбентов позволит сделать сточные воды горнодобывающего предприятия пригодными для рыбного хозяйства / ©Getty images / Автор: Татьяна Соловьёва

Элементный состав загрязнителей этих вод довольно разнообразен, поскольку большинство месторождений полезных ископаемых в регионе относится к комплексным. Практически для каждого предприятия необходимо разрабатывать свою технологию очистки, максимизируя ее эффективность и минимизируя расходы реагентов и энергии.

В междисциплинарном журнале MineWaterandtheEnvironment опубликована статья исследователей из Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН и Университета Оулу. Коллектив предложил схему очистки сточных вод предприятия, которое разрабатывает месторождение полиметаллических руд в Мурманской области.

Концентрация марганца при обработке обожженным бруситом при различных температурах нагрева в сточных водах, предварительно обработанных PG-торфом / ©Пресс-служба КНЦ РАН

Предприятие разрабатывает сложное месторождение руды с высоким содержанием сульфатов, марганца и стронция. Сейчас сточные воды очищаются самым примитивным методом — гравитационного осаждения взвесей в системе отстойников, но результаты не удовлетворяют ни руководителей предприятия, ни контролирующие органы. Планируются более совершенные очистные сооружения, и в качестве варианта очистки сточных вод рассматривается адсорбция. В России предельно допустимые концентрации (ПДК) для водных объектов делятся на категории в зависимости от назначения водоема: рыбохозяйственного, культурно-бытового и питьевого назначения. ПДК сульфатов для водных объектов рыбохозяйственного назначения составляет всего 100 миллиграммов на литр, тогда как ПДК для водных объектов питьевого назначения составляет 500 миллиграммов на литр.

Концентрация марганца при очистке необожженным бруситом при различных дозировках реагентов в сточных водах, предварительно очищенных сорбентом PG-торф. Красная-линия — ПДК (предельно-допустимые концентрации) / ©Пресс-служба КНЦ РАН

Для очистки сточных вод применяют разные методы. Это химическое осаждение, ионный обмен, адсорбция, мембранная фильтрация, коагуляция-флокуляция, флотация и электрохимические методы. В последнее время активно развиваются схемы очистки сточных вод на основе биоплато. Однако использование большинства этих методов не рассчитано на огромные объемы воды, образующиеся на горнодобывающих предприятиях. Сорбция – самый эффективный и недорогой метод очистки – пока используется недостаточно. Существует необходимость в разработке недорогих и экологически чистых сорбентов из местного сырья. Эффективны для некоторых загрязнений биологические материалы, например, опилки и торф. В других случаях хорошо может показать себя легкодоступный сорбент на основе гидроксида магния – брусит. Получить его можно из отходов техногенного происхождения, которых в Мурманской области достаточно.

Для очистки сточных вод от сульфатов выбрали биосорбент, полученный модификацией сырого торфа с использованием уникальной комбинации двух химических веществ: разветвленного полиэтиленимина и хлорида глицидилтриметиламмония. Полученный сорбент имеет на поверхности четвертичные аммониевые группы и группы N–H и получил название PG-торф. Для очистки от ионов металлов использовали мелкодисперсный порошок гидроксида магния, полученный из природного гидроксида магния (брусита) путем измельчения и сортировки. Для улучшения сорбционных свойств брусит обжигали в муфельной печи.

Остаточные концентрации сульфатов в воде, обработанной PG-торфом, при различных значениях рН. Красная-линия — ПДК / ©Пресс-служба КНЦ РАН

Интересно, что эти сорбенты «работают» при разных значениях pH: органический показывает лучшие значения в более кислой среде, неорганический – в более щелочной. Поэтому была предложена двухступенчатая схема: сначала сульфаты удаляются с помощью биосорбента, затем минеральный сорбент очищает воду от металлов. Достаточной температурой обжига брусита для достижения удовлетворительных результатов выбрана 450 градусов, поскольку расходы на дальнейший нагрев в данном случае не оправдываются активизацией сорбции реагента.

Удалось добиться содержания сульфата и ионов марганца и стронция, не превышающих ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения. В ходе экспериментов были определены оптимальные условия для каждого этапа очистки и создания сорбентов. Следующим этапом должны стать опытно-промышленные испытания с более широким перечнем загрязняющих веществ, чтобы оценить возможности промышленного производства PG-торфа и перспективы регенерации отработанных сорбентов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 13:08
ПНИПУ

Лето — время сбора грибов, ягод и работы на даче, но не все дары природы безобидны. Некоторые представители флоры могут нанести вред здоровью, а их выращивание — обернуться штрафом. Эксперты Пермского Политеха рассказали, какие растения запрещено разводить в огороде, что делать, если встретились с борщевиком, какие кустарники лучше не высаживать на участках, где есть дети, от сбора каких трав и грибов лучше отказаться и почему некоторые лесные ягоды лучше никогда не класть в корзинку.

Сегодня, 07:43
Андрей Папиш

Богомолы единственные среди насекомых обладают стереоскопическим зрением, как у человека. Британские биологи провели эксперимент над богомолами, надев на них 3D-очки и подвесив вниз головой. Специалисты проверяли, как охотники отреагируют на стимулы с разной и одинаковой контрастностью. В итоге опыт стал иллюстрацией парадокса буриданова осла.

Сегодня, 10:24
Любовь Соковикова

Изучив распределение древних и плотных звездных систем в скоплении Персея, ученые наткнулись на уникальную галактику, которая практически полностью состоит из темной материи.

17 июня
Адель Романенкова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

Вчера, 13:42
ЮФУ

В ЮФУ придумали новый остроумный способ тестировать ИИ на способность работать в реальных ситуациях использования русского языка. Исследователи искусственного интеллекта из МИИ ИМ ЮФУ предлагают использовать интеллектуальные языковые игры, как пример — заставлять ИИ отвечать на вопросы из архива телевикторины «Что? Где? Когда?» и «Своей игры». Инициативу прокомментировал опытный игрок.

Позавчера, 11:55
Александр Березин

Ученые проанализировали сохранившиеся следы языка гуннов и пришли к неожиданному выводу: он принадлежал к енисейской семье языков. По их мнению, потомками гуннов были аринцы, до XVIII века проживавшие в районе Красноярска и совершавшие набеги на русские опорные пункты.

17 июня
Адель Романенкова

Радиотелескопы уловили очень короткий сигнал, и по его характеристикам стало ясно, что он не может быть естественного происхождения. Астрономы пришли к выводу, что источник находился в околоземном пространстве — там, где уже более полувека летает «мертвый» аппарат NASA.

5 июня
Александр Березин

Вид антилоп, с ледникового периода привыкший к массовым миграциям, пытается вернуться в свой исторический ареал, когда-то достигавший Днепра. Однако их нетипичные для травоядных привычки вызывают сильнейшее отторжение у сельских жителей, предлагающих массово уничтожать их с воздуха. С экологической точки зрения возвращение этих животных весьма желательно, но как примирить их с фермерами — неясно.

22 мая
ПНИПУ

Недавно вышел второй сезон сериала «Одни из нас» (TheLastofUs), созданного по сюжету популярнейшей видеоигры. Ученые Пермского Политеха решили разобраться, насколько реален сценарий грибной пандемии, превращающей людей зомби? Чем живет кордицепс и как он «ищет» своих жертв, действительно ли паразит способен эволюционировать настолько, чтобы поражать человеческий организм и подчинять себе его волю, был бы у людей шанс выжить, какие грибы уже поселились в наших телах и выручит ли нас иммунитет, сформированный тысячелетиями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно