Вода: химия и экология

Актуальность данного исследования заключается в минимизации антропогенного воздействия загрязненных водных сред на окружающую природную среду путем разработки и применения новых математических моделей с целью оптимизации процессов проектирования аппаратов очистки сточных вод и технологических жидкостей. Авторами получены выражения для определения эффективности сепарации эмульсий и суспензий с учетом различных механизмов осаждения, где основой информацией является гидравлическое сопротивление рабочей зоны аппарата, которые могут применяться при модернизации аппаратов. На основе анализа гидродинамических особенностей движения капель и твердых частиц в тонкослойных отстойниках и режимов их работы представлены математические модели и расчетные выражения для эффективности сепарации смесей с учетом различных механизмов переноса. Рассмотрены различные механизмы переноса дисперсной фазы в жидкостях в проточных тонкослойных отстойниках, которые применяются в водоподготовке, в очистке сточных вод и других жидкостей в химической технологии и теплоэнергетике.

Статья посвящается проблеме загрязнения водоемов сточными водами, которые загрязнены продуктами переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Нефть и нефтепродукты на современном этапе являются основными загрязнителями внутренних водоемов. Попадая в них, они создают разные формы загрязнения: плавающую на воде нефтяную пленку, растворенные или эмульгированные в воде нефтепродукты, осевшие на дно тяжелые фракции. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода, появляются вредные органические вещества, вода приобретает токсические свойства и представляет угрозу не только для человека, но и для обитателей водоемов. Загрязнение водных ресурсов нефтью и нефтепродуктами ставит задачу очистки сточных вод теми способами, при которых качество воды в водоемах будет соответствовать допустимым ПДК. Процесс очистки сточных вод рассматривается на примере предприятия ПАО «Славнефть-ЯНОС». Изучаются методы очистки сточных вод НПЗ, характеристика систем очистки сточных вод, рассматривается контроль технологического процесса очистки сточных вод цеха № 12 ПАО «Славнефть-ЯНОС». Проводится сопоставление аналитических данных предприятия об итогах очистки вод и нормативными показателями, согласно постановлению Правительства РФ от 29.07.2013 N 644 (ред. от 30.11.2021). Установлено, что на предприятии постоянно производится контроль качеством стоков, очищенные воды соответствуют показателям.

Содержание в воде органических примесей в России оценивается по показателю ООУ: вода высшей категории ООУ 5 мг/л, вода первой категории ООУ 10 мг/л. Однако органические примеси, содержащиеся в воде, разнообразны по своему строению и составу. В статье проанализированы физико–химические свойства модельных растворов различных органических соединений (аскорбиновая кислота, ацетилсалициловая кислота, глицин, лимонная кислота, цистеин) и доказано, что при одинаковой концентрации ООУ (в интервале 5 – 100 мг/л) свойства данных веществ значительно отличаются и зависят от строения (наличия определенных функциональных групп). Также в статье представлены результаты трилонометрического титрования, анализ которых показывает, что если в водном растворе присутствуют органические соединения (глутаминовая кислота, лимонная кислота, молочная кислота, салициловая кислота, сульфосалициловая кислота) с концентрацией ООУ 10 мг/л, то количество свободных несвязанных ионов меди (II), которые можно определить трилоном Б, уменьшается. Наиболее эффективно ионы меди (II) связываются с салициловой кислотой, а наименее эффективно – с молочной кислотой. Процесс комплексообразования между ионами меди (II) и различными органическими соединениями оказывает влияние и на процесс адсорбции ионов меди (II) из водных растворов различными адсорбентами. Величина адсорбции ионов меди (II) различными энтеросорбентами достигает 1,000 ммоль/г, а присутствие органических соединений в исследуемых растворах увеличивает величину адсорбции в среднем в 4,4 раза.

Постановка проблемы. В литературе отсутствуют данные по концентрационной зависимости поверхностного натяжения, адсорбции и состава поверхностного слоя исследованных растворов органических веществ.

Цель. Экспериментальные и теоретические исследования концентрационной зависимости поверхностного натяжения адсорбции и состава поверхностного слоя исследованных растворов органических веществ.

Результаты. Проведены экспериментальные исследования концентрационной зависимости поверхностного натяжения боковых двойных и трехкомпонентных растворов органических веществ. На основе полученных экспериментальных результатов исследований проведены расчеты адсорбции (N-вариант по Гугенгейму и Адаму) и содержания компонентов в поверхностном слое.

Практическая значимость. Ввиду отсутствия литературных данных по изученным системам в условиях, сравнимых с условиями исследования, представленные данные могут послужить в качестве справочной информации.