Стрельцова Е.А., Пузырева И.В., Волювач О.В., Егорцева В.А.

Одесский национальный университет имени И.И. Мечникова,

65082 г. Одесса, ул. Дворянская, 2

Интенсификация процесса флотационного

выделения поверхностно-активных веществ из техногенных водных растворов

Для эффективного проведения экологического мониторинга поверхностных вод Украины в комплексной системе мониторинга природных сред необходимо не только ежегодно повышать требования к их контролю, исследовать влияние на здоровье населения, но также разрабатывать и обосновывать мероприятия по улучшению экологического состояния путем внедрения новых, либо усовершенствования существующих методов выделения из водных растворов токсических веществ.

Так, известно, что незначительное содержание поверхностно-активных веществ (ПАВ) в водоемах приводит к интенсивному пенообразованию и нарушению кислородного режима, что создает неблагоприятные условия для процессов природного самоочищения водных систем, ухудшает санитарно-химические показатели качества воды, и представляет реальную угрозу для здоровья людей. Особенно это касается биологически жестких катионных ПАВ (КПАВ) – солей алкилпиридиния. Попадая в организм людей и животных, эти органические вещества аккумулируются и провоцируют онкологические заболевания, заболевания кровеносной и иммунной систем.

При выделении КПАВ из технологических водных растворов достаточно перспективным и экономически выгодным является метод флотации, сочетающийся с такими методами как: флокуляция, адсорбция, экстракция.

Проведенные исследования показали, что в режиме флокулярной флотации оптимальная область рН среды для эффективного выделения хлоридов алкилпиридиния из разбавленных растворов (С < 100 мг/дм³), содержащих анионный полиэлектролит (ПЭ), расширяется от слабокислой до слабощелочной. При использовании в качестве анионного ПЭ полиакриламида (ПАА) с молекулярной массой 4,6·10⁶ г/моль удается достичь высоких результатов: повысить степень флокулярной флотации (за небольшой промежуток времени – 7-10 мин) в среднем на 25-30 % (остаточная концентрация КПАВ не превышает ≤ 5 мг/дм³) и более чем в 3 раза снизить по сравнению с пенным фракционированием (безреагентния флотация) переход раствора в пенную фракцию. В гомологическом ряду КПАВ (хлориды децил-, додецил-, тетрадецил-, гексадецил- и октадецилпиридиния) наиболее полно выделяется хлорид гексадецилпиридиния при оптимальном мольном соотношении компонентов n(КПАВ) : n(ПАА) – 1 : 0,25.

Введение в слабокислые растворы КПАВ флотационных носителей (бентонит, парафин, оксид алюминия), одновременно выполняющих функции адсорбентов и собирателей, в количестве 7,5 – 10 мг/ 50 мг КПАВ увеличивает степень сорбционной микрофлотации до 80-95 %. Механизм процесса сводится к адсорбции поверхностно-активных катионов на поверхности частиц носителей, которые флотируются. При сорбционной микрофлотации удаляется из системы небольшое количество раствора (до 5-10 %) по сравнению с пенным фракционированием (25 и 70 % соответственно для короткоцепочечных и длинноцепочечных гомологов хлоридов алкилпиридиния).

Флотоэкстракционное выделение КПАВ с помощью тонкоэмульгированных н-алканов, выполняющих при их небольшом расходе (3-5 мг/дм³) роль экстрагентов-собирателей, целесообразно осуществлять в области рН 9-11, где значение электрокинетического потенциала капель эмульсий н-алкана невелико.

Наблюдаемая возможность интенсификации процесса флотационного выделения КПАВ открывает новые перспективы усовершенствования флотационных технологий очистки разбавленных водных растворов и сточных вод. Усовершенствовав одну из составляющих экологического мониторинга природных водных сред можно добиться интеграции взаимозависимых видов деятельности: хозяйственно-экономической и природоохранной в ракурсе использования, восстановления и поддержания условий окружающей среды для жизнедеятельности людей.