On the selectability of liquid hydrocarbons from aqueous solutions of small concentration by various adsorbents

Abstract

Нефть представляет собой сложную смесь органических соединений. Один литр нефти покрывает поверхностной плёнкой полгектара поверхности воды. Попадая в водоёмы, нефть пагубно влияет на живые организмы и качество воды. Одним из источников загрязнения воды нефтепродуктами является автотранспорт. По состоянию на 1 января 2022 г. в стране числилось 59,6 млн зарегистрированных автомашин, для обслуживания которых открыто примерно 10 000 автомоек. С ростом количества автомобилей увеличивается количество автомоек, а, следовательно, растут и проблемы, связанные с использованной водой после мытья автомашин, в которой содержится примерно 20 мг/дм3 нефтепродуктов, а на мытьё одной машины в среднем расходуется около 200 дм3 воды. Для автомоек целесообразно использовать локальные очистные комплексы, разработке которых посвящается большое количество научных исследований. К методам очистки сточных вод относятся химические, биологические, физико-химические способы уменьшения вредных соединений. Перед подачей стоков на биофильтры их необходимо очистить от небольших количеств нефтепродуктов путём адсорбции с последующей фильтрацией. В качестве адсорбционных материалов для удаления жидких углеводородов исследованы цеолит, древесные опилки, красная глина, активированный уголь, уголь, полученный из скорлупы грецких орехов. Выведено расчётное уравнение для определения содержания жидких углеводородов в исследуемых водных растворах по величинам химического потребления кислорода (ХПК). Показано, что применение таких адсорбционных материалов, как цеолит, древесные опилки, глина красная уменьшает содержание жидких углеводородов до величин, лимитирующих применение воды для хозяйственных целей. Использование углей, в том числе полученных из скорлупы грецких орехов, позволяет использовать обработанную воду для рыбохозяйственных нужд. Проведённые исследования позволяют более активно использовать явление адсорбции с использованием дешёвых и доступных адсорбентов для локальной очистки воды на автомойках перед сбросом её в общую канализацию. Oil is a complex mixture of organic compounds. One liter of oil covers half a hectare of water surface film. Once in water bodies, oil adversely affects living organisms and water quality. One of the sources of water pollution by oil products is motor transport. As of January 1, 2022, there were 59.6 million registered vehicles for maintenance in the country, for which approximately 10,000 car washes were opened. With the increase in the number of cars, the number of car washes increases, and, consequently, the problems associated with the used water after washing cars, which contains about 20 mg/dm3 of petroleum products, are growing, and on average, about 200 dm3 of water are consumed for washing one car. For car washes, it is advisable to use local treatment complexes, the development of which is devoted to a large number of scientific research. Methods of wastewater treatment include chemical, biological, physical-chemical methods to reduce harmful compounds. Before supplying effluents to biofilters, they must be cleaned of small quantities of oil products by adsorption followed by filtration. Zeolite, sawdust, red clay, activated carbon, and walnut shell coal have been studied as adsorption materials for removing liquid hydrocarbons. A calculated equation for determining the content of liquid hydrocarbons in the studied aqueous solutions by the values of chemical oxygen consumption (COD) is derived. It is shown that the use of such adsorption materials as zeolite, sawdust, red clay reduces the content of liquid hydrocarbons to values that limit the use of water for economic purposes. The use of coals, including those obtained from walnut shells, allows the use of treated water for fishery needs. The studies carried out allow more active use of the adsorption phenomenon with the use of cheap and available adsorbents for local water treatment at car washes before discharging it into the general sewerage system.