Физико-химические и микробиологические показатели природных, промышленных оборотных вод и их очистка

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. В условиях антропогенного воздействия химический состав воды в поверхностных реках и подземных водоёмах подвергается загрязнению, что приводит не только к снижению качества воды, но и к увеличению количества патогенных и условно-патогенных бактерий.

Цель. Целью данной работы является изучение физико-химических и микробиологических показателей природной, промышленной оборотной воды до и после очистки коагулянтами, полученными на основе активированных сплавов алюминия.

Материалы и методы. В качестве природных вод анализировались: природные воды из водозабора «Алматы СУ», урочища Медеу, р. Жайык, из скважины опытного металлургического производства Института металлургии и обогащения. В качестве оборотной воды анализировали воду, отобранную с установки водоподготовки производства глубокой переработки нефти. Мутность измеряли с помощью турбидиметра HACH 2100Q и турбидиметра 2100Qis (США). Морфологию клеток культур микроорганизмов изучали методом световой микроскопии с помощью стереоскопически-сотринокулярного микроскопа MicroOptix MX-1150 (T).

Результаты. Разработан эффективный и технологически простой способ получения полиоксихлорида алюминия с содержанием основного вещества от 33% до 41,0% по Al2O3 и основностью от 55,1% до 66,5%. Способ заключается в растворении сплава алюминия, активированного металлами (индий, галлий, олово) в количестве 0,5–1,0 масс.% каждого в 3%-ной HCl. Изучены физико-химические и микробиологические показатели природных и промышленных оборотных вод. Осуществлена оценка эффективности полученного полиоксихлорида алюминия для очистки и кондиционирования питьевой воды и промышленных оборотных вод.

Заключение. Созданы уникальные сплавы с высокими энергетическими характеристиками на основе алюминия, содержащие индий, галлий, олово от 0,5–1,0 масс.%. Сплав обладает высокой активностью в различных окислительных средах (вода, соляная кислота). Разработан технологически простой способ получения полиоксихлорида алюминия. Исследован химический и микробиологический состав природных и промышленных оборотных вод. Коагулянты на основе активированных сплавов алюминия эффективны в процессах кондиционирования и очистки природных и оборотных вод от токсичных соединений, обладают бактерицидной активностью: уровень грамотрицательных бактерий снижается до 73%, грамположительных бактерий до 84% и до 96% других групп микроорганизмов. Грибы и дрожжи (Mucor, Fusarium) после обработки воды не были обнаружены. Эффективность снижения мутности воды достигает 90–99%, перманганатной окисляемости – 93%.

Об авторах

Галина Ильясовна Бойко

КазНИТУ им. К. И. Сатпаева

Автор, ответственный за переписку.
Email: galina.boyko.kaznitu@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2912-3384

докт. хим. наук

Казахстан, г. Алматы

Раушан Гайсиевна Сармурзина

КазНИТУ им. К. И. Сатпаева

Email: sarmurzina_r@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9572-9712

докт. хим. наук, профессор

Казахстан, г. Алматы

Нина Павловна Любченко

КазНИТУ им. К. И. Сатпаева

Email: amtek@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-7133-808X

канд. хим. наук

Казахстан, г. Алматы

Жазира Амангельдыевна Балтабекова

Институт металлургии и обогащения

Email: jazira001@mail.com
ORCID iD: 0000-0003-3076-0652
Казахстан, г. Алматы

Куаныш Талгатович Тастамбек

КазНИТУ им. К. И. Сатпаева

Email: tastambeku@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2338-8816

PhD (Биотехнология)

Казахстан, г. Алматы

Павел Витальевич Кеняйкин

КазНИТУ им. К. И. Сатпаева

Email: kenyaikin.p@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4360-1573
Казахстан, г. Алматы

Анель Таубатырова

КазНИТУ им. К. И. Сатпаева

Email: gggnika465@gmail.com
ORCID iD: 0009-0001-1329-0372
Казахстан, г. Алматы

Список литературы

  1. Беличенко Ю.П. Замкнутые системы водоснабжения химических производств. Москва : Химия, 1990. 208 с.
  2. Масакбаева С.Р., Токарева А.В., Несмеянова Р.М., Ковтарева С.Ю. Получение оксихлорида алюминия из тригидроксида алюминия и соляной кислоты // Наука и техника Казахстана. 2021. №1. С. 6–11.
  3. Патент РФ на изобретение №2589164С1/ 10.07.16. Бюл. №19. Сычев А.В., Сычев С.А., Рашковский Г.Б. способ получения оксихлорида алюминия. Режим доступа: https://patentimages.storage.googleapis.com/97/41/0b/d418d6e7d9fc05/RU2589164C1.pdf. Дата обращения: 02.05.2024.
  4. Токарева А.В., Масакбаева С.Р. Оксихлорид алюминия – коагулянт для подготовки воды питьевого водоснабжения // Наука и техника Казахстана. 2020. №2. С. 58–65.
  5. Shamaei L., Khorshidia L., Perdicakis B., Sadrzadeh M. Treatment of oil sands produced water using combined electrocoagulation and chemical coagulation techniques // Sci. Total Environ. 2018. Vol. 645. P. 560–572. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.06.387.
  6. Sun H., Jiao R., Xu H., et al. The influence of particle size and concentration combined with pH on coagulation mechanisms // J. Environ. Sci. 2019. Vol. 82. P. 39–46. doi: 10.1016/j.jes.2019.02.021.
  7. Tang H., Xiao F., Wang D. Speciation, stability, and coagulation mechanisms of hydroxyl aluminum clusters formed by pacl and alum: a critical review // Adv. Colloid Interface Sci. 2015. Vol. 226(A). P. 78–85. doi: 10.1016/j.cis.2015.09.002.
  8. Бойко Г.И., Сармурзина Р.Г., Карабалин У.С., и др. Энергоаккумулирующие вещества нового поколения в решении проблемы очистки сточных вод объектов нефтедобычи и нефтепереработки // Нефть. Газ. Новации. 2019. №5(221). С. 20–25.
  9. Sarmurzina R.G., Boiko G.I., Kenzhaliyev B.K., et al. Coagulants for water based on activated aluminum alloys // Global J. Environ. Sci. Manage. 2023. Vol. 9, Issue 4. P. 1–18. doi: 10.22034/gjesm.2023.04.02.
  10. Сармурзина Р.Г., Бойко Г.И., Любченко Н.П., и др. Сплавы для производства водорода и активного оксида алюминия // Известия Национальной Академии наук Республики Казахстан. 2022. №1(451). С. 91–98. doi: 10.32014/2022.2518-170X.145.
  11. Сармурзина Р.Г., Бойко Г.И., Любченко Н.П., и др. Получение водорода из системы активированный алюминий – вода // Известия Национальной Академии наук Республики Казахстан. 2022. №6(456). С. 196–213. doi: 10.32014/2518-170X.249.
  12. Тулемисова Г.Б., Абдинов Р.Ш., Кабдрахимова Г.Ж., Жанетов Т.Б. Экологическое состояние реки Урал. Вестник КазНУ. Серия химическая. 2017. №2(85). С. 18–24. doi: 10.15328/cb808.
  13. Тaстaмбек К.Т., Aкимбеков Н.Ш., Ернaзaровa A.К., и др. Изучение микробного рaзнообрaзия в пробaх воды и почвы Aтырaуской и Мaнгистaуской облaстей. Вестник КазНУ. Серия экологическая. 2016. Вып. 3(48). С. 76–83.
  14. Пшеничнов P.A., Закиров Ф.Н., Никитина Н.М. Микроботест для оценки, мониторинга загрязнения почв // Экология. 1995. №4. С. 332–333.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рисунок 1. Микробное разнообразие природной воды "Медеу" до и после обработки 0,1%-ным раствором коагулянта №20 в пересчете на Al2O3

Скачать (136KB)
3. Рисунок 2. Мутность воды, отобранной на ВТУ установки CCR №1, обработанной коагулянтом №20 при исходном pH 8 и подкисленной до pH 6

Скачать (221KB)

© Бойко Г.И., Сармурзина Р.Г., Любченко Н.П., Балтабекова Ж.А., Тастамбек К.Т., Кеняйкин П.В., Таубатырова А., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».