MOSCOW ECONOMIC JOURNAL MOSCOW ECONOMIC JOURNAL Московский экономический журнал 2413-046X 85028 10.55186/2413046X_2024_9_6_289 ctocjx Геоэкология Geoekologiya Геоэкология STUDY AND SELECTION OF FIBROUS WASTE FOR WASTEWATER TREATMENT FROM ORGANIC POLLUTANTS ИЗУЧЕНИЕ И ВЫБОР ВОЛОКНИСТЫХ ОТХОДОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Сигаева Мария Николаевна Sigaeva Mariya Nikolaevna Зайцева Яна Павловна Zayceva Yana Pavlovna Российский государственный университет имени А.Н. Косыгина Москва Россия A.N. Kosygin Russian State University Moscow Russian Federation Российский государственный университет имени А.Н. Косыгина Москва Россия A.N. Kosygin Russian State University Moscow Russian Federation 25 07 2024 25 07 2024 9 6 203 222 04 07 2024 https://ecience.ru/en/nauka/article/85028/view

Введение. Актуальность исследования обусловлена необходимостью поиска экологически безопасных и экономически целесообразных сорбентов для очистки сточных вод от органических загрязнений, в частности, нефти и нефтепродуктов. Цель работы - изучение сорбционных свойств волокнистых отходов льноперерабатывающей промышленности и оценка эффективности их плазменной модификации. Методы. Эмпирическую базу исследования составили образцы льняной костры до и после низкотемпературной плазменной обработки в высокочастотном генераторе. Сорбционную способность материалов по отношению к нефти изучали в статических условиях. Кинетику процесса сорбции анализировали путем построения функциональных зависимостей логарифмического вида с использованием метода наименьших квадратов (МНК). Результаты. Установлено, что плазменная модификация позволяет значительно повысить сорбционную емкость льняной костры за счет развития ее удельной поверхности и увеличения количества активных центров. Получены математические модели, адекватно описывающие кинетику сорбции нефти исходной (R2 = 0,998) и модифицированной (R2 = 0,997) льняной кострой. Показано, что относительная погрешность моделей не превышает 0,03%. Обсуждение. Результаты работы открывают перспективы использования плазменно-модифицированной льняной костры в качестве эффективного и экологичного сорбента для ликвидации нефтяных разливов и доочистки промышленных стоков. Дальнейшие исследования целесообразно направить на оптимизацию параметров плазменной обработки, а также масштабирование процесса.

Introduction. The relevance of the study is due to the need to search for environmentally safe and economically feasible sorbents for wastewater treatment from organic pollutants, in particular, oil and petroleum products. The purpose of the work is to study the sorption properties of fibrous waste from the flax processing industry and evaluate the effectiveness of their plasma modification. Methods. The empirical basis of the study was made up of samples of flax bonfires before and after low-temperature plasma treatment in a high-frequency generator. The sorption capacity of materials in relation to oil was studied under static conditions. The kinetics of the sorption process was analyzed by constructing logarithmic functional dependencies using the least squares method (OLS). Results. It was found that plasma modification can significantly increase the sorption capacity of flax bonfire due to the development of its specific surface area and an increase in the number of active centers. Mathematical models have been obtained that adequately describe the kinetics of oil sorption by the original (R2 = 0.998) and modified (R2 = 0.997) linseed. It is shown that the relative error of the models does not exceed 0.03%. Discussion. The results of the work open up prospects for the use of plasma-modified flax bonfire as an effective and environmentally friendly sorbent for the elimination of oil spills and post-treatment of industrial wastewater. It is advisable to direct further research to optimize the parameters of plasma processing, as well as scaling the process.

 льняная костра плазменная обработка сорбция нефть органические загрязнения кинетика сорбции высокочастотный генератор уравнение МНК flax bonfire plasma treatment sorption oil organic pollutants sorption kinetics high-frequency generator MNC equation

Адсорбция органических веществ на твердых адсорбентах / Ю.С. Тасенко. -М.:Химия, 1984. - 255с. Adsorbciya organicheskih veschestv na tverdyh adsorbentah / Yu.S. Tasenko. -M.:Himiya, 1984. - 255s. Сорбционные свойства органоглин по отношению к нефтепродуктам / Бондаренко С.В., Ранский А.П., Петрук Г.Д. // Химия и технология воды. - 1999. - Т.21, № 1. - С.106-110. Sorbcionnye svoystva organoglin po otnosheniyu k nefteproduktam / Bondarenko S.V., Ranskiy A.P., Petruk G.D. // Himiya i tehnologiya vody. - 1999. - T.21, № 1. - S.106-110. Веприкова Е.В., Терещенко Е.А., Щипко М.Л., Кузнецов Б.Н. Особенности очистки воды от нефтепродуктов с использованием нефтяных сорбентов, фильтрующих материалов и активных углей // Journal of Siberian Federal University. Chemistry. – 2010. – №3. – С. 285-304. Veprikova E.V., Tereschenko E.A., Schipko M.L., Kuznecov B.N. Osobennosti ochistki vody ot nefteproduktov s ispol'zovaniem neftyanyh sorbentov, fil'truyuschih materialov i aktivnyh ugley // Journal of Siberian Federal University. Chemistry. – 2010. – №3. – S. 285-304. Сироткина Е.Е., Новоселова Л.Ю. Материалы для адсорбционной очистки воды от нефти и нефтепродуктов // Химия в интересах устойчивого развития. – 2005. – Т. 13(3). – С. 359-377. Sirotkina E.E., Novoselova L.Yu. Materialy dlya adsorbcionnoy ochistki vody ot nefti i nefteproduktov // Himiya v interesah ustoychivogo razvitiya. – 2005. – T. 13(3). – S. 359-377. Каменщиков Ф.А., Богомольный Е.И. Нефтяные сорбенты. – М. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». – 2005. – 268 с. Kamenschikov F.A., Bogomol'nyy E.I. Neftyanye sorbenty. – M. – Izhevsk: NIC «Regulyarnaya i haoticheskaya dinamika». – 2005. – 268 s. Артемов А.В., Пинкин А.В. Сорбционные технологии очистки воды от нефтяных загрязнений // Вода: химия и экология. – 2008. – №1. – С. 19-25. Artemov A.V., Pinkin A.V. Sorbcionnye tehnologii ochistki vody ot neftyanyh zagryazneniy // Voda: himiya i ekologiya. – 2008. – №1. – S. 19-25. Телегин Л.Г., Ким Д.П. Применение сорбентов для ликвидации нефтяных разливов // Экология и промышленность России. – 1999. – №5. – С. 12-16. Telegin L.G., Kim D.P. Primenenie sorbentov dlya likvidacii neftyanyh razlivov // Ekologiya i promyshlennost' Rossii. – 1999. – №5. – S. 12-16. Морковкин Г.Г. Возможности и перспективы использования торфа и продуктов его переработки для очистки нефтезагрязненных вод // Вестник Томского государственного университета. – 2009. – №329. – С. 206-211. Morkovkin G.G. Vozmozhnosti i perspektivy ispol'zovaniya torfa i produktov ego pererabotki dlya ochistki neftezagryaznennyh vod // Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. – 2009. – №329. – S. 206-211. Роговин З.А. Химия целлюлозы / З.А. Роговин. - М. : Химия, 1972. - 520 с. Rogovin Z.A. Himiya cellyulozy / Z.A. Rogovin. - M. : Himiya, 1972. - 520 s. Грег С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / С. Грег, К. Синг ; пер. с англ. – 2-е изд. – М. : Мир, 1984. – 306 с. Greg S. Adsorbciya, udel'naya poverhnost', poristost' / S. Greg, K. Sing ; per. s angl. – 2-e izd. – M. : Mir, 1984. – 306 s. Богданович Н.И., Короткий В.П., Великанов В.И., Носков Д.К. Переработка низкосортной и мелкотоварной древесины в высококачественное биотопливо методом пиролиза // Известия вузов. Лесной журнал. – 2014. – №4. – С. 139-145. Bogdanovich N.I., Korotkiy V.P., Velikanov V.I., Noskov D.K. Pererabotka nizkosortnoy i melkotovarnoy drevesiny v vysokokachestvennoe biotoplivo metodom piroliza // Izvestiya vuzov. Lesnoy zhurnal. – 2014. – №4. – S. 139-145. Мизеровская У.В., Почечуева М.С., Богданович Н.И., Селянина С.Б., Коптелова Е.Н. Структурные изменения лигнина при термической обработке древесины в среде топочных газов // Химия растительного сырья. – 2014. – №3. – С. 67-72. Mizerovskaya U.V., Pochechueva M.S., Bogdanovich N.I., Selyanina S.B., Koptelova E.N. Strukturnye izmeneniya lignina pri termicheskoy obrabotke drevesiny v srede topochnyh gazov // Himiya rastitel'nogo syr'ya. – 2014. – №3. – S. 67-72. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1984. – 592 с. Kel'cev N.V. Osnovy adsorbcionnoy tehniki. – 2-e izd., pererab. i dop. – M.: Himiya, 1984. – 592 s. Лихацкий В.В. Применение сорбентов для очистки воды от нефти // Экология и промышленность России. – 2005. - №1. – С. 8-11. Lihackiy V.V. Primenenie sorbentov dlya ochistki vody ot nefti // Ekologiya i promyshlennost' Rossii. – 2005. - №1. – S. 8-11. Собгайда Н.А., Ольшанская Л.Н., Макарова Ю.А. Сорбенты на основе отходов агропромышленного комплекса для очистки нефтесодержащих сточных вод // Экология и промышленность России. – 2009. – №10. – С. 42-44. Sobgayda N.A., Ol'shanskaya L.N., Makarova Yu.A. Sorbenty na osnove othodov agropromyshlennogo kompleksa dlya ochistki neftesoderzhaschih stochnyh vod // Ekologiya i promyshlennost' Rossii. – 2009. – №10. – S. 42-44.