VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Объектом исследования являлись технологии рекультивации городских почв. Цель работы — разработка и апробация комплекса оригинальных технологий рекультивации загрязненных и деградированных почв на территории Омской области в п. Степной.

К загрязнению селитебной зоны привел выброс на участок вокруг котельной № 127 около 60 тонн нефтепродуктов.

Засыпая места разлива мазута грунтом, увеличивается масштабы экологического бедствия, что нарушает нормы предписанные судом о рекультивации территории.

Иcпользуется множество методов для ликвидации нефтяных загрязнений с поверхности, в т.ч. механические, физико-химические, биологические, фотохимические. Сорбционная очистка считается одной из наиболее эффективных.

В результате исследования были обозначены основные этапы работ при применении комплексов технологий рекультивации загрязненных и деградированных городских почв - подготовительный, агроэкотехнологический и мелиоративно-биотехнологический. Выявлены стадии проведения каждого из этих этапов. Была показана высокая эффективность использования препаратов на основе высоких концентраций гуминовых веществ и гидрогеля для ремедиации и поддержания биологической продуктивности почв промышленных территорий.

Для производств сорбентов используется природное синтетическое, минеральное и органическое сырье. Известно использование в качестве исходного сырья для получения нефтяных сорбентов лигноцеллюлозного сырья, мхов и торфов.

Основные свойства нефтяных сорбентов нефтеёмкость и влагоемкость (водопоглощение, плавучесть), также зависят от содержания органического вещества в сапропеле и остаточной влажности, которые в свою очередь определяются условиями термообработки - конечной температурой, скоростью нагрева и продолжительностью термообработки.

В интересах устойчивого развития регионов необходимо вовлекать в переработку местные ресурсы сырья. В этой связи важным для Омской области является переработка озерно-болотных отложений - сапропелей.

Разведанные запасы сапропелей Омской области оцениваются в 156 миллионов тонн.

Перспективным направлением применения данного вида природного сырья является приготовление сорбентов на его основе. Такие сорбенты могут быть использованы для очистки сточных вод промышленных предприятий различного профиля. В Омском промышленном регионе, в котором сосредоточены нефтеперерабатывающая, машиностроительная и другие отрасли, очистка сточных вод является весьма актуальной проблемой.

В результате обработки нативного сапропеля (содержание ОВ 73,2%) в несколько стадий (формование, карбонизация в неокислительной среде, активация водяным паром) получены образцы сорбентов СФМА - 1, СФМА - 2, СФМА - 3 в виде черенков диаметром 3-5 мм. Условия синтеза сапропелевых углеродных сорбентов приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Сорбент	Температура , С		Потеря массы, %
	карбонизация	активация	при карбонизации	при активации
СФМА -1	600	620	11,1	9,8
СФМА -2	600	700	11,1	16,6
СФМА -3	600	750	11,1	26,5

В таблице 2 приведены физико-химические характеристики полученных сорбентов: насыпная плотность, зольность Ас, удельная поверхность Sуд, суммарный объем пор по влагоемкости, йодное число. Увеличение степени активации (потери массы при активации) приводит к росту суммарного объёма пор. С увеличением суммарного объёма пор углеродного сорбента растет его адсорбционная способность. Определение осветляющей способности по йоду является наиболее распространенной методикой определения адсорбционных показателей углеродных сорбентов.

Сорбент	, г/см3	Ас, %	Sуд, м2/г	V∑, см3/г	Йодное число, мг/г
СФМА – 1	0,35	51,2	120,4	0,74	14,7
СФМА – 2	0,33	58,5	175,2	0,85	23,3
СФМА – 3	0,3	64,8	165,0	0,94	28,7

Полученные сорбенты обладают достаточно развитой пористой структурой: суммарный объем пор 0,74 - 0,94 см³/г, удельная поверхность 120 - 170 м²/г. Такое соотношение удельной поверхности и суммарного объема пор характерно только для мезо-макропористых сорбентов. Наличие в сорбенте крупных пор, в которых перенос реагирующих веществ осуществляется за счет молекулярной диффузии, облегчает доступ реагентов вглубь сорбента и

значительно увеличивает скорость реакции. Эту особенность полученных сорбентов необходимо особо подчеркнуть, так как известные способы получения углеродных материалов из природного органического сырья – древесины различных пород, лесосечных отходов, торфа, каменного угля, косточек различных плодов не дают возможности получать материалы с низким содержанием микропор и высоким содержанием мезо- и макропор.

Полученная серия углеродсодержащих образцов была применена для сорбции растворенных нефтепродуктов из модельных растворов. Модельный насыщенный водный раствор нефтепродуктов был приготовлен с использованием летнего дизельного топлива и содержал 950 мг/л нефтепродукта в растворенном состоянии. Концентрацию нефтепродуктов в воде определяли спектрофотометрическим методом .

Показано, что адсорбционное равновесие достигается за 1 час на всех исследованных сорбентах. При концентрации нефтепродуктов в воде 950 мг/л максимальная емкость составила для СФМА1 - 160 мг/г, СФМА2 - 185 мг/г, СФМА3 - 167 мг/г. Установлена зависимость количества сорбированного нефтепродукта от его концентрации в воде в области концентраций 1-20 мг/л. Ёмкость сорбентов в данном диапазоне концентраций примерно одинакова и составляет 4,2 мг/г. Сорбция растворенных нефтепродуктов в нашем случае удовлетворительно описывается уравнением Фрейндлиха: А=4,76•C1/0,79.

Проведено сравнение сорбентов по эффективности удаления растворенных в воде нефтепродуктов. Продолжительность сорбции составляла 1 час, исходная концентрация нефтепродуктов 22 мг/л. Все сорбенты показывают примерно одни и те же значения по минимальному остаточному содержанию (0,8-1,1 мг/л) и степени очистки (95-96%).

Сорбенты оказались более универсальными и сохраняют свою эффективность, как на промышленных участках, так и в селитебных и рекреационных зонах.

Код для цитирования: Скопировать