Українська
Отримано 02.09.2024, Доопрацьовано 21.11.2024, Прийнято 18.12.2024
Існуючі методи очищення стічних вод підприємств шкіряної промисловості потребують удосконалення для забезпечення необхідної ефективності очищення та регенерації цінних компонентів, які містяться у відпрацьованих технологічних розчинах. Дане дослідження направлено на комплексне коагуляційно-флокуляційне очищення рідких відходів шкіряних заводів із застосуванням методів математичного моделювання. Проведені експериментальні дослідження ефективності коагулянтів – сульфату алюмінію та хлориду заліза (ІІІ) – та флокулянтів: полігексаметиленгуанідину гідроксихлориду та його ацетату, а також реагенту П228. Досліджено вплив рН на процес коагуляції. Ефективність процесу коагуляції оцінювалась за інтегральним показником – ступенем очищення, який визначався з урахуванням каламутності та оптичної густини очищених зразків води. У роботі наводяться результати дослідження коагуляційно-флокуляційних ефектів, які виникають у процесі очищення зразків відпрацьованих технологічних розчинів шкіряного заводу після процесів наповнювання-жирування та фарбування. Досліджувані зразки характеризуються високими концентраціями сульфатів (більше 9000 мг/дм3) та хлоридів (більше 1500 мг/дм3), підвищеним вмістом завислих твердих речовин (більше 843 мг/дм3) та іонів металів: хрому (ІІІ), заліза та алюмінію. За результатами досліджень встановлено, що коагулянт на основі алюмінію має вищу ефективність, ніж коагулянт на основі заліза. Серед флокулянтів найбільш ефективним є полігексаметиленгуанідину гідроксихлорид, а значення рН має дорівнювати 10. Результати експериментальних досліджень використані для отримання математичної моделі, яка описує процес коагуляції з достатнім ступенем точності. Результати математичного моделювання можуть бути використані для розрахунку оптимальних параметрів процесу коагуляції
стічні води шкіряних заводів; хімічне осадження; ступінь очищення; оптимізація процесу коагуляції
[1] Aboulhassan, M.A., Harif, S., Souabi, S., & Yaacoubi, A. (2021). Efficient and sustainable treatment of industrial wastewater using a tannin-based polymer. International Journal of Sustainable Engineering, 14(6), 1943-1949. doi: 10.1080/19397038.2021.1972181.
[2] Ang, W.L., & Mohammad, A.W. (2020). State of the art and sustainability of natural coagulants in water and wastewater treatment. Journal of Cleaner Production, 262, article number 121267. doi: 10.1016/j.jclepro.2020.121267.
[3] Bhardwaj, A., Kumar, S., & Singh, D. (2023). Tannery effluent treatment and its environmental impact: a review of current practices and emerging technologies. Water Quality Research Journal, 58(2), 128-152. doi: 10.2166/wqrj.2023.002.
[4] Bingül, Z., Irdemez, Ş., & Demircioğlu, N. (2021). Effect of controlled and uncontrolled pH on tannery wastewater treatment by the electrocoagulation process. International Journal of Environmental & Analytical Chemistry, 103(16), 4269-4284. doi: 10.1080/03067319.2021.1925261.
[5] Bondarenko, S., Sanhinova, O., & Shakhnovsky, A. (2024). Numerical methods in chemistry and chemical technology. Kyiv: National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”.
[6] Central Biochemical Laboratory “CBL”. (n.d.). Retrieved from https://environmentallab.com.ua/uk/.
[7] Chiampo, F., Shanthakumar, S., Ricky, R., & Ganapathy, G.P. (2023). Tannery: Environmental impacts and sustainable technologies. Materials Today: Proceedings. doi: 10.1016/J.MATPR.2023.02.025.
[8] Gautam, S., & Saini, G. (2020). Use of natural coagulants for industrial wastewater treatment. Global Journal of Environmental Science and Management, 6(4), 553-578. doi: 10.22034/GJESM.2020.04.10.
[9] Governing Normative Document (KND) No. 211.1.4.039-95 “The Method of Gravimetric Determination of Suspended Matter in Natural and Wastewater”. (1995, April). Retrieved from https://online.budstandart.com/ru/catalog/doc-page.html?id_doc=110594.
[10] Haydar, S., & Aziz, J.A. (2009). Coagulation-flocculation studies of tannery wastewater using combination of alum with cationic and anionic polymers. Journal of Hazardous Materials, 168(2-3), 1035-1040. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.02.140.
[11] Jiang, B., Niu, Q., Li, C., Oturan, N., & Oturan, M.A. (2020). Outstanding performance of electro-Fenton process for efficient decontamination of Cr(III) complexes via alkaline precipitation with no accumulation of Cr(VI): Important roles of iron species. Applied Catalysis B: Environmental, 272, article number 119002. doi: 10.1016/J.APCATB.2020.119002.
[12] Junaidi, Sudarno, & Santoso, R. (2023). Physical and chemical treatability study in wastewater treatment plant design (Case study: Leather tanning industry). IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1268, article number 012025. doi: 10.1088/1755-1315/1268/1/012025.
[13] Mim, S., Hashem, M.A., & Maoya, M. (2024). Adsorption-oxidation process for dyestuff removal from tannery wastewater. Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management, 21, article number 100911. doi: 10.1016/j.enmm.2023.100911.
[14] Mim, S., Hashem, M.A., & Payel, S. (2023). Coagulation-adsorption-oxidation for removing dyes from tannery wastewater. Environmental Monitoring and Assessment, 195(6), article number 695. doi: 10.1007/s10661-023-11309-3.
[15] Mouhri, G.E., Elmansouri, I., Amakdouf, H., Belhassan, H., Kachkoul, R., Oumari F.E.E., Merzouki, M., & Lahrichi, A. (2024). Evaluating the effectiveness of coagulation-flocculation treatment on a wastewater from the moroccan leather tanning industry: An ecological approach. Heliyon, 10(5), article number e27056. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e27056.
[16] MVV No. 081/12-0004-01 “Surface and Purified Wastewater. Methodology for Measuring Mass Concentration of Chlorides Using the Argentometric Titration Method”. (2002, September). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=76335.
[17] MVV No. 081/12-0007-01 “Surface and Treated Wastewater. Procedure for Measuring Sulfate Mass Concentration by Gravimetric Method”. (2002, September). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=76337.
[18] MVV No. 081/12-0109-03 “Surface, Underground, and Return Waters. Method for Determining the Mass Concentration of Dry Residue (Dissolved Substances) by Gravimetric Method”. (2004, June). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=76431.
[19] Nath, A., Mishra, A., & Pande, P.P. (2021). A review natural polymeric coagulants in wastewater treatment. Materials Today: Proceedings, 46(14), 6113-6117. doi: 10.1016/j.matpr.2020.03.551.
[20] Nigam, M., Mishra, P., Kumar, P., Rajoriya, S., Pathak, P., Singh, S.R., Kumar, S., & Singh, L. (2023). Comprehensive technological assessment for different treatment methods of leather tannery wastewater. Environmental Science and Pollution Research, 30(60), 124686-124703. doi: 10.1007/s11356-022-21259-x.
[21] Nomanifar, N., Davoudi, M., Ghorbanian, A., Najafpoor, A.A., & Hosseinzadeh, A. (2024). Fe recovery from drinking water treatment sludge for reuse in tannery wastewater treatment: Machine learning and statistical modelling. Journal of Water Process Engineering, 60, article number 105224. doi: 10.1016/j.jwpe.2024.105224.
[22] Order of the Executive Body of the Kyiv City Council (Kyiv City State Administration) No. 1879 “On Approval of the Rules for Acceptance of Wastewater from Subscribers into the Kyiv Sewerage System”. (2011, October). Retrieved from http://vodokanal.kiev.ua/files/pravyla_stichi_vody.pdf.
[23] Othmani, B., Rasteiro, M.G., & Khadhraoui, M. (2020). Toward green technology: A review on some efficient model plant-based coagulants/flocculants for freshwater and wastewater remediation. Clean Technologies and Environmental Policy, 22(5), 1025-1040. doi: 10.1007/s10098-020-01858-3.
[24] Sabliy, L., Kuzminskiy, Ye., Zhukova, V., Kozar, M., & Sobczuk, H. (2019). New approaches in biological wastewater treatment aimed at removal of organic matter and nutrients. Ecological Chemistry and Engineering S, 26(2), 331-343. doi: 10.1515/eces-2019-0023.
[25] Sivaram, N.M., & Barik, D. (2019). Toxic waste from leather industries. In Energy from toxic organic waste for heat and power generation (pp. 55-67). Sawston: Woodhead Publishing. doi: 10.1016/B978-0-08-102528-4.00005-5.
[26] State Standard of Ukraine (DSTU) EN ISO No. 11885:2019 “Water Quality. Determination of Selected Elements by Optical Emission Spectrometry with Inductively Coupled Plasma (ICP-OES)”. (2020, January). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=88015.
[27] State Standard of Ukraine (DSTU) ISO No. 6060:2003 “Water Quality. Determination of Chemical Oxygen Demand”. (2004, July). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=52804.
[28] State Standard of Ukraine (DSTU) No. 4077-2001 “Water Quality. pH Determination”. (2003, July). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=52791.
[29] State Standard of Ukraine DSTU ISO No. 7150-1:2003 “Water Quality. Determination of Ammonia. Part 1. Manual Spectrometric Method”. (2004, July). Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=73305.
[30] Tolkou, A.K., & Zouboulis, A.I. (2020). Application of composite pre-polymerized coagulants for the treatment of high-strength industrial wastewaters. Water, 12(5), article number 1258. doi: 10.3390/w12051258.
[31] Volokyta, A., & Selivanov, V. (2022). Basics of the theory of experiment planning: Section of the discipline “Methodology and organisation of scientific research”. Kyiv: National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”.
English