Характеристика композиту діатоміт-альгінат-Fe3O4 як адсорбенту фосфатів

Abstract

Проаналізовано технологічні підходи до застосування діатоміту як сировини для створення композитних адсорбентів для очищення стічних вод від фосфат-іонів. Показано, що розвинута поверхня діатоміту може бути використана для створення гранульованого адсорбенту, а ферум (ІІІ) оксиди (магнетит, гетит, лепідокрокіт, феригідрит, гематит і гетит) є екологічно безпечними, дешевими, економічно доцільними модифікаторами. Акцентовано увагу на можливості отримання магнітних гранул за рахунок утворення магнетиту. Запропоновано використання методу осадження для формування нанесеного гранульованого адсорбенту. Встановлено вплив концентрації діатоміту на статичну міцність гранул. Визначено, що діаметр сопла є також важливим фактором впливу. Обрані технічні рішення спрямовані на вирішення задач зміцнення гранули та забезпечення високої адсорбційної активності. Проведені експериментальні дослідження процесу синтезу і грануляції композиційного адсорбенту альгінат–діатоміт–магнетит показали, що збільшення вмісту діатоміту призводить до закономірного збільшення розміру гранул. При збільшенні діаметру сопла від 1,5 мм до 3,5 мм, наприклад, розмір гранул 1,5-4,0 (dc=1.5 мм), 2,0-5,0 мм (dc= 3,0 мм) та 2,5-5,0 мм (dc=3.5 мм). Вміст діатоміту більше 20% не дозволяє провести якісну грануляцію на дослідній установці внаслідок збільшення в’язкості суспензії. Встановлена залежність між розміром гелеподібних гранул та висушених. Досліджено процес нанесення активної магнітної фази адсорбенту. Встановлено залежність якості процесу грануляції від вмісту твердої фази. Виміряна статична міцність гранул адсорбенту знаходиться в діапазоні 17 - 25 кПа. Встановлено, що композитний адсорбент з нанесеним шаром магнетиту володіє магнітними властивостями. Досліджено адсорбцію аніонів РО4 3- з воднихрозчинів. Для адсорбенту альгінат-діатоміт і альгінат–діатоміт- Fe3O4- адсорбційна ємність становить 4 і 9 мг РО4 3-/ г відповідно. Одержані композиційні адсорбенти володіють комплексом функціональних властивостей, що є перспективними для застосування у сучасних системах очищення і доочищення води.