Диссертация (1141600), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

Поглощение фенолаи гваякола торфом из модельных растворов определялось по изменению оптическойплотности фильтрата, прошедшего через образец.Метод испытанийДо начала испытаний торфа проводились эксперименты по записи спектров поглощения модельных растворов с концентрацией 0,01-0,002 г/л. Запись осуществляласьв ультрафиолетовой области (200 - 380 нм) на спектрофотометре СФ-2000 с использованием кварцевых кювет с длиной оптического пути 10 мм (рисунок 3.24).Рисунок 3.24 – Общий вид спектрофотометра СФ-2000Обработка результатов определения оптической плотности производилась с помощью программного обеспечения «СФ Сканирование».Анализируемые спектры показывают, что модельные растворы имеет характеристичную полосу поглощения при λ=272,2 нм, причем при данной длине волны для растворов наблюдается подчинение закону Бугера-Ламберта-Бера (рисунок 3.25, 3.26).Торф для испытаний отбирался на болоте Конинник из верхнего слоя с глубины1 - 3 м (рисунок 3.27).Перед проведением испытаний образцы торфа подвергались специальной пробоподготовке, которая заключалась в возможно полном извлечении растворимых в органическом растворителе соединений.83Рисунок 3.25 – Зависимости оптической плотности модельных растворов отдлины волны при концентрации модельного раствора: 0,002 – 0,01 мг/л(окно результатов программы обработки данных «СФ Сканирование»)Оптическая плотность0,250,200,150,100,050,00050Концентрация раствора, мг/л100Рисунок 3.26 – Зависимости оптической плотности модельного раствораот его концентрации84Рисунок 3.27 – Отбор образцов торфа на болоте КонинникВ качестве растворителя (экстрагента) использовали этанол.

Это связано с тем,что этиловый спирт является хорошим растворителем фенольных и других органических соединений [300]. Образец помещали в стеклянную колбу, заливали этанолом израсчета 25 мл на 1 г сухого вещества торфа. Затем содержимое колбы перемешивали науниверсальном лабораторном шейкере LIOPLS-120 (ЛАБ-ПУ-02) с частотой колебанийплатформы 150 мин -1 в течение 1 часа. После чего торф извлекали из колбы, и экстрактотфильтровывали через воронку с бумажным фильтром.Подготовленный торф помещали в рабочую камеру установки. При загрузке егоравномерно уплотняли до значений коэффициента пористости 12,5 - 17,0, близких к показателям образцов ненарушенной структуры.

Длина образца составляла 5 - 15 см.Первый этап испытаний заключался в фильтрации дистиллированной воды (промывание) объемом необходимом, для удаления остатков этилового спирта, способногоповлиять на значения оптической плотности. Объем воды для промывания составлял 0,8- 1,0 л на 1 г сухого вещества. На втором этапе фильтровали модельный раствор. Объемраствора составлял 2,5 - 4,2 л на 1 г сухого вещества торфа. На заключительном третьемэтапе снова фильтровали дистиллированную воду для удаления модельного раствора изобразца.В течение опыта на каждом этапе фиксировали объем профильтровавшейся жидкости, через определенный интервал времени (5 - 90 минут) отбирали пробы фильтратаобъемом 50 мл и проводили для них записи электронных спектров поглощения.

Общая85продолжительность опыта составляла 11 - 32 часа. После завершения фильтрации торфизвлекали из рабочей камеры, определяли массу и влажность образца.По полученной для каждой пробы зависимости D f  определяли оптическуюплотность фильтрата при длине волны λ=272,2 нм, для которой характерен максимумпоглощения модельных растворов. На рисунке 3.28 в качестве примера представленызависимости оптической плотности фильтрата (D), отобранного на 3 этапе испытанийчерез определенное время, от длины волны λ при фильтрации дистиллированной водычерез образец торфа.Рисунок 3.28 – Зависимости оптической плотности проб фильтрата от длины волны на3 этапе (окно диаграммы результатов программы «СФ Сканирование»)Для обработки результатов параллельных опытов, имеющих отличия в значенияхначальной оптической плотности модельного раствора, вычисляли приведенную оптическую плотность фильтрата Dпр по формуле:Dпр гдеD,D0(3.8)D – оптическая плотность фильтрата;D0 – оптической плотности исходного модельного раствора.Для каждого этапа эксперимента строили графики зависимости приведенной оп-тической плотности фильтрата(Dпр) от удельного объема фильтрата (ω), рассчитанногона 1 г сухого вещества образца торфа86Результаты испытанийПо результатам проведенных испытаний были построены обобщенные графикизависимости приведенной оптической плотности фильтрата от его удельного объема(рисунок 3.29).1Dпр0,80,60,40,20010001 этап20002 этап30004000ω, 5000мл/г3 этапРисунок 3.29 – Зависимости приведенной оптической плотности от объема фильтратаПервый участок зависимости D = f(ω), представленной на рисунке 3.29 (этап 1),характеризует процесс промывки образца торфа дистиллированной водой.

В результатеподачи воды объемом примерно 800 мл на 1 г сухого торфа оптическая плотность достигла значения Dпр ≈ 0,1, что свидетельствует о практически полном очищении торфаот остатков этилового спирта.При фильтрации через образец модельного раствора фенола и гваякола (этап 2)сначала наблюдается резкое возрастание приведенной оптической плотности до значений ≈ 1, что объясняется вытеснением дистиллированной воды из пор торфа модельным раствором.

Приближение графика к значению оптической плотности исходногораствора (Dпр ≈ 1) свидетельствует о выравнивании концентрации фильтрата и исходного модельного раствора.При фильтрации дистиллированной воды на 3 этапе происходит снижение оптической плотности фильтрата. В результате фильтрации воды объемом примерно800 мл/г значения оптической плотности стабилизируются при значении Dпр ≈ 0,1, характерном для фильтрата при промывании образца на 1 этапе.

Таким образом, фенол игваякол полностью вымываются из образца.87Проведенные эксперименты показали, что сорбция торфом фенола и гвякола, растворенных в фильтрующейся жидкости, при заданных концентрациях и скорости фильтрации не наблюдается или пренебрежимо мала. Из этого следует, что подобные поллютанты, накопившиеся в массиве торфа, будут выноситься из болотного массива потоками грунтовой воды. Интенсивность выноса поллютантов будет определяться объемомпрофильтровавшейся воды.3.4. Изучение интенсивности выноса поллютантов из загрязненного торфаПолевые и лабораторные исследования показали, что контролируемые поллютанты непрочно сорбируются веществом торфа и могут выноситься из него грунтовыми водами. Процесс снижения концентрации поллютантов во времени в болотном массиве засчет выноса грунтовыми водами изучался нами на установке, представленной на рисунке 3.23.В гильзу прибора, длиной 50 см и диаметром 5 см закладывались отобранные наболоте Конинник образцы торфа.

Наливной бак заполнялся дистиллированной водой. Спомощью напорного бака устанавливали требуемую скорость фильтрации для поддержания постоянного расхода воды в пределах 1 - 1,5 л/час. В ходе опытов с интервалом 2- 4 часа отбирали пробы фильтрата, прошедшего через образец, и проводили химический анализ на содержание указанных выше веществ. Общая продолжительность опытасоставляла 20 - 28 часов. Всего было испытано 5 образцов.По результатам опытов получили зависимости снижения концентрации от удельного расхода фильтрата  (рисунок 3.30):CС0 a b ,где  C – снижение концентрации поллютанта в фильтрате, мг/л;C 0 – начальная концентрация поллютанта в фильтрате, мг/л; – удельный расход фильтрата, л/г;a, b – параметры, зависящие от вида поллютанта (таблица 3.6).(3.9)88Нефтепродуктыл/г0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 ω,1,500,0л/г0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 ω,1,500,00,20,2ΔС/С0ΔС/С0Фенолы0,40,60,40,60,80,81,01,0Фосфатыл/г0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 ω,1,500,0л/г0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 ω,1,500,00,20,2ΔС/С0ΔС/С0Аммоний солевой0,40,60,40,60,80,81,01,0Лигнинные веществаΔС/С0ω, л/г0,00 0,30 0,60 0,90 1,20 1,500,00,20,4Рисунок 3.30 – Снижение концентрации0,6загрязняющих веществ в фильтрате в0,8процессе промывки загрязненного торфа1,0дистиллированной водойТаблица 3.6 – Параметры уравнения (3.9)ПоллютантПараметр уравненияabЛигнинные вещества0,940,09Фосфаты0,970,14Фенолы0,670,30Нефтепродукты0,550,25Аммоний0,970,1089Коэффициент корреляции лабораторных данных и расчетных кривых, построенных по уравнению (3.9) составляет от 0,83 (фосфаты) до 0,87 (лигнинные вещества).Анализ результатов промывки торфа показал, что наибольшей скоростью выносахарактеризуются аммоний солевой, фосфаты и лигнинные вещества.

Характеристики

Список файлов диссертации