Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)

Данные рис. 3 показывают, что за первые 1-2 часа процесса сорбции извлечение фосфора составляет 70-80 % от максимально возможного при достижении состояния равновесия. С учетом этого нами были пересчитаны показатели процесса сорбции (табл. 4), при этом вместо равновесной сорбционной емкости (ар) была взята рабочая сорбционная емкость (at), равная 0,7 ар. Расчеты показали (табл. 6), что при принятой сорбционной емкости SiO 2 требуемая степень очистки при перекрестном движении потоков и расходе SiO 2 на каждой ступени сорбции 1 г/л достигается за шесть ступеней очистки, организация процесса с противоточным движением потоков, при том же количестве ступеней сорбции потребует увеличения расхода SiO 2 с 1,5 до 1,9 г/л. Таблица 6 Расчетные (Ск. р) и экспериментальные (Ск. э) показатели адсорбционной очистки с перекрестным и противоточным движениями потоков (начальная концентрация растворов — 2,4 мг Р -PO4~/л) Номер ступени Сн, мг/л Ск, мг/л ±, %* m(SiO 2 ), г/л QSiO2), мг/г Номер ступени Сн, мг/л Ск, мг/л ±, %* m(SiO 2 ), г/л QSiO2), мг/г Перекрестное движение потоков ( т = Lг/л) Противоточное движение потоков (т = 1,9 г/л) 1 2,400 1,295 4,20 1 2,400 2,1193 2 1,295 0,569 4,13 2 - 1,3037 3 0,569 0,213 7,27 6,0 0,40 3 - 0,5191 ** 1,9 1,26 4 0,213 0,073 8,08 4 - 0,1530 5 0,073 0,024 19,24 5 - 0,0388 6 0,024 0,008 ** 6 - 0,0080 *Расхождение экспериментального значения (табл. 5) от теоретического. ** Экспериментальные значения Ск не определялись. Следует отметить, что результаты расчетов для 1-2-й ступеней сорбции хорошо согласуются с данными, полученными экспериментальным путем (табл. 5). Расхождение значений не превышает погрешность определения (±5 %). Наблюдаемое увеличение расхождения на 3-5-й ступенях сорбции может быть объяснено тем, что с уменьшением начальной концентрации Р- PO4~ на каждой из последующих ступенях сорбции происходит снижение скорости сорбции, что, в свою очередь, требует снижения значения сорбционной емкости at менее принятого при расчете (0,7 ар). Выводы Изучен процесс сорбции фосфат-иона синтезированного методом кислотного разложения нефелина образцом диоксид кремния. По результатам обработки экспериментальных данных по уравнениям сорбции Фрейндлиха и Ленгмюра установлено, что процесс сорбции достаточно точно описывается как уравнением Фрейндлиха, так и уравнением мономолекулярной адсорбции Ленгмюра (коэффициенты детерминации R2 линейных форм уравнений Фрейндлиха и Ленгмюра практически одинаковы и равны 0,942 и 0,961 соответственно), однако в расчетах предпочтительней использовать уравнение сорбции Ленгмюра как более точно описывающее процесс (Rn2 > Ro2). Рассчитаны емкость адсорбционного монослоя синтезированного образца по отношению к Р- PO4~ и константа адсорбционного равновесия в уравнении Ленгмюра, которые составили 2,735 мг/г и 1,075 л/г соответственно. С использованием уравнения Ленгмюра проведена оценка различных вариантов сорбционной очистки коммунальных сточных вод от Р- PO34~ до нормируемых значений ПДК. Установлено и подтверждено экспериментально, что требуемая степень очистки сточных вод с содержанием Р- PO4~ О Рч о Продолжительность сорбции, час. Рис. 3. Зависимость конечной концентрации растворов от времени сорбции 46