Исследование динамики адсорбции многокомпонентных сточных вод угольных предприятий сорбентами различной природы

Л.А. Иванова, И.В. Тимощук, П.П. Иванов, А.К. Горелкина
 Кемеровский государственный университет, г. Кемерово, Российская Федерация
Горная Промышленность №6/ 2025 стр. 157-162

Резюме: В работе исследована динамика процесса адсорбции ионов Fe3+, Mn2+, SO42–, NO2– при их совместном присутствии в карьерных сточных водах на сорбентах различной природы. В случае моделируемой смеси катионов и анионов в растворе можно отметить, что для сорбентов марок КАУ, АС и ОДМ-2Ф присутствие в растворе ионов железа снижает адсорбцию ионов марганца. Для сорбентов марки Пуролат-стандарт, СКД-515 наблюдается взаимное увеличение сорбционной способности для ионов железа и марганца. Совместное присутствие катионов и анионов увеличивает степень очистки от сульфат-ионов для сорбентов Пуролат-стандарт, КАУ, АС, ОДМ-2Ф в сравнении с адсорбцией индивидуального вещества в растворе. Динамическая емкость сорбентов по сульфат-ионам ниже в сравнении с ионами железа в 3–6 раз, что позволяет предложить предварительно использовать на очистных сооружениях реагентную обработку сточных вод от сульфат- и нитрит-ионов с последующим отстаиванием в отстойниках-флокуляторах и фильтрацию на фильтрах с песчаной загрузкой. В случае адсорбции ионов из модельной смеси наблюдается увеличение степени очистки по нитрит-ионам для сорбентов марки КАУ, АС СКД-515. Проведённый анализ позволил сделать вывод, что каждый сорбент, используемый для очистки сточных вод, представляющих собой смеси анионов и катионов, не является полностью предпочтительным, что, в свою очередь, требует формирования комплексной загрузки из сорбентов различной природы.

Ключевые слова: адсорбция, сорбенты, активные угли, железо, марганец, сульфат-ионы, нитрит-ионы, сточные воды

Благодарности: Исследование выполнено в рамках комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла «Разработка и внедрение комплекса технологий в областях разведки и добычи полезных ископаемых, обеспечения промышленной безопасности, биоремедиации, создания новых продуктов глубокой переработки из угольного сырья при последовательном снижении экологической нагрузки на окружающую среду и рисков для жизни населения», утвержденной Распоряжением Правительства Российской Федерации от 11.05.2022 г. №1144-р, при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, № соглашения 075-15–2022- 1201 от 30.09.2022 г.

Для цитирования: Иванова Л.А., Тимощук И.В., Иванов П.П., Горелкина А.К. Исследование динамики адсорбции многокомпонентных сточных вод угольных предприятий сорбентами различной природы. Горная промышленность. 2025;(6):157–162. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-6-157-162

Информация о статье

Поступила в редакцию: 02.09.2025

Поступила после рецензирования: 23.10.2025

Принята к публикации: 27.10.2025

Информация об авторах

Иванова Людмила Анатольевна – кандидат технических наук, доцент кафедры техносферной безопасности, Кемеровский государственный университет, г. Кемерово, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-4103-8780; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Тимощук Ирина Вадимовна – доктор технических наук, профессор кафедры техносферной безопасности, Кемеровский государственный университет, г. Кемерово, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-1349-2812; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Иванов Павел Петрович – кандидат технических наук, доцент кафедры мехатроники и автоматизация технологических систем, Кемеровский государственный университет, г. Кемерово, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-8086-3273; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Горелкина Алена Константиновна – доктор технических наук, профессор кафедры техносферной безопасности, Кемеровский государственный университет, г. Кемерово, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-3782-2521; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. Иванова Л.А., Тимощук И.В., Горелкина А.К., Михайлова Е.С., Голубева Н.С., Неверов Е.Н., Утробина Т.А. Выбор сорбента для элиминации ионов железа из сточных и природных вод. Техника и технология пищевых производств. 2024;54(2):398–411. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2024-2-2516

2. Иванова Л.А., Голубева Н.С., Тимощук И.В., Горелкина А.К., Просеков А.Ю., Сапурин З.П., Медведев А.В. Оценка эффективности очистки сточных вод угледобывающего предприятия и ее влияние на загрязнение малых рек. Экология и промышленность России. 2023;27(1):60–65. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2023-1-60-65

3. Просеков А.Ю., Тимощук И.В., Горелкина А.К., Михайлова Е.С., Голубева Н.С., Иванова Л.А. Сравнительная оценка содержания загрязняющих примесей в карьерных сточных водах угольных предприятий Кузбасса. Уголь. 2023;(4):69–73. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2023-4-69-73

4. Ларин А.В. Новые закономерности в линейной динамике адсорбции. Физикохимия поверхности и защита материалов. 2020;56(5):467–470. https://doi.org/10.31857/S0044185620050186

5. Асякина Л.К., Дышлюк Л.С., Просеков А.Ю. Мировой опыт в области рекультивации посттехногенных ландшафтов. Техника и технология пищевых производств. 2021;51(4):805–818. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2021-4-805-818

6. Исмагилов З.Р., Созинов С.А., Попова А.Н., Запорин В.П. Комплексное исследование игольчатых коксов методами рентгеноструктурного анализа и сканирующей электронной микроскопии. Кокс и химия. 2019;(4):10–18.

7. Свешникова Д.А., Гафуров М.М., Шабанова З.Э., Асваров А.Ш., Рамазанов А.Ш., Юсупова А.А., Алиева Н.А. Адсорбция сульфат-ионов на активированных углях. Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. 2009;52(4):38–41.

8. Глушанкова И.С., Калинина Е.В., Демина Е.Н. Модифицированные сорбенты на основе шлама содового производства для извлечения ионов тяжёлых металлов из водных растворов и сточных вод. Теоретическая и прикладная экология. 2018;(3):100–108. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2018-3-100-108