Очистка нефтезагрязненных вод модифицированным сорбционным материалом на основе отхода растительного происхождения

альтернативных сорбционных материалов, которые при высокой сорбционной способности имели бы низкую себестоимость. В качестве таких сорбционных материалов могут быть использованы отходы промышленного производства, в частности целлюлозосодержащие отходы (Шайхиев, 2008).

Недостатком названного сорбционного материала является высокое значение водопоглощения. Для увеличения сорбционных характеристик поверхность сорбционных материалов модифицируют, как правило, обработкой химическими реагентами с целью повышения гидрофобности реагентов (Прохорова, Степанова, 2017).

Используемый сорбционный материал – смешанный листовой опад (СЛО); сорбат – нефть Азнакаевского месторождения (Республика Татарстан). В качестве гидрофобизатора использовался метилтриэтоксисилан, который применялся с целью увеличения технических характеристик сорбента.

Обработка образцов листвы метилтриэтоксисиланом в жидкой фазе в воде и органических растворителях (этилового и изобутилового спирта, ацетона и толуола) проводилась следующим образом: в колбы объемом 250 см³ помещалось 3 г смешанного листового опада с раствором гидрофобизатора. Концентрацию модификатора варьировали от 1% до 10%. Содержимое колбы тщательно перемешивали на перемешивающем устройстве в течение 1–2 ч при температуре ~ 30 °С. Затем модифицированные образцы листвы отделялись от раствора и высушивались до постоянной массы.

Для определения максимальной сорбционной емкости в статических условиях на поверхность нефти объемом 50 см3 в чашке Петри присыпалось по 1 г СЛО и через 15 минут с помощью латунной сетки, заранее помещенной в чашку Петри, насыщенный нефтью сорбционный материал удалялся. Давалось время для стекания избыточного количества сорбата и весовым методом определялось количество удаленной нефти. Величину статической обменной емкости определяли как отношение массы сорбированной нефти к массе СЛО.

Гистограммы зависимости количества поглощенной нефти в зависимости от концентрации гидрофобизатора и природы растворителя при 20 °С приведены на рис. 1.

Концентрация силана в растворителе % и Вода ш Изобутиловый спирт в Этиловый спирт □ Ацетон и Толуол

Рис. 1. Зависимость значений максимальной нефтеемкости от концентрации модификатора в различных растворителях

Как следует из приведенных на рисунке 1 гистограмм, с увеличением концентрации метилтриэтоксисилана в растворе,   значение   максимальной нефтеемкости повышается, что вполне закономерно. Обработка СЛО в изобутиловом спирте способствует снижению искомого показателя даже ниже, чем у образцов, в которых листва обрабатывалась в водной среде. Наибольшую сорбционную емкость по отношению к нефти имеет листовой опад, обработанный 10%-ным раствором метилтриэтоксисилана в ацетоне (5,3 г/г). Т.е. обработка способствует увеличению значения максимальной нефтеемкости более чем в 2 раза.

В последующем определялось влияние концентрации модифицирующего реагента и природы растворителя на показатель максимального водопоглощения.

Концентрация силана в растворителе, % и Вода               ш Изобутиловый спирт ш Этиловый спирт      □ Ацетон в Толуол

Рис. 2. Зависимость значений максимального водопоглощения СЛО от концентрации модификатора и природы растворителя

Как следует из данных приведенных на рисунке 2, увеличение дозировок метилтриэтоксисилана в растворителе при обработке СЛО способствует снижению показателя максимального водопоглощения. При концентрации кремнийорганического реагента при обработке СЛО от 1 до 5%, наименьшее значение максимального водопоглошения имеет образец, подвергнутый обработке КОС в этиловом спирте, наибольшие значения названного показателя – в растворах ацетона и толуола.

Анализируя проведенные результаты, можно прийти к выводу о том, что предпочтительнее обрабатывать сорбционный материал раствором гидрофобизатора на основе этилового спирта и ацетона, чем в чистом силане, а также растворами изобутилового спирта или толуола. Вероятно, в этой эмульсии растворитель, быстрее испаряется с поверхности сорбента, усиливая эффект дегидратации. Таким образом, проведенные исследования говорят о потенциальной возможности применения отходов растительного происхождения модифицированных спиртовым раствором метилтриэтоксисилана в качестве сорбентов для удаления тонких нефтяных пленок.