суларыны? жер ?стілік ж?не жер астылы? су к?здері мен ?сімдік – топыра? ?абатын ?рт?рлі
зиянды заттектермен ластап отыр?анды?ы барша?а м?лім. А?аба суларды? ??рамында ауыр
металл ?осылыстарыны? к?птеп кездесуі ?азіргі кезде жаппай орын алып отыр?анды?ы
химиялы? экологияны? басты м?селесіні? біріне айналды.
?орша?ан ортаны, ?сіресе су к?здерін ( ?оймаларды, ?зен – к?лдерді, жер астында?ы су к?здерін ж?не бас?адай) зиянды заттармен ластанудан тазарту ?рі ?ор?ау м?селелері б?гінгі та?да?ы ?зекті шаруаны? ?атарында саналады. Соны? ішінде инженерлі химиялы? экология саласында ?ндірістік к?сіпорындардан шы?ып жат?ан а?аба суларды тазарту технологияларын шешу аса ?зекті шараны? басты б?лігі. Химиялы? технология ?дерісіні? бастап?ы элементтеріні? ?атарында зиянды заттектерді соратын, с?йтіп суды? ??рамынан аластап ала-алатын ?абілеті бар материалды аны?тау технологияны? негізі екендігі мамандар жазып жат?ан ?ылыми е?бектерден белгілі.
Осы ба?ытта Екібаст?з ?аласыны? ?орша?ан орта?а барынша ы?пал жасап отыр?ан
к?сіпорны - жылу электр орталы?ынан шы?атын а?аба суларын тазарту ісіне ?лес ?осарлы?
А?аба су деп б?рын ?ндірісте, т?рмыста немесе ауыл шаруашылы?ында пайдаланыл?ан, сондай-а? ?андай да бір лас айма?, оны? ішінде елді мекен (?нерк?сіптік, ауылшаруашылы?ты?, коммуналды?-т?рмысты?, н?сер, та?ы бас?а а?ындылар) ар?ылы ?ткен су. Былайша айт?анда адамны? т?рмыста ж?не ?ндірістік іс-?рекетінде пайдаланыл?аннан кейін шы??ан су.
Суларды тазарту ісінде сі?іргіш материалды іздестіру ?ткен ?асырды? ортасынан бастау алады. Гелищев Н.Ф, Бернштейн Т.А, Грибанова Н.К, Ерюков В.Л,Струнникова Н.А, Сагиева С.Т, Белюкина Д.А, Артемьев О.Н ж?не бас?адай ?алымдарды? осы ба?ытта жариялан?ан ж?мыстары таби?и сі?іргіштер бар екендігін д?лелдейді.
Н.Ф Челищев ?зіні? ?ріптестерімен бірге таби?и клиноптилолит минералын а?ын суды тазарту?а пайдалануда оны? тиімді сі?іргіштігін аны?та?ан. Сирек кездесетін металдар, стронций ж?не ауыр металдардан тазарту ісінде жо?ары тиімділігіне к?з жеткізген.
Бізді? елді? Шардара,?ара?а, ??см?рын, Жо?ары оба?ан,Та?ан ??ірінде бентонит балшы?ыны?, ал о?т?стік, Шы?ыс ж?не бас?а аудандарында таби?и цеолит к?здері баршылы?. Ал оларды? сі?іргіштік-сор?ышты? ?асиеттерін зерттеген Шы?ыс ?аза?станды? ?алымдарды? ж?мыстары металл иондарынан, ?рт?рлі зиянды т?з бен ?ыш?ылдан тазарту ?шін оларды? тиімді тазарт?ыш екендігін д?лелдейді.?рт?рлі ?діс жолдары мен ?оспалы к?рделі дайындал?ан сі?іргіштерді? тиімділігі зерттелген. Олар т?рлі модельді ерітінділерді сына?тан ?ткізген. Эксперименттерді ж?ргізу барысында балшы?ты? к?лемі, ??деу уа?ыты ж?не режимі сынал?ан.
Сондайлы?, м?ндай сі?іргіш материалдарды? сі?іру ?абілетін таби?и суларды радионуклидтерден тазарту ма?сатына ж?мсау?а сына?ан. Ал?аш?ы кезенні? н?тижелері к??іл аударатындай жа?дайда екен.Б?л экспериментке пайдалан?ан сі?іргіш материалдарды? бірі-Май ауданыны? саз балшы?ы к?рінеді.Бірінші жылды? н?тижесі к?п ?міт к?ттіретін жа?дайда болуы бізді? ж?мыс?а «Май балшыгыны?» бір вариант ретінде ?абылдау?а негіз болды.
?зектілігі:
Лас суларды тазарту ісінде ?олданатын с?згіштік элемент ретінде жергілікті
материалдарды? сор?ышты? ?абылетін салыстырмалы т?рде аны?тау аса ма?ызды.
?ылыми – практикалы? ??ндылы?тары:
Салыстырмалы ?абылеті аны?тал?ан сор?ышты? материалды жо?ары д?режелі ?ылыми –
зерттеу ж?мыстарына пайдалану ар?ылы тере? ізденіс т?р?ысында?ы тірліктерді
?йымдастыру м?мкіндігі туады.
?ндірістік жа?дайда с?згіштік ?ондыр?ыны? басты компоненті саналатын сор?ышты?
механизміні? жергілікті материалдан дайындалуы тазарту ?дерісін ?йымдастыру ісінде
?те тиімді саналу?а тиісті.
Т?жірибе ж?мысыны? барысы:
Жобаны? та?ырыбына байланысты ?ылыми ?дебиеттерге жасал?ан талдамалы? шолуды?
н?тижесі Павлодар облысына ?арасты Май ауданы айма?ында ке?інен тарал?ан саз
балшы?ты топыра?ыны? атаулы ?асиеттерге ие екендігін к?рсетті. Сондай-а?, Шы?ыс
?аза?стан облысыны? ?алымдары мен мамандары бентонит, каолинит сия?ты
минералдарды? сор?ышты? ?абылетіні? жо?ары д?режеде екендігін д?лелдеген
Т?жірибелік б?лім
Зертханалы? жа?дайда т?жірибе Екібаст?з жылу электр орталы?ыны? а?аба суларында
ж?ргізілді. Т?жірибе барысында тазалауды? шарттары та?далды (сорбентті? шы?ыны,
Сурет 1. Суды? ауыр металдан (темірден) тазалануыны? пайызды? к?рсеткіші (сорбент м?лшері 2г)
Сурет 2. Суды? ауыр металдан (темірден) тазалануыны? пайызды? к?рсеткіші (сорбент м?лшері 5г)
?орытынды
Болаша?та жергілікті саз балшы?тарды? сі?іргіштік ?асиеті а?аба суларында?ы ауыр металлдан тазарту?а ?олайлы?ы аны?талса, ж?мыстан к?тер н?тижеге ?олды? жеткені деп білеміз. Келешекте ол балшы?ты тазарту фильтріні? бір элементі ретінде ?сыну?а болады. Оны? арты ?нерк?сіптік фильтр (с?згіш) дайындау ісіні? т?р?анды?ын болжайды.Ол дегеніміз инновациялы? идеяны? ж?зеге асу кепілі.
М?ндай инновациялы? идея?а баруды? ой-т?рткісі бол?ан ?нерк?сіптік ш?гінділерге с?згіштік ?ондыр?ы?а ?ажет минералды жергілікті мекеннен неге іздемеске деген с?ра? болды.
Зерттеу ж?мыстарыны? н?тижелері барлы? минералдарды? ішінде сазды минералдарды? ж?т?ышты? немесе сор?ышты? ?абілетіні? жо?ары болатынын к?рсетеді. Олар?а- монтмориллонит, каолинит сия?ты жо?арыда атал?ан бас?а да ?нерк?сіптік ?ндірістері бар таби?и минералдар жатады. Алайда, б?гінгідей экономикалы? жа?дайда оларды ?ндіру, тасымалдау м?селелерін ?аржылы? м?мкіндіктер к?тере алмауы ?ажап емес. Сонды?тан, м?ндай сі?іргіш ?абілеті жо?ары ?рі арзан болатын минералды іздестіру- б?гінгі к?нні? талабы деуге болады.?йткені, ?рбір экологиялы? таби?и ортада м?ндай минералды? кездесуі ?бден ы?тимал. Соны? бірі «Май» ауданыны? аума?ында?ы саз а? балшы?ты? «Курчатов» ?алым-маман дарыны? назарына ілігуі кездейсо? емес ?ой. Сол сия?ты, «Екібаст?з» ?аласыны? т??ірегіндегі саз балшы?ты? ?абілетіне зерттеу ж?ргізгенде, сазды минералды? ж?т?ышты? немесе сор?ышты? ?абілеті бар екендігі аны?талды.
Жергілікті материалдан дайындал?ан сорбентті? суды тазалау д?режесі 25-75% аралы?ында болды. Сорбент пен суды? жанасу уа?ыттарыны? ішіндегі тиімдісі 48 са?ат. Зерттеу н?тижесін ?орытындылай келе сорбциялы? материал - ?осудан алын?ан сорбентті? тазалау д?режесі жо?ары екендігі кесте ж?не суреттерден бай?алады, м?ндай сорбентті ?ндіріс орындарында ?олдану тиімді.
?дебиеттер тізімі:
1.Природные минеральные сорбенты/ под род. Овчаренко В.Д-М.:Наука,1960,371 стр.
2. Челищев Н.Ф и др. Сорбция катионов металлов на природном клиноптиллолите //Изв. АН СССР, Неорганические материалы.-1975,т 11,№8,с1531
3.Челищев Н.Ф и др. Об использовании клиноптиллолита для концентрирования и разделения элементов//Технологические исследования в области редких и рассеяных элементов-м.-ИМГРЭ,1975,26-29
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
«Ақаба суларды тазарту үшін лас заттектерді сіңіретін сүзгі іздестіру»
Акишева Алия Хусайновна химия пәні мұғалімі
С.Торайғыров атындағы №22 гимназия мектебі Екібастұз қаласы
Зерттеу мақсаты:
Жергілікті балшықтарды пайдалану арқылы өнеркәсіптік кәсіпорындардан шығатын төгінділердің (ақаба сулардың) құрамындағы зиянды заттектерден тазартуға қажет сүзгіш материалды іздестіру.
Гипотеза:
Осы тақырып аясында «Ақаба суларды тазарту үшін лас заттектерді сіңіретін сүзгі іздестіру» материалдарын жете зерттеу.
Жобаның нәтижесі:
Келешекте ол балшықты тазарту фильтрінің бір элементі ретінде ұсынуға болады.
өнеркәсіптік фильтр (сүзгіш) дайындау
Кіріспе
Бүгінгі күні өнеркәсіп өндірісінің кәсіпорындарынан шыққан ағынды ақаба
суларының жер үстілік және жер астылық су көздері мен өсімдік – топырақ қабатын әртүрлі
зиянды заттектермен ластап отырғандығы баршаға мәлім. Ақаба сулардың құрамында ауыр
металл қосылыстарының көптеп кездесуі қазіргі кезде жаппай орын алып отырғандығы
химиялық экологияның басты мәселесінің біріне айналды.
Қоршаған ортаны, әсіресе су көздерін ( қоймаларды, өзен – көлдерді, жер астындағы су көздерін және басқадай) зиянды заттармен ластанудан тазарту әрі қорғау мәселелері бүгінгі таңдағы өзекті шаруаның қатарында саналады. Соның ішінде инженерлі химиялық экология саласында өндірістік кәсіпорындардан шығып жатқан ақаба суларды тазарту технологияларын шешу аса өзекті шараның басты бөлігі. Химиялық технология үдерісінің бастапқы элементтерінің қатарында зиянды заттектерді соратын, сөйтіп судың құрамынан аластап ала-алатын қабілеті бар материалды анықтау технологияның негізі екендігі мамандар жазып жатқан ғылыми еңбектерден белгілі.
Осы бағытта Екібастұз қаласының қоршаған ортаға барынша ықпал жасап отырған
кәсіпорны - жылу электр орталығынан шығатын ақаба суларын тазарту ісіне үлес қосарлық
ізденіс жұмыстарын жүргізуді жоспарлаған болатынбыз.
1. Ілімдік негізі
Ақаба су деп бұрын өндірісте, тұрмыста немесе ауыл шаруашылығында пайдаланылған, сондай-ақ қандай да бір лас аймақ, оның ішінде елді мекен (өнеркәсіптік, ауылшаруашылықтық, коммуналдық-тұрмыстық, нөсер, тағы басқа ағындылар) арқылы өткен су. Былайша айтқанда адамның тұрмыста және өндірістік іс-әрекетінде пайдаланылғаннан кейін шыққан су.
Суларды тазарту ісінде сіңіргіш материалды іздестіру өткен ғасырдың ортасынан бастау алады. Гелищев Н.Ф, Бернштейн Т.А, Грибанова Н.К, Ерюков В.Л,Струнникова Н.А, Сагиева С.Т, Белюкина Д.А, Артемьев О.Н және басқадай ғалымдардың осы бағытта жарияланған жұмыстары табиғи сіңіргіштер бар екендігін дәлелдейді.
Н.Ф Челищев өзінің әріптестерімен бірге табиғи клиноптилолит минералын ағын суды тазартуға пайдалануда оның тиімді сіңіргіштігін анықтаған. Сирек кездесетін металдар, стронций және ауыр металдардан тазарту ісінде жоғары тиімділігіне көз жеткізген.
Біздің елдің Шардара,Қараға, Құсмұрын, Жоғары обаған,Таған өңірінде бентонит балшығының, ал оңтүстік, Шығыс және басқа аудандарында табиғи цеолит көздері баршылық. Ал олардың сіңіргіштік-сорғыштық қасиеттерін зерттеген Шығыс Қазақстандық ғалымдардың жұмыстары металл иондарынан, әртүрлі зиянды тұз бен қышқылдан тазарту үшін олардың тиімді тазартқыш екендігін дәлелдейді.Әртүрлі әдіс жолдары мен қоспалы күрделі дайындалған сіңіргіштердің тиімділігі зерттелген. Олар түрлі модельді ерітінділерді сынақтан өткізген. Эксперименттерді жүргізу барысында балшықтың көлемі, өңдеу уақыты және режимі сыналған.
Сондайлық, мұндай сіңіргіш материалдардың сіңіру қабілетін табиғи суларды радионуклидтерден тазарту мақсатына жұмсауға сынаған. Алғашқы кезеннің нәтижелері көңіл аударатындай жағдайда екен.Бұл экспериментке пайдаланған сіңіргіш материалдардың бірі-Май ауданының саз балшығы көрінеді.Бірінші жылдың нәтижесі көп үміт күттіретін жағдайда болуы біздің жұмысқа «Май балшыгының» бір вариант ретінде қабылдауға негіз болды.
Өзектілігі:
Лас суларды тазарту ісінде қолданатын сүзгіштік элемент ретінде жергілікті
материалдардың сорғыштық қабылетін салыстырмалы түрде анықтау аса маңызды.
Ғылыми – практикалық құндылықтары:
Салыстырмалы қабылеті анықталған сорғыштық материалды жоғары дәрежелі ғылыми –
зерттеу жұмыстарына пайдалану арқылы терең ізденіс тұрғысындағы тірліктерді
ұйымдастыру мүмкіндігі туады .
Өндірістік жағдайда сүзгіштік қондырғының басты компоненті саналатын сорғыштық
механизмінің жергілікті материалдан дайындалуы тазарту үдерісін ұйымдастыру ісінде
өте тиімді саналуға тиісті.
Тәжірибе жұмысының барысы:
Жобаның тақырыбына байланысты ғылыми әдебиеттерге жасалған талдамалық шолудың
нәтижесі Павлодар облысына қарасты Май ауданы аймағында кеңінен таралған саз
балшықты топырағының атаулы қасиеттерге ие екендігін көрсетті. Сондай-ақ, Шығыс
Қазақстан облысының ғалымдары мен мамандары бентонит, каолинит сияқты
минералдардың сорғыштық қабылетінің жоғары дәрежеде екендігін дәлелдеген
Тәжірибелік бөлім
Зертханалық жағдайда тәжірибе Екібастұз жылу электр орталығының ақаба суларында
жүргізілді. Тәжірибе барысында тазалаудың шарттары таңдалды (сорбенттің шығыны,
өңдеу режимі – статикалық, өңдеу уақыты). Үрдісті қадағалау өңделген ағын
құрамындағы қажетті құрауыштың қалдық концентрациясы бойынша жүргізілді
Тазалау үрдісі статикалық жағдайда жүргізілді. Ақаба судың құрамындағы ауыр металдың
(темірдің) мөлшері Фотоколориметрлік әдістерімен анықталды.
Жұмыстың әдістемесі:
Тәжірибе жұмысы модельдік ерітінділер дайындау жолымен жүргізілді. Сорғыш
материалдың ерітіндімен ара қатынасы келесідей тәртіпте орындалды: Массасы 2г сорғыш
үшін сұйықпен ара қатынасы -1:50, массасы 5г сорғыш үшін – 1:20, массасы 10г сорғыш үшін
– 1:10, массасы 20г сорғыш үшін сұйықпен ара қатынасы – 1:5 деңгейінде болды. Лас судың
(сұйықтың) мөлшері - 100мл. Ерітінді 250мл колбада дайындалды. Ерітіндінің қышқылдығы
РН – 5,3 болды. Эксперимент жүргізу реті статикалық режимде орындалды. Сорғыштың
ерітіндіде болу уақыты келесідей аралықта: 1; 3; 6; 24; 48 сағаттық мерзіммен белгіленді.
Колбаның аузы тығынмен жабылып, бөлмелік температурада ұсталды. Жоғарыда
көрсетілген уақыттарға сәйкес тұрақты түрде кезеңдік тәртіппен ерітіндімен сорғыштық
материал ара-тұра шайқалып отырылды. Көрсетілген уақыт өтісімен, колбадағы ерітінді ақ
ленталы сүзгіш арқылы стаканға құйылды. Фильтрат пен лас судың құрамы
фотоколориметрлік әдістеме арқылы анықталды.
Жұмыстың нәтижесі:
Талдама нәтижелері бойынша лас судың тазалану дәрежесі анықталды. Анықтау үшін
жүргізілген есептеу жұмысы келесідей формуланың көмегімен жүзеге асырылды:
Сурет 1. Судың ауыр металдан (темірден) тазалануының пайыздық көрсеткіші (сорбент мөлшері 2г)
Сурет 2. Судың ауыр металдан (темірден) тазалануының пайыздық көрсеткіші (сорбент мөлшері 5г)
Қорытынды
Болашақта жергілікті саз балшықтардың сіңіргіштік қасиеті ақаба суларындағы ауыр металлдан тазартуға қолайлығы анықталса, жұмыстан күтер нәтижеге қолдың жеткені деп білеміз. Келешекте ол балшықты тазарту фильтрінің бір элементі ретінде ұсынуға болады. Оның арты өнеркәсіптік фильтр (сүзгіш) дайындау ісінің тұрғандығын болжайды.Ол дегеніміз инновациялық идеяның жүзеге асу кепілі.
Мұндай инновациялық идеяға барудың ой-түрткісі болған өнеркәсіптік шөгінділерге сүзгіштік қондырғыға қажет минералды жергілікті мекеннен неге іздемеске деген сұрақ болды.
Зерттеу жұмыстарының нәтижелері барлық минералдардың ішінде сазды минералдардың жұтқыштық немесе сорғыштық қабілетінің жоғары болатынын көрсетеді. Оларға- монтмориллонит, каолинит сияқты жоғарыда аталған басқа да өнеркәсіптік өндірістері бар табиғи минералдар жатады. Алайда, бүгінгідей экономикалық жағдайда оларды өндіру, тасымалдау мәселелерін қаржылық мүмкіндіктер көтере алмауы ғажап емес. Сондықтан, мұндай сіңіргіш қабілеті жоғары әрі арзан болатын минералды іздестіру- бүгінгі күннің талабы деуге болады.Өйткені, әрбір экологиялық табиғи ортада мұндай минералдың кездесуі әбден ықтимал. Соның бірі «Май» ауданының аумағындағы саз ақ балшықтың «Курчатов» ғалым-маман дарының назарына ілігуі кездейсоқ емес қой. Сол сияқты, «Екібастұз» қаласының төңірегіндегі саз балшықтың қабілетіне зерттеу жүргізгенде, сазды минералдық жұтқыштық немесе сорғыштық қабілеті бар екендігі анықталды.
Жергілікті материалдан дайындалған сорбенттің суды тазалау дәрежесі 25-75% аралығында болды. Сорбент пен судың жанасу уақыттарының ішіндегі тиімдісі 48 сағат. Зерттеу нәтижесін қорытындылай келе сорбциялық материал - қосудан алынған сорбенттің тазалау дәрежесі жоғары екендігі кесте және суреттерден байқалады, мұндай сорбентті өндіріс орындарында қолдану тиімді.
Әдебиеттер тізімі:
1.Природные минеральные сорбенты/ под род. Овчаренко В.Д-М.:Наука,1960,371 стр.
2. Челищев Н.Ф и др. Сорбция катионов металлов на природном клиноптиллолите //Изв. АН СССР, Неорганические материалы.-1975,т 11,№8,с1531
3.Челищев Н.Ф и др. Об использовании клиноптиллолита для концентрирования и разделения элементов//Технологические исследования в области редких и рассеяных элементов-м.-ИМГРЭ,1975,26-29
