МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ (КОЛОНОЧНОЙ) АДСОРБЦИИ И КРИВЫХ НАСЫЩЕНИЯ В СЛОЕ ОРГАНОБЕНТОНИТА

Аннотация

В данной статье исследованы процессы динамической адсорбции нефтепродуктов на органобентонитовом адсорбенте с целью эффективной очистки водных сред от нефтяных загрязнений. Экспериментальные исследования проводились в условиях непрерывной работы адсорбционной колонки. Комплексно изучено влияние основных технологических параметров, включая высоту слоя адсорбента, объемный расход фильтруемой жидкости и начальную концентрацию нефтепродуктов, на характер кривых проскока (breakthrough curves) и эффективность процесса адсорбции. На основе полученных экспериментальных данных были построены кривые насыщения и проведен анализ кинетики массопереноса в адсорбционном слое. Для математического описания процесса и прогнозирования эксплуатационных характеристик колонки использованы модели Thomas, Yoon – Nelson, Adams –Bohart и BDST (Bed Depth Service Time). Применение указанных моделей позволило определить динамическую адсорбционную емкость органобентонита, продолжительность эффективной работы слоя и оптимальные условия эксплуатации адсорбционной системы. Результаты исследований показали, что увеличение высоты адсорбционного слоя способствует продлению времени проскока и повышению эффективности удаления нефтепродуктов, тогда как увеличение объемного расхода приводит к сокращению времени контакта и снижению степени очистки.

Ключевые слова

Литература

1. Metcalf & Eddy. Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery. 5th Edition. McGraw-Hill.
2. U.S. EPA – Petroleum Refining Effluent Guidelines
3. Crittenden J.C. et al. Water Treatment: Principles and Design. 3rd Edition.
4. El-Naas M.H., Alhaija M.A., Al-Zuhair S. Evaluation of an activated carbon packed bed for the adsorption of phenols from petroleum refinery wastewater. Chemical Engineering Journal.
5. Bansal R.C., Goyal M. Activated Carbon Adsorption. CRC Press.
6. Belat B., Veli S., Isgoren M. (2022). Modeling of linear alkyl benzene sulphonic acid removal from aqueous solution with fixed bed adsorption column: Thomas and Yoon – Nelson methods. DOI: 10.1002/jctb.7048.
7. Chu K.H., Hashim M.A. (2024). Comparing different versions of the Yoon – Nelson model... DOI: 10.1007/s11356-024-32450-7.
8. El-Naas M.H. et al. Evaluation of an activated carbon packed bed for the adsorption of phenols from petroleum refinery wastewater.
9. Li Y. et al. Fixed Bed Adsorption Study on Phosphate Removal Using Nanosized FeOOH- Modified Anion Resin. DOI: 10.1155/2013/736275.
10. Novel combinatorial extensions to breakthrough curve modeling of an adsorption column. DOI: 10.1016/j.jiec.2020.03.015.
11. Crittenden J.C., Trussell R.R., et al. Water Treatment: Principles and Design. Wiley, 2012.
12. Thomas H.C. (1944). Heterogeneous Ion Exchange in a Flowing System. Journal of the American Chemical Society, 66, 1664 – 1666.
13. Yoon Y.H., Nelson J.H. (1984). Application of Gas Adsorption Kinetics. American Industrial Hygiene Association Journal, 45, 509 – 516.
14. Hutchins R.A. (1973). New Simplified Design of Activated Carbon Systems. American Water Works Association.
15. Bansal R.C., Goyal M. Activated Carbon Adsorption. CRC Press, 2005.
16. Ruthven D.M. Principles of Adsorption and Adsorption Processes. Wiley, 1984.