Удаление фосфатов из водных растворов с помощью статической сорбции на золошлаковом сорбенте. анализ коэффициентов распределения на основе изотерм адсорбции

Проведены экспериментальные исследования статической сорбции в системе фосфаты – сорбент при дозах сорбента 1, 2 и 5 г в диапазоне начальных концентраций фосфатов в растворе от 2 до 5000 мг/дм³. В качестве сорбента исследован прокаленный сорбент на основе золошлаковых отходов теплоэнергетики. Исследования проведены на частоте вращения магнитной мешалки 200 об./мин при водородном показателе рН 7 и времени сорбции 120 мин, найденным в результате оптимизации. Температура при проведении экспериментальных исследований составляла 25±2°C. Выявлено наличие максимума коэффициента распределения K_d и эффективности очистки. Полученные данные обработаны двухпараметрическими изотермами адсорбции Ленгмюра, Фрейндлиха, Еловича, Темкина и Дубинина–Радушкевича. Методом линеаризации определены константы изотерм адсорбции. Приведено сравнение расчетных и экспериментальных данных. Выполнен теоретический анализ изотерм адсорбции для описания зависимости коэффициента распределения K_d от начальной C₀ и равновесной C_e концентраций адсорбтива в растворе. Для изотерм Ленгмюра, Фрейндлиха и Еловича функции K_d = f(C_e) и K_d = f(C₀) являются монотонно убывающими во всем диапазоне изменения адсорбтива в растворе. Для изотерм Темкина и Дубинина–Радушкевича производная функции dK_d /dC_e меняет свой знак с плюса на минус, что является достаточным условием существования максимума функции. Функции K_d = f(C_e) и K_d = f(C₀) имеют максимум при небольших концентрациях C_e. Качественное описание экспериментальных данных максимума коэффициента распределения K_d получено с использованием изотерм Темкина и Дубинина–Радушкевича. Адекватное количественное описание экспериментальных данных максимума функции K_d = f(C₀) получено с использованием изотермы Темкина при дозе сорбента 1 г, а при дозе сорбента 2 г – по изотерме Дубинина–Радушкевича. Изотермы Темкина и Дубинина–Радушкевича применены для описания коэффициента распределения K_d = f(C_e) в системе ионы аммония – сорбент. Выявлен максимум функции при малых концентрациях ионов аммония в растворе, сравнение расчетных и экспериментальных данных показало качественное согласование теории и эксперимента.