Влияние основных компонентов на определение концентрации лигнинных веществ

Вместе с тем, стоки ЦБП являются очень сложной многокомпонентной системой, которая содержит в своем составе множество различных органических и неорганических веществ, что и обуславливает трудности, связанные с определением концентрации лигнина (не разделяя предварительно поток на составляющие компоненты). В связи с этим встает задача определения мешающего влияния на точность определения основных групп компонентов, входящих в состав сточных вод. Это прежде всего: фенольные вещества, жирные и смоляные кислоты, спирты, летучие кислоты и др.

Компонентный состав фракции летучих фенолов в процессе очистки сточных вод на Соломбальском ЦБК определяли методом газожидкостной хроматографии. Экспериментальные данные показали, что основным представителем фракции летучих фенолов является гваякол (~90...95%).

Для установления влияния компонентов, присутствующих в стоке, на изменение потенциала цериевой системы были выбраны основные их представители. Эксперименты по определению изменения потенциала медиатора проводили на модельных соединениях в условиях реализации анализа.

В качестве модельных соединений были выбраны следующие вещества: та группы фенолов - гваякол; из летучих кислот - уксусная кислота; метанол; из группы смоляных кислот - абиетиновая кислота, из группы жирных кислот - олеиновая кислота.

Подбор концентраций осуществляли следующим образом: за минимальную концентрацию выбранных веществ для исследований принимали максимально возможную концентрацию, присутствующую в стоке (по литературным данным и по данным производственной лаборатории цеха БОПС Солом-бальского ЦБК). Изменения потенциала цериевой системы при введении модельных веществ и применяемые для исследований концентрации приведены в таблице 5.

 

 

Таблица 5 - Изменение потенциала цериевой системы при указанных концентрациях загрязняющих веществ и дистиллированной воды

Вещество С, мг/дм3 ,мВ
Вода дистиллированная  
Метанол
Уксусная кислота
Гваякол
Абиетиновая кислота
Олеиновая кислота

Эксперименты показали, что данные вещества, за исключением гваякола, не окисляются цериевой системой, следовательно, можно предположить, что они не вносят вклад в изменение потенциала при определении лигнинных веществ. Для подтверждения полученного факта увеличивали реально присутствующую концентрацию еще в несколько раз. График зависимости изменения потенциала от концентрации модельных веществ "загрязнителей" приведен на рисунке 5.

Рисунок 5 - Изменение потенциала цериевой системы

Результаты эксперимента, представленные на рисунке 5, подтвердили предположение о том, что из всех веществ, реально присутствующих в сточной воде может оказывать влияние на изменение потенциала ОВС только гваякол. Однако, учитывая разность в концентрациях лигнинных веществ (100...400 мг/дм3) и гваякола (0,8. ..4 мг/дм3), присутствующих в сточной воде, можно сделать заключение, что фенольные вещества будут вносить вклад в изменение потенциала медиатора в пределах погрешности метода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На примере органической окислительно-восстановительной пары гидрохинон-хинон показано, что «эффективный» потенциал, являющийся критерием реакционной способности родственных лигнину соединений, по своему термодинамическому смыслу тождественен стандартному окислительно-восстановительному потенциалу.

2. Установлено, что в процессе биологической очистки величина «эффективного» потенциала лигнинных веществ увеличивается на 26 мВ, что свидетельствует о различной активности данных компонентов в редокс-заимодействиях

3. Показано, что при разработке корректного способа определения лигнинных компонентов, основанного на характеристике окислительно-восстановительных свойств по величине 02* необходим учет данного параметра в конкретных точках аналитического контроля

4. Определена возможность применения медиатора на основе сульфатов церия (1П, IV) для определения содержания лигнинных веществ. Показано, что в выбранном интервале концентраций зависимость изменения потенциала от содержания лигнинных веществ графически характеризуется прямой линией с высоким коэффициентом корреляции (г = 0,99)

5. Показано, что оптимальными условиями применения медиатора на основе сульфатов церия для определения концентрации лигнинных веществ в сточных водах являются: соотношение Се4+ Се3+ =100 1, СCe4+= 0,001 моль/дм3; раствор медиатора приготовлен на 0,25 моль/л H2 SO4

6. Разработан способ определения концентрации лигнинных веществ в сточных водах ЦБП, определена относительная погрешность данного способа, которая составила 10% Установлено, что сопутствующие вещества, присутствующие в сточной воде, вносят вклад в изменение потенциала в пределах погрешности метода

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1 Айзенштадт, А М Анализ компонентного состава фракции летучих фенолов сточных вод предприятий ЦБП методом газожидкостной хроматографии [Текст] / А М Айзенштадт, М. В Богданов, К Г Боголицын, А А Абросимова [и др ] // Целлюлоза Бумага. Картон. - 2004 - №9 - С 78

2. Абросимова, А А Оценка изменения реакционной способности лигнинных веществ в процессе биологической очистки сточных вод [Текст] / А А Абросимова, А М Айзенштадт, М В Богданов // Матер межд конф «Физикохимия лигнина», Архангельск, 3-6 июля 2005 г - Архангельск- Изд-во АГТУ -2005 - С. 125-128

4 Абросимова, А А Разработка оксредметрического способа определения лигнинных веществ в сточных водах сульфат-целлюлозного производства [Текст] / А. А Абросимова // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов- сборник научных трудов — Архангельск Изд-воАГТУ -2006.-С 8-12.

5 Айзенштадт, А М.К вопросу об эффективном потенциале родственных лигнину фенолов [Текст] / А. М Айзенштадт, М. В Богданов, К. Г. Бо-голицын, А. А. Абросимова // Лесной журнал - 2006.- №3. - С 91-97 - (Изв. высш. учеб. заведений).

6 Шинкарук, А А. Использование оксредметрии для аналитического контроля сточных вод ЦБП [Текст] / А А. Шинкарук, А. М. Айзенштадт, М В Богданов // Матер II межд конф. «Физикохимия лигнина», Архангельск, 3-6 июля 2007 г - Архангельск- Изд-во АГТУ - 2007 - С 77-80