Зниження концентрації іонів Са2+ у воді ультра- і нанофільтраційними керамічними мембранами

Визначено основні закономірності процесів очищення води від іонів Са2+ ультра- і нанофільтраційними керамічними мембранами, зокрема впливу робочого тиску, тривалості експериментів, концентрації іонів Са2+ у вихідному розчині та його температури на зниження вмісту цих іонів у фільтраті. Процес очищення модельного розчину СаСl2 здійснювали на дослідній баромембранній установці із застосовуванням ультра- і нанофільтраційних трубчастих мембран з оксидної кераміки (виробництво Німеччини). За результатами експериментів розраховано розділові характеристики керамічних мембран: коефіцієнт затримки R (%) іонів Са2+ і питома продуктивність Jv (м3/(м2.год) мембрани. Встановлено, що процеси очищення води від іонів Са2+ ультра- та нанофільтраційною керамічними мембранами доцільно здійснювати при тиску відповідно 0,6 і 1,0 МПа. Досліджено, що для таких мембран зі збільшенням концентрації іонів Са2+ відповідно до 90,0 і 120,0 мг/дм3 значення коефіцієнта затримання цих іонів зменшувалося до 22,2 і 83,33 %. При цьому питома продуктивність мембран майже не змінювалася. Зниження температури вихідного розчину СаСl2 призвело до зменшення питомої продуктивності мембрани, що пов’язано зі зменшенням густини розчину, практично не впливаючи на ступінь його очищення від іонів Са2+. Зроблено висновок, що проведені дослідження свідчать про високу ефективність очищення води від іонів Са2+ керамічними нанофільтраційними мембранами порівняно з ультрафільтраційними. На основі одержаних результатів запропоновано використовувати керамічні нанофільтраційні мембрани на першій стадії зменшення твердості води, наприклад перед іонним обміном для забезпечення нею парових котлів ТЕЦ, підживлення тепломереж і бойлерів.

Рік видання: 
2014
Номер: 
3
УДК: 
628.1.033+66.067.124
С. 107–110., Іл. 3. Табл. 1. Бібліогр.: 12 назв.
Література: 

1. Гончарук В.В. Наука о воде. — К.: Наук. думка, 2010. — 512 с.
2. Гончарук В.В. Концепция выбора перечня показателей и их нормативных значений для определения гигиенических требований и контроля за качеством питьевой воды в Украине // Хим. и технол. воды. — 2008. — Спец. выпуск, ч. II. — С. 52—111.
3. Первов А.Г. Современные высокоэффективные технологии очистки питьевой и технической воды с применением мембран: обратный осмос, нанофильтрация, ультрафильтрация. — М.: МГСУ, 2009. — 232 с.
4. Первов А.Г., Бондаренко В.И., Жабин Г.Г. Применение комбинированных систем обратного осмоса и ионного обмена для подготовки питательной воды паровых котлов // Энергосбер. и водоподготовка. — 2004. — № 5. — С. 25—28.
5. Экологические аспекты современных технологий охраны водной среды / Под ред. В.В. Гончарука. — К.: Наук. думка, 2005. — 400 с.
6. V.V. Goncharuk et al., “Watertreatment by baromembrane methods on ceramic membranes”, J. Water Chem. and Technol., vol. 31, no. 6, pp. 688—702, 2009.
7. Перспективы развития фундаментальных и прикладных исследований в области физики, химии и биологии воды / Под ред. В.В. Гончарука. — К.: Наук. думка, 2011. — 408 с.
8. Новиков Ю.В., Ласточкина К.О., Болдина З.Н. Методы исследования качества воды водоемов. — М.: Медицина, 1990. — 400 с.
9. T.Yu. Dulneva et al., “Сleaning of waste water from direct dyes by the ultra- and nanofiltration ceramic membranes”, J. Water Chem. and Technol., vol. 35, no. 4, pp. 298—306, 2013.
10. Кочаров Р.Г. Теоретические основы обратного осмоса. — М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. — 144 с.
11. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчеты. — М.: Химия, 1986. — 272 с.
12. F.A.G. Mattheus et al., “Effect of feed temperature and flow rate on permeate flux in spiral wound reverse osmosis systems”, Desalination, vol. 144, pp. 367—372, 2002.

Список літератури у транслітерації: 

1. Goncharuk V.V. Nauka o vode. – K.: Nauk. dumka, 2010. – 512 s.
2. Goncharuk V.V. Kont͡sept͡sii͡a vybora perechni͡a pokazateleĭ i ikh normativnykh znacheniĭ dli͡a opredelenii͡a gigienicheskikh trebovaniĭ i kontroli͡a za kachestvom pit'evoĭ vody v Ukraine // Khim. i tekhnol. vody. – 2008. – Spet͡s. vypusk, ch. II. – S. 52–111.
3. Pervov A.G. Sovremennye vysokoėffektivnye tekhnologii ochistki pit'evoĭ i tekhnicheskoĭ vody s primeneniem membran: obratnyĭ osmos, nanofil'trat͡sii͡a, ul'trafil'trat͡sii͡a. – M.: MGSU, 2009. – 232 s.
4. Pervov A.G., Bondarenko V.I., Zhabin G.G. Primenenie kombinirovannykh sistem obratnogo osmosa i ionnogo obmena dli͡a podgotovki pitatel'noĭ vody parovykh kotlov // Ėnergosber. i vodopodgotovka. – 2004. – # 5. – S. 25–28.
5. Ėkologicheskie aspekty sovremennykh tekhnologiĭ okhrany vodnoĭ sredy / Pod red. V.V. Goncharuka. – K.: Nauk. dumka, 2005. – 400 s.
6. V.V. Goncharuk et al., “Watertreatment by baromembrane methods on ceramic membranes”, J. Water Chem. and Technol., vol. 31, no. 6, pp. 688–702, 2009.
7. Perspektivy razvitii͡a fundamental'nykh i prikladnykh issledovaniĭ v oblasti fiziki, khimii i biologii vody / Pod red. V.V. Goncharuka. – K.: Nauk. dumka, 2011. – 408 s.
8. Novikov I͡U.V., Lastochkina K.O., Boldina Z.N. Metody issledovanii͡a kachestva vody vodoemov. – M.: Medit͡sina, 1990. – 400 s.
9. T.Yu. Dulneva et al., “Сleaning of waste water from direct dyes by the ultra- and nanofiltration ceramic membranes”, J. Water Chem. and Technol., vol. 35, no. 4, pp. 298–306, 2013.
10. Kocharov R.G. Teoreticheskie osnovy obratnogo osmosa. – M.: RKhTU im. D.I. Mendeleeva, 2007. – 144 s.
11. Dytnerskiĭ I͡U.I. Baromembrannye prot͡sessy. Teorii͡a i raschety. – M.: Khimii͡a, 1986. – 272 s.
12. F.A.G. Mattheus et al., “Effect of feed temperature and flow rate on permeate flux in spiral wound reverse osmosis systems”, Desalination, vol. 144, pp. 367–372, 2002.

Текст статтіРозмір
2014-3-17.pdf228.44 КБ