Снижение концентрации ионов Са2+ в воде ультра- и нанофильтрационными керамическими мембранами

Определены основные закономерности процессов очистки воды от ионов Са2+ ультра- и нанофильтрационными керамическими мембранами, в частности влияния рабочего давления, продолжительности экспериментов, концентрации ионов Са2+ в исходном растворе и его температуры на снижение содержания этих ионов в фильтрате. Процесс очистки модельного раствора СаСl2 осуществляли на опытной баромембранной установке с применением ультра- и нанофильтрационных трубчатых мембран из оксидной керамики (производство Германии). По результатам экспериментов были рассчитаны разделительные характеристики керамических мембран: коэффициент задержки R (%) ионов Са2+ и удельная производительность Jv (м3/(м2ч) мембраны. Установлено, что процессы очистки воды от ионов Са2+ ультра- и нанофильтрационной керамическими мембранами целесообразно осуществлять при давлении соответственно 0,6 и 1,0 МПа. Исследовано, что для таких мембран с увеличением концентрации ионов Са2+ соответственно до 90,0 и 120,0 мг/дм3 значение коэффициента задержки этих ионов уменьшалось до 22,2 и 83,33 %. При этом удельная производительность мембран почти не изменялась. Снижение температуры исходного раствора СаСl2 привело к уменьшению удельной производительности мембраны, что связано с уменьшением вязкости раствора, практически не влияя на степень его очистки от ионов Са2+. Сделан вывод, что проведенные исследования свидетельствуют о высокой эффективности очистки воды от ионов Са2+ керамическими нанофильтрационными мембранами по сравнению с ультрафильтрационными. На основе полученных результатов предложено использовать керамические нанофильтрационные мембраны на первой стадии снижения жесткости воды, например перед ионным обменом для обеспечения паровых котлов ТЭЦ, подпитки теплосетей и бойлеров.

Год издания: 
2014
Номер: 
3
УДК: 
628.1.033+66.067.124
С. 107–110., Іл. 3. Табл. 1. Бібліогр.: 12 назв.
Литература: 

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.

Транслитерированый список литературы: 

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.

Полнотекстовый документSize
2014-3-17.pdf228.44 KB