zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



ІОНООБМІННА СТАБІЛІЗАЦІЯ ВОДИ В ПРОЦЕСАХ НАНОФІЛЬТРУВАННЯ

 

Твердохліб М.М., Гомеля М.Д.

Украина, г. Киев,

Национальный Технический Университет Украины

«Киевский Политехнический Институт»

 

Аbstract: It is established that the application of weakly acidic cation in acidic form (for example Dowex-3 MAS) under the pretreatment of water can reach its full stability to the carbonate sediments in baromembrannyh process of purification by partial softening and removal of carbonate anions.

Кeywords: Ion exchange, permiat , concentrate, regeneration, regeneration solutions.

 

На сьогодні наряду з іншими проблемами забруднення водних об’єктів досить гостро стоїть проблема різкого підвищення рівня мінералізації води в поверхневих водоймах. Ця тенденція досить чітко виражена в промислових густонаселених регіонах. Значною мірою раціональне використання води в промисловості та енергетиці залежить від ефективності підготовки води. Використання природної води без попереднього кондиціонування в системах охолодження призводить до передчасного виходу з ладу теплообмінників, конденсаторів, трубопроводів через накипоутворення та осадковідкладення. У разі неефективного реагентного пом’якшення води, яка подається на іонообмінні установки пом’якшення та знесолення води, зростає навантаження на іонообмінні фільтри, різко підвищується витрата реагентів на регенерацію іонообмінних смол та значно зростають об’єми рідких відходів.

 До високоефективних методів знесолення води, які все ширше застосовуються як в промисловості, так і в комунальних господарствах можна віднести баромембранні процеси, такі як зворотній осмос та нанофільтрування. Однією із складних проблем нанофільтраційного та зворотньоосмотичного очищення води є її якісна підготовка перед подачею на мембранні фільтри. Наряду з ефективним освітленням і знебарвленням води гостро стоїть проблема її стабілізації щодо осадо відкладень на мембранах, які, як правило, обумовлені карбонатною жорсткістю води. Головною причиною осадкоутворення є відкладення карбонату кальцію при перевищенні допустимого вмісту карбонатів та іонів кальцію в концентратах. При опрісненні води з високою жорсткістю в передмембранному просторі концентрація солей жорсткості зростає пропорційно ступеню відбору перміату. Тому для підвищення виходу очищенної води необхідно застосовувати антискланти, дія яких обмежена, або знижувати жорсткість та лужність води.

Одним із перспективних напрямків стабілізаційної обробки води є її іонообмінне пом’якшення. При пропусканні води через слабокислотний катіоніт в кислій формі відбувається не лише її часткове пом’якшення, але й повне вилучення гідрокарбонат–іонів (лужність знижується до нуля) за рахунок часткового підкислення. В Na+ формі іоніт також ефективно сорбує іони жорсткості, але при цьому в воді утворюється гідрокарбонат натрію, що обумовлює підвищення рН середовища та високі значення лужності, а значить низьку стабільність до осадо відкладень.

При фільтруванні водопровідної води через слабокислотний катіоніт Dowex MAС-3 в кислій формі, в основному, сорбуються іони кальцію і дуже мало іони магнію. Це можна пояснити більшою концентрацією іонів кальцію у воді та більшою селективністю іоніту по кальцію, в порівнянні з магнієм. Обмінна ємність іоніту по магнію досягла лише 214 мг-екв/дм3, тоді які по іонах кальцію була на рівні 2502,5 мг-екв/дм3. В разі, коли відбувається підготовка питної води і залишкова жорсткість води після нанофільтрації чи зворотнього осмосу зменшується нижче допустимого рівня, то для корекції води її доцільно пропускати через іоніт в Са2+ (Mg2+)-формі. В даному випадку жорсткість води було підвищено до 1,25–2,5 мг-екв/дм3 при рН середовища 6,97–7,30.

В подальших дослідженнях водопровідну воду після катіонування на катіоніті Dowex MAС-3 в кислій формі доочищували нанофільтруванням на нанофільтраційній установці. Перміат пропускали через даний катіоніт в Са2+–, Mg2+або Na+формі. Про ефективність такої обробки води можна судити по результатах, приведених нижче.

 

Таблиця 1

Зміна характеристик води (Ж=4,0 мг-екв/дм3, [Са2+]=2,90 мг-екв/дм3, [Mg2+]=1,10 мг-екв/дм3, Л=3,95 мг–екв/дм3, рН=7,40) при послідовній її обробці на Н+-катіонному фільтрі Dowex MAС-3 при нанофільтруванні та повторному фільтруванні перміату через даний катіоніт в Са2+-, Мg2+-формі

Стадія обробки

Характеристики води

ОДЄ,

г-екв/дм3

Z, %

Жорсткість

Са2+

Mg2+

Лужність

рН

пов.

pоб.

мг-екв/дм3

Н+-катіонування

(Dowex MAС-3 в Н+-формі)

1,15

0,28

0,87

0,00

4,35

3950

3135

Нанофіль-трування

перміат

0,37

0,12

0,25

0,12

5,32

концетрат

7,92

1,57

6,35

-

3,58

Катіонування перміату

(Dowex MAС-3 в

Са2+-, Мg2+-формі)

1,70

1,26

0,44

1,65

7,20

28,4

Катіонування перміату

(Dowex MAС-3 в +-формі)

0,00

0,00

0,00

1,67

7,3

30,5

 

Як видно з таблиці, при пропусканні води через кислий катіоніт лужність води знизилась до нуля, що свідчить про повне видалення карбонатів та гідрокарбонатів з води. При цьому рН води знизився до 4,35, а жорсткість – до 1,15 мг-екв/ дм3 при залишковому вмісті іонів кальцію 0,28 мг-екв/дм3. Це дозволило досягти виходу перміату на рівні 90 % без будь-якого ризику осадковідкладень на мембрані. Для корегування рН питної води можна використовувати відпрацьований катіоніт в Са2+-, Мg2+-формі. При фільтруванні води через даний катіоніт рН води зростав до 7,2, а лужність сягала 1,7 мг-екв/дм3, що відповідає вимогам до якості питної води. Для промислових вод можна використовувати іоніт в Na+-формі. Результати аналогічні до попередніх, за винятком того, що жорсткість води знижувалась до нуля, при цьому лужність зростала до 1,67 мг-екв/дм3, а рН до 7,3.

Головною проблемою яка може перешкоджати впровадженню процесу стабілізації води на слабо кислотному катіоніті в кислій формі є регенерація катіоніту кислотою та утилізація кислих розчинів. Тому були проведені дослідження процесів регенерації іоніту розчинами соляної кислоти. В процесі чого було встановлено, що катіоніт Dowex MAC-3 легко регенерується розчинами соляної кислоти з концентраціями від 1 до 5%. Просто при зниженні кислотності регенераційного розчину зростає його питома витрата реагенту. Іншим важливим аспектом є те, що значна частина відпрацьованих регенераційних розчинів мала нейтральну реакцію середовища. Для 1 % кислоти при досягненні ступеню регенерації 87 %. Для 2 % ступінь регенерації 85 %, для 3% - 63 %, для 5 % кислоти ступінь регенерації 62 %.

Для регенерації катіоніту в Са2+, Mg2+ - формі використовували також сірчану кислоту в концентрації 1 -; 2 - та 3%. Як і в попередньому випадку десорбція проходила досить ефективно. Проте при використанні 3% кислоти із регенераційних розчинів випадав сульфат кальцію, що не дало можливості правильно оцінити ступінь регенерації іоніту. Насправді в усіх трьох випадках було проведено повне відновлення ємності іоніту, що підтверджено повторною сорбцією.

Відомо, що сильнокислотні катіоніти, включаючи КУ-2-8, легко регенеруються розчинами хлориду натрію. Значно гірше проходить проходить регенерація слабокислотних іонітів в Са2+-, Mg2+-формі розчинами хлориду натрію . Проте при пропусканні модельнлго розчину морської води, обробленої на слабокислотному катіоніті Dowex MAС-3 в кислій формі, через даний катіоніт в Са2+-, Mg2+-формі спостерігалась певна десорбція іонів жорсткості. Обумовлено це витісненням із іоніту іонів кальцію та магнію іонами натрію, що присутні в значній концентрації у воді. При пропусканні водопровідної води, попередньо обробленої на слабокислотному катіоніті в кислій формі десорбція іонів жорсткості відбувалась значно гірше. Для уточнення взаємного впливу кислоти та хлориду натрію на ефективність десорбції іонів жорсткості через катіоніт Dowex MAС-3 в Са2+-формі пропускали модельний розчин, що містив 5 % хлориду натрію при кислотності 5 мг-екв/дм3 . Ступінь регенерації при використанні розчину хлориду натрію мало відрізнявся від отриманого в разі використання підкисленого розчину хлориду натрію.

Таким чином, з приведених даних видно, що іонообмінним методам можна ефективно стабілізувати воду, щодо осадковідкладень перед мембранними фільтрами. При чому в процесі регенерації іоніту можна досягти високої ефективності та отримати нейтральні регенераційні розчини, що є великою перевагою перед іншими методами.

Литература

1.     Беличенко Ю.П. Замкнутые системы водообеспечения химических производств – М.: Химия, 1990.

2.     Волжинский А.В., Константинов В.А. Регенерация ионитов: Теория процесса и расчет аппаратов. – Л.:Химия, 1990.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info