Исследование процессов ионообменного обессоливания высокоминерализованных вод

Исследованы процессы ионообменного извлечения из воды сульфатов и хлоридов с одновременным умягчением растворов с повышенными уровнями минерализации и жесткости на высокоосновном анионите АВ-17-8. Ионообменный метод очистки основан на использовании высокоосновного анионита в ОН⁻-форме в динамичес...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Энерготехнологии и ресурсосбережение
Дата:	2014
Автори:	Гомеля, Н.Д., Трус, И.Н., Петриченко, А.И.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут газу НАН України 2014
Теми:	Охрана окружающей среды
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127281
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Исследование процессов ионообменного обессоливания высокоминерализованных вод / Н.Д. Гомеля, И.Н. Трус, А.И. Петриченко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2014. — № 2. — С. 47-51. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127281
record_format	dspace
spelling	Гомеля, Н.Д. Трус, И.Н. Петриченко, А.И. 2017-12-16T20:09:59Z 2017-12-16T20:09:59Z 2014 Исследование процессов ионообменного обессоливания высокоминерализованных вод / Н.Д. Гомеля, И.Н. Трус, А.И. Петриченко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2014. — № 2. — С. 47-51. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127281 621.311.25:543:621.18 Исследованы процессы ионообменного извлечения из воды сульфатов и хлоридов с одновременным умягчением растворов с повышенными уровнями минерализации и жесткости на высокоосновном анионите АВ-17-8. Ионообменный метод очистки основан на использовании высокоосновного анионита в ОН⁻-форме в динамических условиях. Объектом исследований был модельный раствор, близкий по составу к концентрату обратноосмотического обессоливания воды. Установлена зависимость эффективности регенерации от концентрации регенерационного раствора. Определено влияние обработки ультразвуком анионита на процессы сорбции и эффективность регенерации. Полученные данные позволили разработать метод переработки концентратов, основанный на извлечении из них хлоридов и сульфатов на высокоосновном анионите в ОН–-форме при одновременном умягчении растворов. Досліджено процеси іонообмінного вилучення з води сульфатів та хлоридів з одночасним пом’якшенням розчинів з підвищеними рівнями мінералізації та жорсткості на високоосновному аніоніті АВ-17-8. Іонообмінний метод очищення оснований на використанн і високоосновного аніоніту в ОН⁻-формі в динамічних умовах. Об’єктом дослідження був модельний розчин, близький за складом до концентрату зворотньоосмотичного опріснення води. Установлено залежність ефективності регенерації від концентрації регенераційного розчину. Визначено вплив обробки ультразвуком аніоніту на процеси сорбції та ефективність регенерації. Отримані дані дають змогу розробити метод переробки концентратів, оснований на вилученні з них хлоридів та сульфатів на високоосновному аніоніті в ОН–-формі при одночасному пом’якшенні розчинів. The authors researches processes of ion-exchange removing of sulfates and chlorides from water with simultaneously mitigation of solutions with increased mineralization and hardness level on AV-17-8. An ion-exchange method of water treatment based on using high-basic anion exchange resin in ОН⁻-form in dynamic conditions. The object of this research was solution, which have composition that is similar to the composition of reverse osmosis concentrates from water desalination. Established the dependence of ultrasound processing of anion exchange resin on the sorption process and regeneration efficiency. Received dates allows to development the method of concentrates treatment, which is based on chlorides and sulfates removing on in ÎÍ–-form with simultaneously solutions mitigation. ru Інститут газу НАН України Энерготехнологии и ресурсосбережение Охрана окружающей среды Исследование процессов ионообменного обессоливания высокоминерализованных вод Дослідження процесів іонообмінного знесолення високомінералізованих вод The Research of Ion-Exchange Desalination Processes of High-Mineralized Water Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Исследование процессов ионообменного обессоливания высокоминерализованных вод
spellingShingle	Исследование процессов ионообменного обессоливания высокоминерализованных вод Гомеля, Н.Д. Трус, И.Н. Петриченко, А.И. Охрана окружающей среды
title_short	Исследование процессов ионообменного обессоливания высокоминерализованных вод
title_full	Исследование процессов ионообменного обессоливания высокоминерализованных вод
title_fullStr	Исследование процессов ионообменного обессоливания высокоминерализованных вод
title_full_unstemmed	Исследование процессов ионообменного обессоливания высокоминерализованных вод
title_sort	исследование процессов ионообменного обессоливания высокоминерализованных вод
author	Гомеля, Н.Д. Трус, И.Н. Петриченко, А.И.
author_facet	Гомеля, Н.Д. Трус, И.Н. Петриченко, А.И.
topic	Охрана окружающей среды
topic_facet	Охрана окружающей среды
publishDate	2014
language	Russian
container_title	Энерготехнологии и ресурсосбережение
publisher	Інститут газу НАН України
format	Article
title_alt	Дослідження процесів іонообмінного знесолення високомінералізованих вод The Research of Ion-Exchange Desalination Processes of High-Mineralized Water
description	Исследованы процессы ионообменного извлечения из воды сульфатов и хлоридов с одновременным умягчением растворов с повышенными уровнями минерализации и жесткости на высокоосновном анионите АВ-17-8. Ионообменный метод очистки основан на использовании высокоосновного анионита в ОН⁻-форме в динамических условиях. Объектом исследований был модельный раствор, близкий по составу к концентрату обратноосмотического обессоливания воды. Установлена зависимость эффективности регенерации от концентрации регенерационного раствора. Определено влияние обработки ультразвуком анионита на процессы сорбции и эффективность регенерации. Полученные данные позволили разработать метод переработки концентратов, основанный на извлечении из них хлоридов и сульфатов на высокоосновном анионите в ОН–-форме при одновременном умягчении растворов. Досліджено процеси іонообмінного вилучення з води сульфатів та хлоридів з одночасним пом’якшенням розчинів з підвищеними рівнями мінералізації та жорсткості на високоосновному аніоніті АВ-17-8. Іонообмінний метод очищення оснований на використанн і високоосновного аніоніту в ОН⁻-формі в динамічних умовах. Об’єктом дослідження був модельний розчин, близький за складом до концентрату зворотньоосмотичного опріснення води. Установлено залежність ефективності регенерації від концентрації регенераційного розчину. Визначено вплив обробки ультразвуком аніоніту на процеси сорбції та ефективність регенерації. Отримані дані дають змогу розробити метод переробки концентратів, оснований на вилученні з них хлоридів та сульфатів на високоосновному аніоніті в ОН–-формі при одночасному пом’якшенні розчинів. The authors researches processes of ion-exchange removing of sulfates and chlorides from water with simultaneously mitigation of solutions with increased mineralization and hardness level on AV-17-8. An ion-exchange method of water treatment based on using high-basic anion exchange resin in ОН⁻-form in dynamic conditions. The object of this research was solution, which have composition that is similar to the composition of reverse osmosis concentrates from water desalination. Established the dependence of ultrasound processing of anion exchange resin on the sorption process and regeneration efficiency. Received dates allows to development the method of concentrates treatment, which is based on chlorides and sulfates removing on in ÎÍ–-form with simultaneously solutions mitigation.
issn	0235-3482
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127281
citation_txt	Исследование процессов ионообменного обессоливания высокоминерализованных вод / Н.Д. Гомеля, И.Н. Трус, А.И. Петриченко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2014. — № 2. — С. 47-51. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT gomelând issledovanieprocessovionoobmennogoobessolivaniâvysokomineralizovannyhvod AT trusin issledovanieprocessovionoobmennogoobessolivaniâvysokomineralizovannyhvod AT petričenkoai issledovanieprocessovionoobmennogoobessolivaniâvysokomineralizovannyhvod AT gomelând doslídžennâprocesívíonoobmínnogoznesolennâvisokomíneralízovanihvod AT trusin doslídžennâprocesívíonoobmínnogoznesolennâvisokomíneralízovanihvod AT petričenkoai doslídžennâprocesívíonoobmínnogoznesolennâvisokomíneralízovanihvod AT gomelând theresearchofionexchangedesalinationprocessesofhighmineralizedwater AT trusin theresearchofionexchangedesalinationprocessesofhighmineralizedwater AT petričenkoai theresearchofionexchangedesalinationprocessesofhighmineralizedwater
first_indexed	2025-11-26T08:20:23Z
last_indexed	2025-11-26T08:20:23Z
_version_	1850615465055879168
fulltext	Â Óêðàèíå ïðîáëåìà õîçÿéñòâåííî-ïèòüåâî- ãî âîäîïîòðåáëåíèÿ è îõðàíû ïîâåðõíîñòíûõ è ïîäçåìíûõ âîä îò çàãðÿçíåíèÿ ñòî÷íûìè âîäà- ìè äàâíî ñòàëà ïðîáëåìîé ãîñóäàðñòâåííîé âàæíîñòè. Îñîáåííî îñòðî îíà ñòîèò â þæíûõ è þãî-âîñòî÷íûõ îáëàñòÿõ Óêðàèíû, ÷òî ñâÿçàíî ñ óâåëè÷èâàþùèìñÿ äåôèöèòîì ïèòüåâîé âîäû, çàãðÿçíåíèåì îñíîâíûõ èñòî÷íèêîâ öåíòðàëèçî- âàííîãî õîçÿéñòâåííî-ïèòüåâîãî âîäîñíàáæå- íèÿ: ðåê Äíåïð è Ñåâåðñêèé Äîíåö, à òàêæå ïèòüåâûõ è òåõíè÷åñêèõ âîäîõðàíèëèù, ïðàê- òè÷åñêè âñåõ ìàëûõ ðåê Çàïàäíîãî è Öåíòðàëü- íîãî Äîíáàññà. Âîäà ïîñëåäíèõ ñòàíîâèòñÿ íå- ïðèãîäíîé äëÿ íóæä ñåëüñêîãî õîçÿéñòâà è êóëüòóðíî-áûòîâûõ öåëåé èç-çà ïðåâûøåíèÿ óðîâíÿ ìèíåðàëèçàöèè. Íà Äîíáàññå ñëîæèëàñü ïàðàäîêñàëüíàÿ ñèòóàöèÿ: ðåãèîíó íå õâàòàåò ïèòüåâîé âîäû, à øàõòíûå âîäû, êîòîðûå îòâî- äÿòñÿ â áîëüøèõ îáúåìàõ, íå òîëüêî íå èñïîëü- çóþòñÿ äëÿ ïðåîäîëåíèÿ äåôèöèòà âîäû, íî è ïðèâîäÿò ê óõóäøåíèþ êà÷åñòâà âîäû â ïðè- ðîäíûõ âîäîåìàõ, ÷àñòî ÿâëÿþòñÿ ïðè÷èíîé ïîäòîïëåíèÿ íàñåëåííûõ ïóíêòîâ. Ìîæíî ñäå- ëàòü âûâîä, ÷òî ïðàêòè÷åñêè âñå ïîâåðõíîñòíûå âîäîåìû ñòðàíû, à â îòäåëüíûõ ðåãèîíàõ è ïîä- çåìíûå âîäû íå îòâå÷àþò òðåáîâàíèÿì ê èñòî÷- íèêàì ïèòüåâîãî âîäîñíàáæåíèÿ. Â çíà÷èòåëü- íîé ìåðå ýòî îáóñëîâëåíî ïîâûøåíèåì óðîâíÿ ñîëåñîäåðæàíèÿ â âîäå. Íàèáîëåå ðàöèîíàëüíûì ðåøåíèåì ýòîé ïðîáëåìû ÿâëÿåòñÿ ñîçäàíèå ìàëîîòõîäíûõ òåõ- íîëîãèé äåìèíåðàëèçàöèè âîäû, ÷òî ïîçâîëèò ïîâûñèòü ýôôåêòèâíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ìåñòíûõ âîäíûõ ðåñóðñîâ è ðåøèòü ïðîáëåìó îáåñïå÷åíèÿ ïðåäïðèÿòèé è íàñåëåíèÿ êà÷åñòâåííîé âîäîé. Â ïîñëåäíåå âðåìÿ ïðè îïðåñíåíèè âîäû âñå øèðå èñïîëüçóþòñÿ áàðîìåìáðàííûå ïðî- öåññû î÷èñòêè âîäû, ÷òî ïðèâîäèò ê îáðàçîâà- íèþ áîëüøîãî êîëè÷åñòâà êîíöåíòðàòîâ ñ âûñî- êèì ñîäåðæàíèåì èîíîâ æåñòêîñòè, õëîðèäîâ è ñóëüôàòîâ. Ïðèìåíåíèå ðåàãåíòíûõ ìåòîäîâ äëÿ ïåðåðàáîòêè îñëîæíÿåòñÿ âûñîêîé ñòîèìî- ñòüþ âûñîêîîñíîâíûõ àëþìèíèåâûõ êîàãóëÿí- òîâ, ðàñõîä êîòîðûõ â äàííûõ ïðîöåññàõ âåñü- ìà çíà÷èòåëåí. Áîëåå öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçî- âàòü âûñîêîîñíîâíûå àíèîíèòû â îñíîâíîé ôîðìå, ÷òî îáåñïå÷èò èçâëå÷åíèå õëîðèäîâ è ñóëüôàòîâ ñ îäíîâðåìåííûì óìÿã÷åíèåì ðàñòâî- ðîâ. Ïðîöåññû îáåññîëèâàíèÿ è óìÿã÷åíèÿ âîäû ïðè îáðàáîòêå íà àíèîíèòàõ â îñíîâíîé ôîðìå ðàññìîòðåíû â ðàáîòàõ [1–3]. Â ñâÿçè ñ ýòèì öåëüþ ðàáîòû ÿâèëîñü èçó- ÷åíèå ïðîöåññîâ èîíîîáìåííîãî èçâëå÷åíèÿ èç âîäû ñóëüôàòîâ è õëîðèäîâ ñ îäíîâðåìåííûì óìÿã÷åíèåì ðàñòâîðîâ ñ ïîâûøåííûìè óðîâíÿ- ìè ìèíåðàëèçàöèè è æåñòêîñòè. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ÷àñòü Ïðè î÷èñòêå âîäû îò õëîðèäîâ è ñóëüôàòîâ èñïîëüçîâàëè àíèîíèò ÀÂ-17-8 â ÎÍ–-ôîðìå. Ìîäåëüíûé ðàñòâîð èìåë ñîñòàâ, áëèçêèé ê êîíöåíòðàòó îáðàòíîîñìîòè÷åñêîãî îáåññîëèâà- Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2014. ¹ 2 47 � Ãîìåëÿ Í.Ä., Òðóñ È.Í., Ïåòðè÷åíêî À.È., 2014 ÓÄÊ 621.311.25:543:621.18 Ãîìåëÿ Í.Ä., äîêò. òåõí. íàóê, ïðîô., Òðóñ È.Í., àñïèðàíò, Ïåòðè÷åíêî À.È. Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Óêðàèíû «ÊÏÈ» ïð. Ïîáåäû, 37, 03056 Êèåâ, Óêðàèíà, å-mail: m.gomelya@kpi.ua Èññëåäîâàíèå ïðîöåññîâ èîíîîáìåííîãî îáåññîëèâàíèÿ âûñîêîìèíåðàëèçîâàííûõ âîä Èññëåäîâàíû ïðîöåññû èîíîîáìåííîãî èçâëå÷åíèÿ èç âîäû ñóëüôàòîâ è õëîðèäîâ ñ îäíîâðåìåííûì óìÿã÷åíèåì ðàñòâîðîâ ñ ïîâûøåííûìè óðîâíÿìè ìèíåðàëèçàöèè è æåñòêîñòè íà âûñîêîîñíîâíîì àíèîíèòå ÀÂ-17-8. Èîíîîáìåííûé ìåòîä î÷èñòêè îñíî- âàí íà èñïîëüçîâàíèè âûñîêîîñíîâíîãî àíèîíèòà â ÎÍ–-ôîðìå â äèíàìè÷åñêèõ óñëî- âèÿõ. Îáúåêòîì èññëåäîâàíèé áûë ìîäåëüíûé ðàñòâîð, áëèçêèé ïî ñîñòàâó ê êîíöåí- òðàòó îáðàòíîîñìîòè÷åñêîãî îáåññîëèâàíèÿ âîäû. Óñòàíîâëåíà çàâèñèìîñòü ýôôåêòèâ- íîñòè ðåãåíåðàöèè îò êîíöåíòðàöèè ðåãåíåðàöèîííîãî ðàñòâîðà. Îïðåäåëåíî âëèÿíèå îáðàáîòêè óëüòðàçâóêîì àíèîíèòà íà ïðîöåññû ñîðáöèè è ýôôåêòèâíîñòü ðåãåíåðà- öèè. Ïîëó÷åííûå äàííûå ïîçâîëèëè ðàçðàáîòàòü ìåòîä ïåðåðàáîòêè êîíöåíòðàòîâ, îñ- íîâàííûé íà èçâëå÷åíèè èç íèõ õëîðèäîâ è ñóëüôàòîâ íà âûñîêîîñíîâíîì àíèîíèòå â ÎÍ–-ôîðìå ïðè îäíîâðåìåííîì óìÿã÷åíèè ðàñòâîðîâ. Áèáë. 5, ðèñ. 3, òàáë. 1. Êëþ÷åâûå ñëîâà: èîííûé îáìåí, àíèîíèò, ðåãåíåðàöèÿ, õëîðèäû, ñóëüôàòû, óìÿã÷åíèå, óëüòðàçâóê. íèÿ âîäû (Æ = 40,00 ìã-ýêâ/äì3, Ñ(Ñà2+) = 10,75 ìã-ýêâ/äì3, Ñ(Mg2+) = 29,25 ìã-ýêâ/äì3, Ù = 3,70 ìã-ýêâ/äì3, Ñ(SO4 2–) = 30,20 ìã-ýêâ/äì3, Ñ(Ñl–) = 8,50 ìã-ýêâ/äì3, ðÍ 8,89). Äàííûé ðàñ- òâîð ïðîïóñêàëè ÷åðåç àíèîíèò ÀÂ-17-8 â ÎÍ–- ôîðìå îáúåìîì 20 ñì3. Ðàñõîä âîäû ñîñòàâëÿë 10–15 ñì3/ìèí, ïî- ýòîìó ñêîðîñòü ôèëüòðîâàíèÿ ñîñòàâèëà 2,12– 3,18 ì/÷. Ïðîáû îòáèðàëè îáúåìîì ïî 100 ñì3, ïîñëå ÷åãî îòñòàèâàëè 2 ÷ è àíàëèçèðîâàëè íà ñîäåðæàíèå ñóëüôàòîâ, õëîðèäîâ, èîíîâ æåñò- êîñòè, îïðåäåëÿëè ùåëî÷íîñòü è ðÍ. Ïðè ïðîâåäåíèè ðåãåíåðàöèè îòáèðàëè ïðî- áû ïî 20 ñì3. Ðàñõîä ðåãåíåðàöèîííîãî ðàñòâî- ðà ñîñòàâëÿë 1–2 ñì3/ìèí, ñêîðîñòü ôèëüòðî- âàíèÿ — 0,2–0,4 ì/÷. Â êàæäîé ïðîáå îïðåäå- ëÿëè ñîäåðæàíèå ñóëüôàòîâ, õëîðèäîâ è ùå- ëî÷íîñòü. Ñóëüôàòû îïðåäåëÿëè ñïåêòðîôîòîìåòðè÷å- ñêèì ìåòîäîì ñ èîíàìè áàðèÿ, õëîðèäû — àð- ãåíòîìåòðè÷åñêèì ìåòîäîì Ìîðà, æåñòêîñòü (Æ) — ñ ïîìîùüþ òðèëîíîìåòðèè ñ èíäèêàòî- ðîì ýðèîõðîìîì ÷åðíûì, ñîäåðæàíèå êàëüöèÿ — ìåòîäîì òðèëîíîìåòðèè ñ èíäèêàòîðîì ìó- ðåêñèäîì, êîíöåíòðàöèþ ìàãíèÿ ðàññ÷èòûâàëè êàê ðàçíèöó ìåæäó îáùåé æåñòêîñòüþ è ñîäåð- æàíèåì èîíîâ êàëüöèÿ, ùåëî÷íîñòü (Ù) — òèòðèìåòðè÷åñêèì ìåòîäîì â ïðèñóòñòâèè èíäè- êàòîðîâ ôåíîëôòàëåèíà è ìåòèëîðàíæà. Ïîëíóþ îáìåííóþ äèíàìè÷åñêóþ åìêîñòü (ÏÎÄÅ) èîíèòà ðàññ÷èòûâàëè, èñõîäÿ èç ìàñ- ñû ñîðáèðîâàííûõ èîíîâ íà àíèîíèòå: ÏÎÄÅ (C – Ñ ) V V í i 1 n i ï i � � � , (1) ãäå Ñí — íà÷àëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ èîíîâ â ðàñ- òâîðå, ìã-ýêâ/äì3; Ñ³ — êîíöåíòðàöèÿ èîíîâ â i-é ïðîáå ïîñëå ñîðáöèè, ìã-ýêâ/äì3; Vï — îáúåì ïðîáû, ñì3; V³ — îáúåì èîíèòà, ñì3; n — ÷èñëî îòîáðàííûõ ïðîá ðàñòâîðà. Ñòåïåíü ðåãåíåðàöèè èîíèòà ïîñëå ïðîïóñ- êàíèÿ n ïðîá ðåãåíåðàöèîííîãî ðàñòâîðà ðàñ- ñ÷èòûâàëè ïî ôîðìóëå (2) êàê îòíîøåíèå ìàñ- ñû äåñîðáèðîâàííûõ è ñîðáèðîâàííûõ èîíîâ: Z M M n i ä i 1 n c � � �� 100%, (2) ãäå Ì³ ä — êîëè÷åñòâî äåñîðáèðîâàííûõ èîíîâ ñ ³-é ïðîáîé ðåãåíåðàöèîííîãî ðàñòâîðà, ìã-ýêâ; Ìñ — êîëè÷åñòâî ñîðáèðîâàííûõ èîíîâ, ìã-ýêâ. Áûëî ïðîâåäåíî 6 öèêëîâ ñîðáöèé è ðåãå- íåðàöèé, ÷òîáû îöåíèòü ýôôåêòèâíîñòü ïðîöåñ- ñà â ðåàëüíûõ óñëîâèÿõ ïðè áîëüøîì ÷èñëå ôèëüòðîöèêëîâ. Ðåçóëüòàòû è èõ îáñóæäåíèå Öåëåñîîáðàçíîñòü ïðèìåíåíèÿ èîííîãî îá- ìåíà îïðåäåëÿåòñÿ ñîñòàâîì ìèíåðàëèçîâàííûõ âîä è îïòèìàëüíûìè óñëîâèÿìè ïðîâåäåíèÿ ïðîöåññîâ ñîðáöèè èîíîâ, äåñîðáöèè è ïåðåðà- áîòêè ñîðáàòîâ. Ðåçóëüòàòû ïî î÷èñòêå ðàñòâî- ðà ïðè ïåðâîé ñîðáöèè íà àíèîíèòå ÀÂ-17-8 â ÎÍ–-ôîðìå ïðèâåäåíû â òàáëèöå. Èç íåå âèä- íî, ÷òî â ïåðâûõ 400 ìë óäàëîñü äîñòè÷ü ïîë- íîãî èçâëå÷åíèÿ ñóëüôàòîâ ïðè ñíèæåíèè æåñò- êîñòè äî 1,2–2,0 ìã-ýêâ/äì3. Â îòäåëüíûõ ïðî- áàõ ðÍ ïîäûìàåòñÿ äî çíà÷åíèé âûøå 10, íî ïðè îòñòàèâàíèè ðàñòâîðà â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ ñóòîê îòìå÷àåòñÿ ñíèæåíèå ðÍ äî 8,2–8,5. Ïðè èçâëå÷åíèè õëîðèäîâ è ñóëüôàòîâ èç ðàñòâîðà ïðîèñõîäèò èõ çàìåíà íà ãèäðîêñèä- àíèîíû, ÷òî ñïîñîáñòâóåò óìÿã÷åíèþ ðàñòâîðà. Ýôôåêòèâíîñòü ïðîöåññà îáóñëîâëèâàåòñÿ òåì- ïåðàòóðîé, ðÍ ñðåäû è êîíöåíòðàöèåé êàðáîíà- òîâ. Ïðè íèçêîé êîíöåíòðàöèè ïîñëåäíèõ ñâÿ- çûâàíèå èîíîâ êàëüöèÿ ïðîèñõîäèò íåäîñòàòî÷- íî ýôôåêòèâíî. Äàííûå ïðîöåññû îïèñûâàþòñÿ ñëåäóþùèìè ðåàêöèÿìè: 48 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2014. ¹ 2 Çàâèñèìîñòü õàðàêòåðèñòèê ðàñòâîðà îò åãî îáúåìà, ïðîïóùåííîãî ÷åðåç àíèîíèò Vïð , ìë Æ, ìã-ýêâ/äì3 Ñà2+, ìã-ýêâ/äì3 Mg2+, ìã-ýêâ/äì3 Ñl–, ìã-ýêâ/äì3 SO4 2–, ìã-ýêâ/äì3 Ù, ìã-ýêâ/äì3 ðÍ 100 1,20 1,20 0,00 0,00 0,00 3,70 8,89 200 1,50 1,50 0,00 0,10 0,00 10,00 10,17 300 2,00 1,50 0,50 0,10 0,00 10,00 10,3 400 2,00 1,50 0,50 0,10 0,00 9,00 10,62 500 18,00 1,30 16,70 0,12 2,92 5,67 10,21 600 25,00 1,60 23,40 5,01 11,98 4,17 9,45 700 36,50 2,90 33,60 11,09 12,40 4,17 9,00 800 38,00 4,90 33,10 18,39 12,92 3,67 8,76 900 40,00 5,70 34,30 16,99 20,21 3,33 8,69 1000 40,00 6,00 34,00 14,00 20,63 3,40 8,65 Ï-N+(CH3)3OH– + Cl– � � Ï-N+(CH3)3Cl– + OH–; (3) 2 Ï-N+(CH3)3OH– + SO4 2–� � [Ï-N+(CH3)3]SO4 2– + 2OH–; (4) Ca(HCO3)2 + OH– � CaCO3� + + HCO3 – + H2O; (5) Mg2+ + 2 OH– � Mg(OH)2� �� ãäå Ï — ôðàãìåíò ïîëèìåðà ìàòðèöû èîíèòà, ñâÿçàííûé ñ òðèìåòèëàììîíèéíîé ãðóïïîé. Ýôôåêòèâíîñòü ïðîöåññîâ èîíîîáìåííîé î÷èñòêè âîäû îöåíèâàåòñÿ ïî çíà÷åíèÿì îáìåí- íîé åìêîñòè èîíèòà â ïðîöåññå ñîðáöèè. Ñîðá- öèÿ ñóëüôàòîâ è õëîðèäîâ â íà÷àëå ïðîöåññà ïðîèñõîäèò äîñòàòî÷íî ýôôåêòèâíî, ïîñëå ÷åãî ñóëüôàòû íà÷èíàþò âûòåñíÿòü õëîðèäû. Ýòî ñâÿçàíî ñ áîëüøåé ñåëåêòèâíîñòüþ èîíèòà ïî ñóëüôàòàì, ÷åì ïî õëîðèäàì. Ïîýòîìó çíà÷åíèÿ ÏÎÄÅ ïî õëîðèäàì íàìíîãî íèæå è ñîñòàâëÿ- þò 0,023–0,165 ã-ýêâ/äì3, à ïî ñóëüôàòàì — 0,771–1,031 ã-ýêâ/äì3 (ðèñ.1). Ïðè ðåãåíåðàöèè àíèîíèòà ÀÂ-17-8 èñïîëü- çîâàëè ðàñòâîðû ùåëî÷è. Â ïåðâîì öèêëå ðåãåíå- ðàöèè ïðèìåíÿëè ðàñòâîð NaOH êîíöåíòðà- öèåé 0,835 ìîëü/ë, âî âòîðîì — 0,889 ìîëü/ë, ÷òî ïðèâåëî ê ñíèæåíèþ îáìåííîé åìêîñòè ïî õëîðè- äàì è ñóëüôàòàì ïðè âòîðîé è òðåòüåé ñîðáöèè. Â äàëüíåéøèõ èññëåäîâàíèÿõ èñïîëüçîâàëè ðàñ- òâîð NaOH (1 ìîëü/ë), ÷òî ïîçâîëèëî äîñòè÷ü áîëåå ýôôåêòèâíîé î÷èñòêè. Ðåçóëüòàòû ïî ðåãå- íåðàöèè èîíèòà ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ.2. Ïîñêîëüêó îñíîâíóþ ÷àñòü ñîðáèðîâàííûõ èîíîâ ñîñòàâëÿþò ñóëüôàòû, ýôôåêòèâíîñòü ðå- ãåíåðàöèè îïðåäåëÿåòñÿ â îñíîâíîì ýôôåêòèâ- íîñòüþ èõ âûìûâàíèÿ. Îñíîâíàÿ ÷àñòü ñóëüôà- òîâ âûìûâàåòñÿ â ïåðâûõ 5 îáúåìàõ ðåãåíåðàöè- îííîãî ðàñòâîðà íà 1 îáúåì èîíèòà. Ïîñêîëüêó â ïîñëåäóþùåì ðàñòâîðå ñîäåðæèòñÿ íåçíà÷èòåëü- íîå êîëè÷åñòâî ñóëüôàòîâ è õëîðèäîâ, åãî èñ- ïîëüçîâàëè íà ïåðâîì ýòàïå ðåãåíåðàöèè ïîñëå 5-é ñîðáöèè; äàëüíåéøóþ ðåãåíåðàöèþ ïðîâî- äèëè ñâåæèì ðàñòâîðîì NaOH (1 ìîëü/ë). Êàê âèäíî èç ðèñ.3 (êðèâàÿ 5), ýôôåêòèâ- íîñòü èçâëå÷åíèÿ õëîðèäîâ è ñóëüôàòîâ èç ðàñ- òâîðà äîñòèãàåò 100 %. Ýòî ïîçâîëèò ñóùåñòâåí- íî ñíèçèòü ðàñõîä ðåãåíåðàöèîííîãî ðàñòâîðà è ñòîèìîñòü äàííîãî ïðîöåññà. Äàííûå ðåãåíåðà- öèîííûå ðàñòâîðû öåëåñîîáðàçíî ïåðåðàáàòû- âàòü ýëåêòðîäèàëèçîì ïî ìåòîäèêå, êîòîðàÿ ðàññìîòðåíà â ðàáîòàõ [4, 5]. Èññëåäîâàíî âëèÿíèå ïðåäâàðèòåëüíîé îá- ðàáîòêè èîíèòà óëüòðàçâóêîì íà ýôôåêòèâíîñòü ðåãåíåðàöèè è ïðîöåññû ñîðáöèè. Ïîñëå 4-é ñîðáöèè èîíèò îáðàáîòàëè óëüòðàçâóêîì, ÷òî íå ïðèâåëî ê ñóùåñòâåííîìó ïîâûøåíèþ ýôôåê- òèâíîñòè ðåãåíåðàöèè è ñîðáöèè õëîðèäîâ è ñóëüôàòîâ (ðèñ.3, êðèâàÿ 4). Ïîâûøåíèå ýô- ôåêòèâíîñòè ðåãåíåðàöèè áûëî äîñòèãíóòî ïðè óâåëè÷åíèè êîíöåíòðàöèè ðàñòâîðà ùåëî÷è. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2014. ¹ 2 49 Ðèñ.1. Çàâèñèìîñòü ÏÎÄÅ õëîðèäîâ (Cl–), ñóëüôàòîâ (SO4 2–) è ñóììàðíîé (�) îò êîëè÷åñòâà ôèëüòðîöèêëîâ N: 1 — ñîðáöèÿ íà ñâåæåì èîíèòå â ÎÍ–-ôîðìå; 2 — ïîñëå 1-é ðåãåíåðàöèè; 3 — ïîñëå 2-é; 4 — ïîñëå 3-é; 5 — ïîñëå 4-é; 6 — ïîñëå 5-é. Ðèñ.2. Çàâèñèìîñòü êîíöåíòðàöèè õëîðèäîâ (à) è ñóëüôàòîâ (á) îò ðàñõîäà ùåëî÷è ÷åðåç èîíèò ÀÂ-17-8 â Ñl–- è SO4 2–-ôîðìå (Vè = 20 ñì3). Öèêëû ðåãåíåðàöèè ðàñòâîðîì NaOH ñîîòâåòñòâóþò íîìåðàì êðèâûõ, ìîëü/ë: 1-é — 0,835; 2-é — 0,889; 3–6-é —1. Àíèîíèò ÀÂ-17-8 â ÎÍ–-ôîðìå ìîæíî èñ- ïîëüçîâàòü äëÿ èîíîîáìåííîé î÷èñòêè âîäû îò õëîðèäîâ è ñóëüôàòîâ ñ îäíîâðåìåííûì åå óìÿã- ÷åíèåì. Âûâîäû Èçó÷åíû èîíîîáìåííûå ïðîöåññû âûäåëå- íèÿ õëîðèäîâ è ñóëüôàòîâ ñ îäíîâðåìåííûì óìÿã÷åíèåì ðàñòâîðà íà âûñîêîîñíîâíîì àíèî- íèòå â îñíîâíîé ôîðìå. Ïîêàçàíî, ÷òî ïðè ìíîãîêðàòíîì èñïîëüçî- âàíèè âûñîêîîñíîâíîãî àíèîíèòà â ÎÍ–-ôîðìå ïðè åãî ðåãåíåðàöèè ðàñòâîðàìè ùåëî÷è ýôôåê- òèâíîñòü î÷èñòêè îò èîíîâ õëîðèäîâ è ñóëüôà- òîâ ñ îäíîâðåìåííûì óìÿã÷åíèåì âîäû íå óìåíüøàåòñÿ. Óñòàíîâëåíî, ÷òî èñïîëüçîâàíèå îäíîíîð- ìàëüíîãî ðàñòâîðà ùåëî÷è îáåñïå÷èâàåò ýôôåê- òèâíóþ ðåãåíåðàöèþ (95–100 %), à ñóùåñòâåí- íîãî ñíèæåíèÿ ðàñõîäà ðåãåíåðàöèîííûõ ðàñ- òâîðîâ ìîæíî äîñòè÷ü ïðè ïðîâåäåíèè ðåãåíå- ðàöèè â äâå ñòàäèè. Ñïèñîê ëèòåðàòóðû 1. Êó÷åðèê Ã.Â., Îìåëü÷óê Þ.À., Ãîìåëÿ Í.Ä. Èîíî- îáìåííîå âûäåëåíèå õëîðèäîâ è ñóëüôàòîâ èç âî- äû // Çá. íàóê. ïð. Ñåâàñòîïîë. íàö. óí-òà ÿäåð. åíåðã³¿ òà ïðîì-ñò³. — 2010. — Ò. 3, ¹ 35. — Ñ. 129–136. 2. Êó÷åðèê Ã.Â., Îìåëü÷óê Þ.À., Ãîìåëÿ Í.Ä. Èîíî- îáìåííîå âûäåëåíèå õëîðèäîâ è ñóëüôàòîâ èç øàõòíûõ âîä // Çá. íàóê. ïð. Ñåâàñòîïîë. íàö. óí-òà ÿäåð. åíåðã³¿ òà ïðîì-ñò. — 2012. — Ò. 1, ¹ 41. — Ñ. 138–143. 3. Êó÷åðèê Ã.Â., Îìåëü÷óê Þ.À., Ãîìåëÿ Í.Ä. Èñ- ñëåäîâàíèå ïðîöåññîâ óìÿã÷åíèÿ ïðè äåìèíåðàëè- çàöèè øàõòíûõ âîä íà àíèîíèòå ÀÂ-17-8 // Ñõ³ä.-ªâðîï. æóðí. ïåðåäîâèõ òåõíîëîã³é. — 2013. — Ò. 2/11, ¹ 62. — Ñ. 35–38. 4. Øàáëèé Ò.À. Ïåðåðàáîòêà îòðàáîòàííûõ ùåëî÷- íûõ è íåéòðàëüíûõ ðåãåíåðàöèîííûõ ðàñòâîðîâ èîíîîáìåííîãî óìÿã÷åíèÿ âîäû ìåòîäîì ýëåêòðî- ëèçà // Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. — 2010. — ¹ 6. — Ñ. 63–66. 5. Ãîëòâÿíèöüêà Î.Â., Øàáë³é Ò.Î., Ãîìåëÿ Ì.Ä., Ñòàâñüêà Ñ.Ñ. Âèäàëåííÿ òà ðîçä³ëåííÿ õëîðèä³â ³ ñóëüôàò³â ïðè ³îíîîáì³ííîìó çíåñîëåíí³ âîäè // Ñõ³ä.-ªâðîï. æóðí. ïåðåäîâèõ òåõíîëîã³é. — 2012. — ¹ 1/6 (55). — Ñ. 40–44. Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 05.06.14 50 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2014. ¹ 2 Ðèñ.3. Çàâèñèìîñòü ñòåïåíè ðåãåíåðàöèè àíèîíèòà ÀÂ-17-8 îò îáúåìà ïðîïóùåííîãî ðàñòâîðà NaOH. Öèêëû ðåãåíåðà- öèè ðàñòâîðîì NaOH ñîîòâåòñòâóþò íîìåðàì êðèâûõ, ìîëü/ë: 1-é — 0,835; 2-é — 0,889; 3–6-é —1. Ãîìåëÿ Ì.Ä, äîêò. òåõí. íàóê, ïðîô., Òðóñ ².Ì., àñï³ðàíò, Ïåòðè÷åíêî À.². Íàö³îíàëüíèé òåõí³÷íèé óí³âåðñèòåò Óêðà¿íè «ÊÏ²» ïð. Ïåðåìîãè, 37, 03056 Kè¿â, Óêðà¿íà, å-mail: m.gomelya@kpi.ua Äîñë³äæåííÿ ïðîöåñ³â ³îíîîáì³ííîãî çíåñîëåííÿ âèñîêîì³íåðàë³çîâàíèõ âîä Äîñë³äæåíî ïðîöåñè ³îíîîáì³ííîãî âèëó÷åííÿ ç âîäè ñóëüôàò³â òà õëîðèä³â ç îäíî÷àñ- íèì ïîì’ÿêøåííÿì ðîç÷èí³â ç ï³äâèùåíèìè ð³âíÿìè ì³íåðàë³çàö³¿ òà æîðñòêîñò³ íà âèñîêîîñíîâíîìó àí³îí³ò³ ÀÂ-17-8. ²îíîîáì³ííèé ìåòîä î÷èùåííÿ îñíîâàíèé íà âèêî- ðèñòàíí³ âèñîêîîñíîâíîãî àí³îí³òó â ÎÍ–-ôîðì³ â äèíàì³÷íèõ óìîâàõ. Îá’ºêòîì äî- ñë³äæåííÿ áóâ ìîäåëüíèé ðîç÷èí, áëèçüêèé çà ñêëàäîì äî êîíöåíòðàòó çâîðîòíüîîñ- ìîòè÷íîãî îïð³ñíåííÿ âîäè. Óñòàíîâëåíî çàëåæí³ñòü åôåêòèâíîñò³ ðåãåíåðàö³¿ â³ä êîí- öåíòðàö³¿ ðåãåíåðàö³éíîãî ðîç÷èíó. Âèçíà÷åíî âïëèâ îáðîáêè óëüòðàçâóêîì àí³îí³òó íà ïðîöåñè ñîðáö³¿ òà åôåêòèâí³ñòü ðåãåíåðàö³¿. Îòðèìàí³ äàí³ äàþòü çìîãó ðîçðîáèòè ìåòîä ïåðåðîáêè êîíöåíòðàò³â, îñíîâàíèé íà âèëó÷åíí³ ç íèõ õëîðèä³â òà ñóëüôàò³â íà âèñîêîîñíîâíîìó àí³îí³ò³ â ÎÍ–-ôîðì³ ïðè îäíî÷àñíîìó ïîì’ÿêøåíí³ ðîç÷èí³â. Á³áë. 5, ðèñ. 3, òàáë. 1. Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ³îííèé îáì³í, àí³îí³ò, ðåãåíåðàö³ÿ, õëîðèäè, ñóëüôàòè, ïîì'ÿêøåííÿ, óëüòðàçâóê. . References 1. Kucherik G.V., Omelchuk U.A., Gomelya M.D. Ion-exchange extraction of chlorides and sulfates from water // Zb³rnik naukovih prac‘ Sevastopol’- s’kogo nacional’nogo universytetu jadernoi’ energii’ ta promyslovosti, 2010, 3 (35), pp. 129–136. (Rus.). 2. Kucherik G.V., Omelchuk U.A., Gomelya M.D. Ion-exchange extraction of chlorides and sulfates from mine water. Zb³rnik naukovih prac‘ Sevastopol’s’kogo nacional’nogo universytetu jader- noi’ energii’ ta promyslovosti, 2012, 1 (41), pp. 138–143. (Rus.). 3. Kucherik G.V., Omelchuk U.A., Gomelya M.D. Softening processes research when deminiraliizing mine water with anionite AV-17-8. Shidno-Jevropejs'kyj zhurnal peredovyh tehnologij [Eastern-European Jour- nal of Enterprise Technologies], 2013, 2/11 (62), pp. 35–38. (Rus.). 4. Shabliy T.O. Recycling of waste alkaline and neutral solutions regeneration of ion exchange water soften- ing by electrolysis. Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñî- ñáåðåæåíèå [Energy Technologies and Resource Saving], 2013, (6), pp. 63–66. (Rus.). 5. Goltvyanitska O.V., Shabliy T.O., Gomelya M.D., Stavska S.S. Extraction and separation of chlorides and sulfates by ion-exchange water desalination // Shidno-Jevropejs'kyj zhurnal peredovyh tehnologij [Eastern-European Journal of Enterprise Technolo- gies], 2012, (1/6), pp. 40–44. (Ukr.) Received June 5, 2014 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2014. ¹ 2 51 Gomelya M.D., Doctor of Technical Science, Professor, Trus I.M., PhD Student, Petrichenko A.I. National Technical University of Ukraine «KPI», Kiev 37, Peremogy Ave, 03056 Kiev, Ukraine, m.gomelya@kpi.ua The Research of Ion-Exchange Desalination Processes of High-Mineralized Water The authors researches processes of ion-exchange removing of sulfates and chlorides from water with simultaneously mitigation of solutions with increased mineralization and hardness level on AV-17-8. An ion-exchange method of water treatment based on using high-basic anion exchange resin in ÎÍ–-form in dynamic conditions. The object of this research was solution, which have composition that is similar to the composition of re- verse osmosis concentrates from water desalination. Established the dependence of ultra- sound processing of anion exchange resin on the sorption process and regeneration effi- ciency. Received dates allows to development the method of concentrates treatment, which is based on chlorides and sulfates removing on in ÎÍ–-form with simultaneously solutions mitigation. Bibl. 5, Fig. 3, Table 1. Key words: ion exchange, anionite, regeneration, chlorides, sulfates, mitigation, ultra- sound.

Исследование процессов ионообменного обессоливания высокоминерализованных вод

Репозитарії

Схожі ресурси