Знефторення води модифікованими мембранами з природних матеріалів
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2022.06.064Ключові слова:
керамічна і лігноцелюлозна мембрани, мікрофільтрація, модифікування, динамічна мембрана, знефторення водиАнотація
Встановлено умови модифікування мембран з природних матеріалів — керамічних з глинистих мінералів та лігноцелюлозних (з деревини) гідроксосполуками Al(ІІІ) у вигляді динамічних мембран (ДМ) для знефторення води. Показано, що нормативні значення ГДК для F− у питній воді в результаті знефторен- ня розчинів керамічними та лігноцелюлозними мембранами було досягнуто при вихідній концентрації F− до 10 мг/дм3, pH 6,5—7,0, робочому тиску 1,0 МПа, концентрації Al(ІІІ) у модифікувальному розчині відповідно 33,4—65,0 і 42,2—65,6 мг/дм3 та мембранопідтримувальній добавці — 11 мг/дм3. За цих умов концентрація Al(ІІІ) у пермеаті була нижчою, ніж його ГДК у питній воді. У результаті цього на поверхні обох мембран формувався додатковий затримувальний шар у вигляді ДМ з частинок гідроксосполук Al(ІІІ), що зменшувало їх питому продуктивність. Високу ефективність знефторення розчинів можна пояснити утворенням стійких алюмофторидних комплексів між іонами F− і позитивно зарядженими ча- стинками Al(ОН)3 при рН нижче ізоелектричної точки. Адсорбція незв’язаних фторид-іонів відбувалася на поверхні ДМ, утвореної із Al(ОН)3. Важливу роль у підвищенні ефективності процесу знефторення води відігравав також додатковий затримувальний шар із Al(ОН)3, який формувався на поверхні обох мембран. Це відбувалося за рахунок адсорбції F− гідроксидом алюмінію, що подавався як мембранопідтримувальна добавка. Запропоновано також використовувати зазначені мембрани для сумісного очищення води від Al(ІІІ) та іонів F− при вихідних концентраціях F− до 10 мг/дм3 і Al(ІІІ) 30 мг/дм3, рН 6,5—7,0 та робочо- му тиску 1,0 МПа. Ефективність знефторення можна пояснити утворенням стійких алюмофторидних комплексів, що затримувалися мембранами за рахунок стеричного фактору.
Завантаження
Посилання
Mamchenko, A. V., Gerasimenko, N. G., Deshko, I. I. & Pakhar, T. A. (2008). Fluorine in drinking water and methods for its removal. Voda i vodoochysni tekhnolohii, No. 6, pp. 10-23 (in Russian).
Boyko, I. A. (2011). General characteristics and features of the conditions of groundwater formati on in the Poltava region as the main source of water supply. Visnyk Poltavskoi derzhavnoi ahrarnoi akademii, No. 2, pp. 169-173 (in Ukrainian).
Akhmedova, G. R., Nogaeva, K. A. & Nurkeev, S. S. (2012). Methods and technologies of water defluorination. Nauka i novie tekhnolohii, No. 2, pp. 110-113 (in Russian).
Amor, Z., Bariou, B., Mameri, N., Taky, M., Nicolas, S. & Elmidaouiet, A. (2001). Fluoride removal from brackish water by electrodialysis. Desalination, 133, No. 3, pp. 215-223. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(01)00102-3
Goncharuk, V. V., Deremeshko, L. A., Balakina, M. N. & Kucheruk, D. D. (2013). Regularities of process water defluorination by reverse osmosis of low pressure. Khimia i tehnologia vody, 35, No. 3, pp. 221-228 (in Russian).
Pervov, A. G., Dudkin, E. V., Sidorenko, O. A., Antipov, V. V., Khakhanov, S. A. & Makarov, R. I. (2002). RO and NF membrane systems for drinking water production and their maintenance techniques. Desalination, 132, pp. 315-322. https://doi.org/10.1016/S0011-9164(00)00166-1
GOST 4386-89. Drinking water. Method for determining the mass concentration of fluorides. Moscow: Izdvo standartov, 2002 (in Russian).
Novikov, Yu. V., Lastochkina, K. O. & Boldina, Z. I. (1990). Methods for studying the quality of water in reservoirs. Moscow: Medytsyna (in Russian).
Zapolsky, A. K. (2010). Physical and chemical theory of coagulation water purification. Kyiv: NUPT (in Russian).
Kucheruk, D. D. (1991). Dynamic membranes from aluminuma hydroxopolymers. Khimia i tehnologia vody, 13, No. 7, pp. 664-669 (in Russian).
Pilipenko, A. T., Falendysh, N. F. & Parkhomenko, E. P. (1982). State of aluminum in aqueous solutions. Khimia i tehnologia vody, 4, No. 2, pp. 135-150 (in Russian).
Karelin, V. A. (2012). Water treatment. Physical and chemical bases of water treatment processes. Tomsk: Izd-vo Tomskogo politekhnicheskogo universiteta (in Russian).
Malafeeva, A. V. & Dokuchaeva, Yu. A. (2013). Fluorine compounds are surface water pollutants in the zone of influence of cryolite production. Izvestyia Orenburhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, No. 4, pp. 209-211 (in Russian).
Shugalei, I. V., Garabadzhiu, A. V., Ilyushin, M. A. & Sudarikov, A. M. (2012). Some aspects of effect of aluminium and its compounds on living organisms. Ekologicheskaia khimia, 21, No. 3, pp. 172-186 (in Russian).
Didik, M. V., Kropacheva, T. N. & Ermakova, M. E. (2013). Adsorption of fluoride ions on aluminum oxide. Vestnik Udmurtskogo universiteta, Ser. 4. Fizika I khimia, No. 1. pp. 29-34 (in Russian).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
