Інтенсифікація масопереносу при електрокінетичній очистці ґрунту - Автореферат

Існуючі хімічні методи відновлення техногенно забруднених ґрунтів спрямовані на закріплення токсичних сполук у ґрунті, переведення їх у форми, малодоступні для рослин; фізичні і біологічні способи детоксикації зводяться до добування ВМ із наступним їх похованням на іншій території. Таким чином, за використання традиційних методів очищення токсичні речовини залишаються в ґрунті, через що зберігається небезпека вторинного забруднення навколишнього середовища. Мета роботи - визначення характеристик процесу електрокінетичної детоксикації ґрунту, що забезпечують заданий ступінь очищення від ВМ при мінімальних енерговитратах, створення електрокінетичної системи, що дозволяє збільшити електроосмотичне видалення забруднюючих речовин. За переходу до вимірів у електрохімічній комірці, заповненої розчином сірчаної кислоти з концентрацією 5.10-4 моль/дм3 і 5.10-3 моль/дм3, спостерігається зниження величини електроосмотичного потоку, тому що при збільшенні концентрації електроліту відбувається зменшення електрокінетичного потенціалу в порах діафрагми. Таким чином, за розміщення цих іонітів біля протилежних сторін діафрагми, можна чекати, що більш сильна течія, обумовлена катіонітом, не тільки компенсує течію біля поверхні аніоніту, але і приведе до досить інтенсивної течії через діафрагму.Проведений аналіз існуючих методів відновлення ґрунтів, забруднених сполуками важких металів, показав, що традиційні способи спрямовані або на закріплення ВМ у ґрунті, переведення їх у форми, малодоступні для рослин, або на витяг ВМ із наступним їх похованням на іншій території. Таким чином, під час використання існуючих методів детоксикації токсичні речовини залишаються в ґрунті, через що зберігається небезпека вторинного забруднення навколишнього середовища. Ефективність процесу може бути підвищена за рахунок використання мембранної системи з пористою електрохімічно активною діафрагмою. Розроблений метод електрокінетичного очищення ґрунтів від іонів важких металів, що поєднує демінералізацію міжгрунтового розчину, його електроосмотичний перенос у прикатодну зону електродіалізатора і зволоження ґрунту з боку анода. Встановлено, що застосування іонообмінних мембран, що перешкоджають переміщенню лужного фронту в напрямку анода, разом зі зволоженням ґрунту розчинами, що добувають важкі метали з комплексів із ґрунтовими складовими, дозволяє ефективно видаляти ВМ у іонній формі під дією зовнішнього електричного поля.

1. Проведений аналіз існуючих методів відновлення ґрунтів, забруднених сполуками важких металів, показав, що традиційні способи спрямовані або на закріплення ВМ у ґрунті, переведення їх у форми, малодоступні для рослин, або на витяг ВМ із наступним їх похованням на іншій території. Таким чином, під час використання існуючих методів детоксикації токсичні речовини залишаються в ґрунті, через що зберігається небезпека вторинного забруднення навколишнього середовища. Електрокінетичне очищення ґрунту дозволяє не тільки добувати ВМ, але і забезпечує подальшу їх утилізацію. Метод заснований на масопереносі забруднюючих речовин під дією зовнішнього електричного поля з наступним локальним концентруванням. Ефективність процесу може бути підвищена за рахунок використання мембранної системи з пористою електрохімічно активною діафрагмою.

2. Розроблений метод електрокінетичного очищення ґрунтів від іонів важких металів, що поєднує демінералізацію міжгрунтового розчину, його електроосмотичний перенос у прикатодну зону електродіалізатора і зволоження ґрунту з боку анода. Застосування даного методу дозволяє практично в 2 рази збільшити ефективність електрокінетичного очищення ґрунту.

3. Встановлено, що застосування іонообмінних мембран, що перешкоджають переміщенню лужного фронту в напрямку анода, разом зі зволоженням ґрунту розчинами, що добувають важкі метали з комплексів із ґрунтовими складовими, дозволяє ефективно видаляти ВМ у іонній формі під дією зовнішнього електричного поля. Зниження напруженості електричного поля призводить до зменшення питомих енерговитрат на проведення електрокінетичного очищення ґрунту, при цьому час обробки повинен бути збільшений.

4. Показано, що застосування в мембранних системах пористих електрохімічно активних діафрагм дозволяє інтенсифікувати електроосмотичне промивання оброблюваного ґрунту. На підставі структурних і електрокінетичних досліджень пористих діафрагм зі скла, електрокорунду і полівінілхлориду обрані електрохімічно активні діафрагми, що забезпечують досягнення відносно високих електроосмотичних потоків.

5. Досліджені закономірності електроосмотичного переносу через електрохімічно активні пористі діафрагми в електродній системі з іонообмінними мембранами. Визначені умови, що забезпечують максимальний електроосмотичний потік через пористу діафрагму. Збільшення швидкості електроосмосу забезпечується за рахунок розміщення пористої діафрагми в зоні знесолення, створюваній завантаженням катіоніту й аніоніту відповідно з катодної й анодної сторін діафрагми.

6. Проведений теоретичний аналіз закономірностей електроосмотичного транспортування рідини через пористу електрохімічно активну діафрагму. Розроблена теоретичну модель нестаціонарної концентраційної поляризації діафрагми і іонообмінних мембран. Показано, що напруженість електричного поля в діафрагмі і швидкість електроосмотичної течії рідини крізь неї залежить від загальних поляризаційних процесів у мембранній системі, причому найбільш істотно впливає поляризація іонообмінних мембран.

7. Розроблена конструкція мембранної системи з пористою електрохімічно активною діафрагмою, що забезпечує досягнення максимального і стабільного електроосмотичного потоку в зоні розміщення оброблюваного ґрунту. Встановлено, що застосування мембранних систем з пористими електрохімічно активними діафрагмами дозволяє більш ніж у 200 разів збільшити швидкість електроосмотичного потоку з оброблюваного ґрунту. електрокінетичний підзолистий дерновий пористий

1. Электрохимическая очистка почв от ионов тяжелых металлов / Лысенко Л.Л., Пономарев М.И., Корнилович Б.Ю., Маковецкий А.Л., Демченко В.Я. // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. - 2000. - №3. - С. 34-36.

2. Электрохимическая детоксикация почв и перспективы ее развития / Лысенко Л.Л., Пономарев М.И., Корнилович Б.Ю., Маковецкий А.Л., Демченко В.Я. // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2001. - № 3. - С. 49-52.

3. Лысенко Л.Л., Пономарев М.И., Корнилович Б.Ю. Проблема загрязнения почв тяжелыми металлами, перспективы решения // Экотехнологии и ресурсосбережение. - 2001. - № 4. - С. 58-63.

4. Детоксикация почвы электрохимической деминерализацией межпочвенного раствора / Л.Л. Лысенко, М.И. Пономарев, Б.Ю. Корнилович, В.Я. Демченко // Химия и технология воды. - 2001. - Т. 23. - № 5. - С. 520-530.

5. Интенсификация электроосмоса в мембранных системах / Лысенко Л.Л., Пономарев М.И., Корнилович Б.Ю. // Химия и технология воды. - 2002. - Т. 24. - № 2. - С. 120-131.

6. Теоретический анализ закономерностей электроосмотического транспорта жидкости через диафрагму / Мищук Н.А., Лысенко Л.Л., Корнилович Б.Ю., Баринова Н.О. // Химия и технология воды. - 2002. - Т. 24. - № 4. - С. 328-351.

Размещено на .ru