Розробка маловідходної ресурсозберігаючої технології пом’якшення води - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИРобота виконана в Лабораторії йонного обміну та адсорбції хіміко-технологічного факультету Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут». Мітченко Тетяна Євгенівна, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», завідувачка Лабораторією йонного обміну та адсорбції. З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут».Найчастіше вони використовуються в процесах помякшення методом Na-катіонування води для різних потреб, починаючи від води побутового призначення і закінчуючи глибокопомякшеною водою, яка використовується в парових і водогрійних котлах та харчових технологіях. Все вищезазначене призводить до проведення процесів помякшення води в установках малої і середньої продуктивності в неоптимальних умовах, а отже до погіршення якості помякшеної води, невиправданим економічним втратам і серйозним екологічним проблемам, повязаним з утворенням великої кількості високомінералізованих стоків. Оскільки установки помякшення води малої і середньої продуктивності в переважній більшості використовуються в побутових умовах, як правило, відсутня спеціальна переробка зазначених стоків, що призводить до руйнування каналізаційних колекторів, зниження ефективності біологічних систем очищення стоків і порушення екологічної рівноваги водоймищ. Робота виконана відповідно до планів науково-дослідних робіт: "Утилізація відпрацьованих аніонообмінних смол у процесах очистки вод від шкідливих домішок" (№ Держреєстрації 0103U007661, 2003-2006рр.), "Development, organization and promotion of cartridges for household filters based on new combined sorption loadings for complex water purification" (INTAS 04-84-335, 2005-2006рр.), "Проведение лабораторных и пилотных испытаний процессов кондиционирования воды, разработанных с использованием новых сорбционных материалов" (№ 2/лио-08-57, 2008р.), "Розробка ефективних комплексних сорбційних загрузок для доочистки питної води" (№ 6/лио-08-61, 2008 р.). Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні завдання: 1) розглянути шляхи цілеспрямованого регулювання рівня твердості води методом Na-катіонування та обрати найбільш перспективні для процесів, реалізованих в помякшувачах малої і середньої продуктивності (ПМСП);Для дослідження властивостей катіонітів використовували наступні методи: основні фізико-хімічні характеристики - за відповідними ГОСТАМИ; чистота катіонітів - за спеціальною методикою, розробленою в Лабораторії ІОА ХТФ НТУУ «КПІ»; оцінка зовнішнього вигляду катіонітів - метод макрофотозйомки; для побудови кінетичних кривих сорбції й десорбції - метод обмеженого обєму; для одержання ізотерм сорбції й десорбції - метод змінних концентрацій; процес помякшення води катіонітами в динамічних умовах досліджували на пілотній установці у режимах, що імітують реальні умови експлуатації типового ПМСП продуктивністю 0,8 - 2,5 м3/год. Як видно з порівняння основних фізико-хімічних характеристик катіонітів з результатами динамічних експериментів (таблиця 1), одержані дані не дають можливості зробити висновок щодо ефективності конкретного зразка в процесі помякшення води. Для перевірки можливості використання кінетичних параметрів як критерію оцінки ефективності йонітів, вивчили вплив розрахованих на підставі експериментальних кінетичних кривих коефіцієнтів внутрішньої дифузії йонів твердості в досліджених зразках катіонітів на величини проскокової концентрації помякшеної води і значення довжини фронту сорбції для зразків 2 - 4 (таблиці 1, 2). При вивченні рівноважних характеристик до уваги приймалися початкові ділянки ізотерм сорбції йонів кальцію з води й регенераційного розчину (в другому випадку розглядали процес десорбції йонів твердості з катіоніту), які описуються рівнянням Генрі в обох випадках. Як видно із таблиці 3, всім вимогам для процесу часткового помякшення води відповідають тільки катіоніти Dowex HCR-S/S (Na) виробництва компанії Dow Chemical (США) і КУ-2х6 (Na) виробництва ВАТ "ЧЕРКАСИАЗОТ" (Україна); для процесу глибокого помякшення води максимально відповідає всім вимогам лише катіоніт Dowex Marathon C (Na) виробництва компанії Dow Chemical (США).На основі аналізу сучасної інформації про вимоги до якості води та методи її помякшення показано, що найефективнішим шляхом зниження кількості відходів та ресурсозбереження процесів натрій катіонування води в помякшувачах малої та середньої продуктивності є цілеспрямоване регулювання рівня її твердості. Результати дослідів процесів помякшення води на сильнокислотних стиролдивінілбензольних катіонітах у Na-формі в помякшувачах малої та середньої продуктивності показали можливість цілеспрямованного регулювання рівня твердості шляхом варіювання хімічного та гранулометричного складу катіонітів та умов їх експлуатації.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ