Залежність ефективності іонообмінного виділення іонів марганцю із води від типу і форми іоніту та її жорсткості
DOI:
https://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2022.269788Ключові слова:
іони марганцю, сильнокислотний катіоніт, слабокислотний катіоніт, сорбенти, обмінна динамічна ємність, окислення, іонний обмінАнотація
В роботі розглянуті результати, отримані при вилученні іонів марганцю із дистильованої та водопровідної води на сильнокислотному катіоніті КУ-2-8 та слабокислотному катіоніті Dowex MAC-3. Катіоніти використовували в Na+ та Са2+ формі. Концентрацію іонів марганцю (Mn2+) змінювали від 5 до 500 мг/дм3. Було показано, що сорбційна здатність катіоніту КУ-2-8 залежала від концентрації іонів марганцю, форми іоніту, присутності іонів жорсткості у воді і мало залежала від рН середовища. Сорбційна здатність слабокислотного катіоніту зростала із підвищенням концентрації іонів марганцю та при підвищенні pH середовища, яке змінювалось при зміні концентрації сульфату магнію у дистильованій воді. Сорбція іонів марганцю із водопровідної води знижується для сильнокислотного та слабокислотного катіонів, в порівнянні із розчинами в дистильованій воді, що пов'язано із конкуруючою сорбцією іонів жорсткості. Особливо це помітно при використанні іонітів в Са2+ формі в розчинах у водопровідній воді. Застосування іонітів в Са2+ формі до певної міри знижує їх сорбційну ємність по Mn2+ і в дистильованій воді. Але цей ефект менший у порівнянні з водопровідною водою. В роботі використано модель Томаса для оцінки повної обмінної ємності слабокислотного катіоніту за низьких концентрацій розчину MnSO4 у дистильованій воді.
Посилання
Національна доповідь про якість питної води та стан питного водопостачання в Україні за 2021 рік. Режим доступу: https://www.minregion.gov.ua/wp-content/uploads/2022/11/proyekt-naczdopovidi-pro-yakist-pytnoyi-vody-ta-stan-pytnogo-vodopostachannya-v-ukrayini-za-2021-rik.pdf (дата звернення: 10.11.2021).
Alvarez-Bastida C., Martínez-Miranda V., Solache-Ríos M., Linares-Hernández I., Teutli-Sequeira A., Vázquez-Mejía G. Drinking water characterization and removal of manganese. Removal of manganese from water // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2018. 6(2). P. 2119-2125. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.03.019.
Gerke T. L., Little B. J., Maynard, J. B. Manganese deposition in drinking water distribution systems // Science of the Total Environment. 2016. Vol. 541. P. 184-193.
Nkele K., Mpenyana-Monyatsi L., Masindi V. Challenges, advances and sustainabilities on the removal and recovery of manganese from wastewater: A review // Journal of Cleaner Production. 2022. Vol. 377. P. 134-152. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.134152
Liang-Tong Z., Li Z., Yuqing Y., Na H., Bate B. Investigation of aqueous Fe (III) and Mn (II) removal using dolomite as a permeable reactive barrier material [Electronic resource] // Environmental Technology. 2022. Available at: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09593330.2021.2020340 (date of access: 11.09.2022).
Zasidko I. B., Polutrenko M. S., Mandryk O. M. Використання цеоліту для очищення природних та стічних вод комунальних підриємств // Науковий вісник НЛТУ України. 2017. 27(5). С. 63-66. DOI: https://doi.org/10.15421/40270513
Lyu C., Yang X., Zhang S., Zhang Q., Su X. Preparation and performance of manganese-oxide-coated zeolite for the removal of manganese-contamination in groundwater // Environmental Technology. 2019. 40 (7). P. 878-887. DOI: https://doi.org/10.1080/09593330.2017.1410579
Сакалова Г. В. Науково-теоретичні основи комбінованих процесів очищення водних середовищ із використанням природних сорбентів: дис… д-ра техн. наук : спец. 21.06.01. Львів, 2016. 341 с.
Bandar S., Anbia M., Salehi S. Comparison of MnO2 modified and unmodified magnetic Fe3O4 nanoparticle adsorbents and their potential to remove iron and manganese from aqueous media // Journal of Alloys and Compounds. 2021. Vol. 851. P. 156822. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156822
Husnain S. M., Asim U., Yaqub A., Shahzad F., Abbas N. Recent trends of MnO2-derived adsorbents for water treatment: a review // New Journal of Chemistry. 2020. 44(16). P. 6096-6120.
Shukla S., Khan R., Daverey A. Synthesis and characterization of magnetic nanoparticles, and their applications in wastewater treatment: A review // Environmental Technology and Innovation. 2021. Vol. 24. P. 101924. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eti.2021.101924
Liu S., Yu B., Wang S., Shen Y., Cong H. Preparation, surface functionalization and application of Fe3O4 magnetic nanoparticles // Advances in colloid and Interface Science. 2020. Vol. 281. P. 102165. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.cis.2020.102165
Гомеля, М. Д., Твердохліб, М. М., Возна, І. П. Механізм сорбційно-каталітичного очищення води від іонів марганцю // Вісник НТУУ КПІ імені Ігоря Сікорського. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження. 2020. № 3. С. 58-65.
Твердохліб М.М., Гомеля М.Д. Сорбційно – каталітичне очищення води від сполук марганцю // Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія Технічні науки. 2019. Том 30(69). № 3. С. 42 – 46.
Голтвяницька О.В., Шаблій Т.А., Гомеля М.Д., Ставська С.С. Оцінка ефективності використання слабокислотного катіоніту Dowex MAC-3 в катіонному пом’якшення води. Вісник НТУУ "КПІ". Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження. 2011. №2(8). С. 87-92.
Koliehova, A., Trokhymenko, H., Gomelya, M. Mathematical Prediction of Sorption Processes of Heavy Metals on Cation Exchangers Using the Thomas Model. Journal of Ecological Engineering. 2021. №22(9) . P. 232-236.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Микола Дмитрович Гомеля, Інна Миколаївна Трус, Марія Миколаївна Твердохліб, Віктор Сергійович Камаєв
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
