Концентрування розчинів хлориду натрію при переробці концентратів зворотньоосмотичного опріснення води

Автор(и)

  • Микола Дмитрович Гомеля Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна
  • Яна Павлівна Крижановська Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/2617-9741.3.2023.288253

Ключові слова:

зворотній осмос, концентрат, знесолення, електродіаліз, анодна густина струму, вихід за струмом

Анотація

В роботі досліджено процеси концентрування розчинів хлориду натрію методом електродіалізу. Суть процесу полягає у використанні розчинів хлориду натрію, що утворюється при знесоленні води зворотнім осмосом у вигляді концентратів. Процес концентрування реалізовували у трикамерному електролізері, в катодній, анодній та робочій областях було розміщено розчин хлориду натрію, концентрацією 360 ммоль/дм3. В анодній області було використано розчин лугу концентрацією 480 мг-екв/дм3. При проведенні електролізу в катодній області утворювався луг, за рахунок дифузії натрію у робочій області та катодного відновлення води. Хлориди із робочої області переходили в анодну область. Гідроксид-аніони на аноді окислювались до кисню, хлориди з натрієм утворювали хлористий натрій, концентрація якого зростала до 660 мг-екв/дм3. Лужність знижувалась до 68-70 мг-екв/дм3. При зміні катодів і анодів місцями процес повторювали до підвищення лужності в катодній зоні та концентрації хлоридів в анодній зоні. В робочу зону, де відбувалось знесолення води, додавали розчин хлориду натрію, концентрацією 360 ммоль/дм3. Після дев’яти циклів електролізу отримували розчин хлориду натрію з концентрацією 100-150 г/дм3. Залишковий вміст хлориду натрію у знесоленій воді сягав 50-100 мг/дм3. Для концентрування можна використовувати розчини хлориду натрію з концентрацією від 4 до 30 г/дм3.

Біографії авторів

Микола Дмитрович Гомеля, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри екології та технології рослинних полімерів Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Яна Павлівна Крижановська, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Аспірант кафедри екології та технології рослинних полімерів Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Посилання

Голтвяницька О.В., Шаблій Т.О., Гомеля М.Д. Електродіалізне отримання сірчаної кислоти та лугу з розчинів сульфату натрію // Восточно-европейский журнал передовых технологий, 2011. №3/6(51). С.18-22. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2011.1601

Гомеля М. Д., Трус І. М., Василенко І. В. Математичне моделювання кінетики процесу концентрування сірчаної кислоти при електрохімічній переробці сульфатвмісних елюатів // Праці Одеського політехнічного університету. 2015. №1 (45). С. 146–151. . http://pratsi.opu.ua/app/webroot/articles/1428658539.pdf

Трус І.М., Радовенчик Я.В., Гомеля М.Д. Спосіб концентрування розчинів лугу при електрохімічній переробці елюатів, що містять солі натрію / Східно-Європейський журнал передовихтехнологій, 2013. №5/6 (65), С. 20-23. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.18190

Гомеля М.Д., Радовенчик Я.В., Мартинюк Я.П. Переробка розчинів хлористого натрію з отриманням хлоридів алюмінію // Інтегровані технології та енергозбереження. 2017. No4. с. 664. http://library.kpi.kharkov.ua/files/JUR/ite_2017_4.pdf

Радовенчик Я.В., Крижановська Я.П., Вакуленко А.К. Отримання FeCl3 при електрохімічному очищенні води // Сучасна наука: проблеми і перспективи. 2018. No 1. С. 23-25.

Гомеля, М. Д., Грабітченко, В. М., Радовенчик, Я. В., Макаренко, І. М. Отримання активного хлору елекьроліхом концентратів зворотньоосмотичного опріснення води / Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження. 2017, (1). С. 58–65.

Эстефане П. Х. Исследование тепло и массообмена при водоиспарительном концентрировании рассола, В. Ф. Райка, П. Х. Эстефане, М. А. Цейтлин // Східно-Європейський журнал передових технологій. 2007. №5/4(21). с. 40-44. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2011.1462

Ляшенко Є.В., Біла Т.А., Охріменко О.В. Процеси очищення води. Кріознесолення // Таврійський науковий вісник №97, С. 236-243, 2017.

Клименко, В. В. Підвищення енергоефективності концентрування водних розчинів виморожуванням / В. В. Клименко, І. О. Переверзєв, Н. В. Ковальчук // Збірник наукових праць Кіровоградського національного технічного університету. Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація. - Кіровоград: КНТУ. 2016. Вип. 29. С. 197-203. http://dspace.kntu.kr.ua/jspui/handle/123456789/3618

Бурбан, А. Мембранна дистиляція в процесах водопідготовки, знесолення та очищення стічних вод, Накові записки. Том 137. Хімічні науки та технології. С. 15-23. 2014.

Лісовець С. М. Підвищення ефективності очищення стічних вод за допомогою електролізної установки / С. М. Лісовець, Д. І. Томашевський // Технології та дизайн. 2018. № 4 (29). https://er.knutd.edu.ua/handle/123456789/10880

Грабітченко В. М., Трус І. М., Гомеля М. Д. Переробка концентратів зворотноосмотичного опріснення води, що містять сульфати та нітрати // Збірник праць другої всеукраїнської науково-технічної конференції студентів, аспірантів і молодих учених «Молодь: наука та інновації». Дніпропетровськ. 2014. С. 9-57 – 9-58.

Шаблий Т. А. Переработка отработанных щелочных и нейтральних регенерационных растворов ионообменного умягчения воды методом электролиза / Т. А. Шаблий // Энерготехнологии и ресурсосбережение. 2010. № 6. С. 63 – 66. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126911

Трус І. М. Отримання сірчаної кислоти при електрохімічній переробці елюатів, що містять сульфати / І. М. Трус, В. М. Грабітченко, М. Д. Гомеля // Східно-Європейський журнал передових технологій. 2013. № 4/6 (64). С. 10 – 13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2013.16693

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-09-30

Як цитувати

Гомеля, М. Д., & Крижановська, Я. П. (2023). Концентрування розчинів хлориду натрію при переробці концентратів зворотньоосмотичного опріснення води. Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження, (3), 85–93. https://doi.org/10.20535/2617-9741.3.2023.288253

Номер

№ 3 (2023)

Розділ

ЕКОЛОГІЯ ТА РЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Микола Дмитрович Гомеля, Яна Павлівна Крижановська

Creative Commons License

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).