Оцінка ефективності пом’якшення водопровідної води на зворотньоосмотичних мембранах низького тиску (укр.)

Автор(и)

  • Микола Дмитрович Гомеля Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» , Україна image/svg+xml https://orcid.org/0000-0003-1165-7545
  • Ростислав Олександрович Карпенко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» , Україна image/svg+xml https://orcid.org/0009-0004-5771-4060

DOI:

https://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2025.348832

Ключові слова:

мінералізація, жорсткість, пом’якшення, знесолення, зворотний осмос, іонний обмін, мембрана

Анотація

Робота присвячена визначенню ефективності застосування зворотньоосмотичних мембран низького тиску на прикладі комерційних мембран Filmtec TW30-1812-75 для пом’якшення прісних вод, а також оцінці впливу жорсткості води на осадкоутворення на мембрані в залежності від об’ємів фільтратів та ступеню відбору перміату. В ході роботи експериментально досліджено процеси пом’якшення водопровідної води.

Було вивчено процеси очищення води при заданих значеннях ступеню відбору перміату та визначено зміну характеристик води від об’єму відібраного перміату при стабільному робочому тиску 6,1 атмосфери та при продуктивності  мембрани 0,0289 м/год. Процеси досліджували у широкому діапазоні ступеню відбору перміату 40, 50, 65, 75 та 90%. При проведенні досліджень контролювали зміну жорсткості води, концентрації іонів кальцію та магнію, лужності, провідності води та рН перміату і концентрату.

За результатами аналізу показано, що при фільтруванні води характеристики перміату мало змінювалися  при збільшенні ступеню відбору перміату. В більшій мірі при цьому змінювались характеристики концентрату. Окремо було визначено залежність селективності мембрани Filmtec TW30-1812-75 по іонах жорсткості та гідрокарбонат-аніонах. Встановлено, що мембрана є більш селективною по іонах жорсткості в порівнянні з гідрокарбонатами, що обумовлюють лужність води.

Водночас виявлено, що за даних умов значно відрізнялись значення виміряних параметрів жорсткості і лужності від розрахованих теоретично за матеріальним балансом. Це свідчить про часткове вилучення із концентратів іонів жорсткості та карбонатів у вигляді твердих осадів на поверхні мембрани.

Біографії авторів

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

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

Ростислав Олександрович Карпенко, 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

Про затвердження Державних санітарних норм та правил «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною»: наказ Міністерства охорони здоров’я України від 12.05.2010 р. № 400. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0452-10#Text (дата звернення: 05.11.2025).

Директива Ради 98/83/ЄС від 3 листопада 1998 року про якість води, призначеної для споживання людиною. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/994_963#Text (дата звернення: 05.11.2025).

Гомеля М. Д., Трус І. М., Грабітченко В. М. Нанофільтраційне опріснення слабомінералізованих стічних вод. Питання хімії та хімічної технології. 2014. № 1. С. 98–102.

Пилипенко А. Т., Вахник І. Г., Максин В. І., Самченко З. А. Методи попередження накипоутворення при опрісненні солоних вод. Хімія і технологія води. 1991. Т. 13, № 11. С. 996–1013.

Макаренко І. М. Маловідходні технології опріснення води. Вісник НТУУ «Київський політехнічний інститут». Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження. 2014. № 2. С. 84–89. DOI: https://doi.org/10.20535/2306-1626.2.2014.52154

Любавіна О.О., Михайленко В.Г., Парикін В.С. Використання слабокислотного катіоніту для кондиціювання води. Праці Одеського політехнічного університету. 2007. № 1(27). С. 239–241.

Шаблій Т. О., Гомеля М. Д., Панов Є. М. Електрохімічна переробка відпрацьованих розчинів, що утворюються при регенерації катіонітів. Екологія та промисловість. 2010. № 2. С. 33–38.

Носачова Ю. В., Овсяник А. В. Маловідходна технологія регенерації сильнокислотних катіонітів Na катіонного пом’якшення води. Екотехнологія та ресурсозбереження. 2008. № 2. С. 44–47.

Гончарук В. В., Кавицька А. А., Осильська М. Д. Ультрафільтрація та нанофільтрація – пріоритетні напрямки в технології підготовки питної води з поверхневих джерел. Хімія і технологія води. 2009. Т. 31, № 2. С. 198–266.

Naidu L., Saravanan S., Chidambaram M., Goel M., Das A., Sarat J., Babu C. Nanofiltration in transforming surface water into healthy water: comparison with reverse osmosis. Journal of Chemistry. 2015. Vol. 2015, DOI: https://doi.org/10.1155/2015/326869.

Гомеля М. Д., Трус І. М., Грабітченко В. М. Нанофільтраційне опріснення слабомінералізованих вод. Питання хімії та хімічної технології. 2014. Т. 1, № 1. С. 98–102. URL: http://vhht.dp.ua/wp-content/uploads/pdf/2014/1/23.pdf (дата звернення: 05.11.2025).

Goncharuk V., Kavitskaya A., Skil’skaya M. Nanofiltration in drinking water supply. Water Treatment and Demineralization Technology. 2011. Vol. 33. С. 37–54. DOI: https://doi.org/10.3103/S1063455X11010073.

Prodanović J., Vasić V. Application of membrane processes for distillery wastewater purification: a review. Desalination and Water Treatment. 2013. Vol. 51, № 16–18. P. 3325–3334. DOI: https://doi.org/10.1080/19443994.2012.749178.

Curcio E., Ji X., Quazi A. M. Hybrid nanofiltration–membrane crystallization system for the treatment of sulfate wastes. Journal of Membrane Science. 2010. Vol. 360, № 1-2. P. 493–498. DOI: https://doi.org/10.1016/j.memsci.2010.05.053.

Brika B., Omran A., Greesh N., Abutartour A. Reuse of reverse osmosis membranes – case study: Tajoura reverse osmosis desalination plant. Iranian Journal of Energy and Environment. 2019. Vol. 10, № 4. P. 269-300. DOI: https://doi.org/10.5829/ijee.2019.10.04.11.

Гомеля М. Д., Трус І. М., Радовенчик Я. В. Вплив стабілізаційної обробки води на слабокислотному катіоніті в кислій формі на якість нанофільтраційного опріснення шахтної води. Науковий вісник Національного Чернігівського університету. 2014. № 5. С. 100–105.

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу «Інженерна екологія». Донецьк: ДонНТУ, 2008.

Макаренко І. М., Глушко О. В., Рисухін В. В., Терещенко О. М. Застосування катіонітів для кондиціювання води в процесах її баромембранного знесолення. Східно-Європейський журнал передових технологій. 2013. № 3/6 (63). С. 48–52.

Vakulenko A., Gomelya M., Shabliy T., Radovenchyk Y. Application of Low-Pressure Reverse Osmosis Membranes for Drinking Water Softening. Ecological Engineering & Environmental Technology. 2023. Vol. 24, № 5. P. 154–162. DOI: https://doi.org/10.12912/27197050/165897

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-12-29

Як цитувати

Гомеля, М. Д., & Карпенко, Р. О. (2025). Оцінка ефективності пом’якшення водопровідної води на зворотньоосмотичних мембранах низького тиску (укр.). Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження, (4), 75–84. https://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2025.348832

Номер

Розділ

ЕКОЛОГІЯ ТА РЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ