Науковий вісник НГУ

Изучение особенностей очистки воды от ионов тяжелых металлов методом нанофильтрации

• 
• 

Рейтинг:   / 0

ПлохоОтлично 

Подробности

Категория: Содержание №4 2020

Создано 31 Август 2020

Обновлено 31 Август 2020

Опубликовано 31 Август 2020

Автор: Super User

Просмотров: 242

Authors:

И. Н. Трус, orcid.org/0000-0001-6368-6933, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», г. Киев, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Н. Д. Гомеля, orcid.org/0000-0003-1165-7545, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», г. Киев, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

И. Н. Макаренко, orcid.org/0000-0002-7895-2664, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», г. Киев, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. С. Хоменко, orcid.org/0000-0003-3046-6867 Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», г. Киев, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. Г. Трохименко, orcid.org/0000-0002-0835-3551, Национальный университет кораблестроения имени адмирала Макарова, г. Николаев, Украина, е-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 повний текст / full article

Abstract:

Цель. Разработка высокоэффективных технологий глубокой очистки природных и сточных вод от соединений и ионов тяжелых металлов с использованием нанофильтрационных мембран и комплексонов для предотвращения загрязнения водоемов и защиты людей и природных объектов от воздействия высокотоксичных загрязнителей

Методика. Для удаления ионов меди из исследуемых растворов в работе применяли фероцианид калия как осадитель, катионный флокулянт Zetag-7547 для улучшения седиментационных свойств полученной твердой фазы. Для извлечения ионов меди, цинка, кадмия, никеля использовали комплексоны ОЭДФК и НТМФК в концентрации 10–50 мг/дм³. После добавления реагентов растворы фильтровали на нанофильтрационной мембране низкого давления ОПМН-П.

Результаты. Определены оптимальные условия очистки воды от ионов меди методом комплексообразования-нанофильтрации. Разработан способ эффективного извлечения из воды тяжелых металлов до допустимых пределов при использовании комплексонов с последующим нанофильтрационным обессоливанием.

Научная новизна. В результате проведенных исследований установлена зависимость производительности нанофильтрационной мембраны ОПМН-П от давления и селективности по ионам меди, цинка, кадмия, никеля от степени отбора пермиата. Установлена зависимость эффективности извлечения данных поллютантов от типа и расхода комплексонов. Показано, что ионы жесткости, гидрокарбонаты, хлориды, сульфаты уменьшают селективность нанофильтрационных мембран по ионам тяжелых металлов, поэтому предложено для повышения эффективности процесса провести предварительную очистку воды на анионите АВ-17-8 в основной форме. Для удаления ионов меди из исследуемых растворов были применены в качестве осадителя ферроцианид калия, для улучшения седиментационных свойств полученной твердой фазы был использован раствор катионного флокулянта Zetag-7547 с последующей доочисткой на нанофильтрационной мембране, что позволило повысить степень извлечения ионов Cu²⁺ до 99,6 %.

Практическая значимость. В работе обоснованы оптимальные технологические параметры извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов с помощью методов нанофильтрации при использовании комплексонов. Разработанные методы извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов позволяют снизить их концентрации до нормативных значений. Комплексные технологии очистки воды от тяжелых металлов дают возможность уменьшить техногенную нагрузку на окружающую среду за счет повышения качества воды и уменьшения количества образованных отходов и улучшить экологическую ситуацию в регионе.

References.

1. Hryniuk, V. I., & Arkhypova, L. M. (2018). Regularity of effects of climatic changes on quality indicators of surface water of the dniester basin. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (3), 125-133. https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-3/17.

2. Malik, L. A., Bashir, A., Qureashi, A., & Pandith, A. H. (2019). Detection and removal of heavy metal ions: A review. Environmental Chemistry Letters, 17(4), 1495-1521.

3. Gorova, A., Pavlychenko, A., Borysovs’ka, O., & Krup­s’ka, L. (2013). The development of methodology for assessment of environmental risk degree in mining regions. Annual Scientific-Technical Colletion – Mining of Mineral Deposit, 207209.

4. Korchemlyuk, M., Arkhipova, L., Kravchynskyi, R. L., & Mykhailyuk, J. D. (2019). Anthropogenic influence from point and diffuse sources of pollution in the upper Prut river basin. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (1), 125-131. https://doi.org/10.29202/nvngu/2019-1/12.

5. Fashola, M. O., Ngole-Jeme, V. M., & Babalola, O. O. (2016). Heavy metal pollution from gold mines: Environmental effects and bacterial strategies for resistance. International Journal of Environmental Research and Public Health, 13(11), art. no. 1047. https://doi.org/10.3390/ijerph13111047.

6. Dixit, R., Wasiullah, Malaviya, D., Pandiyan, K., Singh, U. B., Sahu, A., Shukla, R., ..., & Paul, D. (2015). Bioremediation of heavy metals from soil and aquatic environment: An overview of principles and criteria of fundamental processes. Sustainability (Switzerland), 7(2), 2189-2212. https://doi.org/10.3390/su7022189.

7. Halysh, V., Sevastyanova, O., Riazanova, A. V., Pasalskiy, B., Budnyak, T., Lindström, M. E., & Кartel, M. (2018). Walnut shells as a potential low-cost lignocellulosic sorbent for dyes and metal ions, Cellulose, 25(8), 4729-4742. https://doi.org/10.1007/s10570-018-1896-y.

8. Benavente, D., Pla, C., Valdes-Abellan, J., & Cremades-Alted, S. (2020). Remediation by waste marble powder and lime of jarosite-rich sediments from Portman Bay (Spain). Environmental Pollution, 264, art. no.114786.

9. Vardhan, K. H., Kumar, P. S., & Panda, R. C. (2019). A review on heavy metal pollution, toxicity and remedial measures: Current trends and future perspectives. Journal of Molecular Liquids, 290, art. no. 111197. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111197.

10. Ambiado, K., Bustos, C., Schwarz, A., & Bórquez, R. (2017). Membrane technology applied to acid mine drainage from copper mining. Water Science and Technology, 75(3), 705-715.

11. Gomelya, M. D., Trus, I. M., & Radovenchyk, I. V. (2014). Influence of stabilizing water treatment on weak acid cation exchange resin in acidic form on quality of mine water nanofiltration desalination. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (5), 100-105.

12. Chen, X., Ren, P., Li, T., Trembly, J. P., & Liu, X. (2018). Zinc removal from model wastewater by electrocoagulation: Processing, kinetics and mechanism. Chemical Engineering Journal, 349, 358-367.

13. Oden, M. K., & Sari-Erkan, H. (2018). Treatment of metal plating wastewater using iron electrode by electrocoagulation process: Optimization and process performance. Process Safety and Environmental Protection, 119, 207-217. https://doi.org/10.1016/j.psep.2018.08.001.

14. Koliehova, A., Trokhymenko, G., Magas, N., Gomelya, N., & Trus, I. (2020). Study of the Process of Electro Evolution of Copper Ions from Waste Regeneration Solutions. Journal of Ecological Engineering, 21(2), 29-38.

15. Kvartenko, O., Sabliy, L., Kovalchuk, N., & Lysytsya, A. (2018). The use of the biological method for treating iron containing underground waters. Journal of Water and Land Development, 39(1), 77-82. https://doi.org/10.2478/jwld-2018-0061.

16. Hu, K., Xu, D., & Chen, Y. (2020). An assessment of sulfate reducing bacteria on treating sulfate-rich metal-laden wastewater from electroplating plant. mailto:Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.Journal of Hazardous Materials, 393, art. no.122376.

17. Kyrii, S. O., Kosogina, I. V., Astrelin, I. M., & Obodenko, L. S. (2018). Investigation of the properties of activated carbon modified by wastes of alumina production. VoprosyKhimii i Khimicheskoi Tekhnologii, 2, 70-78.

18. Trus, I., Gomelya, N., Trokhymenko, G., Magas, N., & Hlushko, O. (2019). Determining the influence of the medium reaction and the technique of magnetite modification on the effectiveness of heavy metals sorption. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6/10 (102), 49-54.

19. Peng, W., Han, G., Cao, Y., Sun, K., & Song, S. (2018). Efficiently removing Pb(II) from wastewater by graphene oxide using foam flotation. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 556, 266-272. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2018.08.043.

20. Trus, I. M., Fleisher, H. Y., Tokarchuk, V. V., Gomelya, M. D., & Vorobyova, V. I. (2017). Utilization of the residues obtained during the process of purification of mineral mine water as a component of binding materials. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii, (6), 104-109.

• < Назад
• Вперёд >