Науковий вісник НГУ

Вивчення особливостей очищення води від іонів важких металів при використанні методу нанофільтрації

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2020

Останнє оновлення: 30 серпня 2020

Опубліковано: 30 серпня 2020

Перегляди: 2346

Authors:

І. М. Трус, orcid.org/0000-0001-6368-6933, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

М. Д. Гомеля, orcid.org/0000-0003-1165-7545, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І. М. Макаренко, orcid.org/0000-0002-7895-2664, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

А. С. Хоменко, orcid.org/0000-0003-3046-6867, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Г. Г. Трохименко, orcid.org/0000-0002-0835-3551, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, м. Миколаїв, Україна, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

 повний текст / full article

Abstract:

Мета. Розробка високоефективних технологій глибокого очищення природних і стічних вод від сполук та іонів важких металів із використанням нанофільтраційних мембран і комплексонів для запобігання забрудненню водойм та захисту людей і природних об’єктів від впливу високотоксичних полютантів.

Методика. Для видалення іонів міді із досліджуваних розчинів у роботі застосовували фероціанід калію як осаджувач, катіонний флокулянт Zetag-7547 для покращення седиментаційних властивостей отриманої твердої фази. Для вилучення іонів міді, цинку, кадмію, нікелю використовували комплексони ОЕДФК і НТМФК у концентрації 10–50 мг/дм³. Після додавання реагентів розчини знесолювали на нанофільтраційній мембрані низького тиску ОПМН-П.

Результати. Визначені оптимальні умови очистки води від іонів міді методом комплексоутворення-нанофільтрації. Розроблено спосіб ефективного вилучення з води важких металів до допустимих меж при використанні комплексонів з подальшим нанофільтраційним знесоленням.

Наукова новизна. У результаті проведених досліджень встановлена залежність продуктивності нанофільтраційної мембрани ОПМН-П від тиску й селективності по іонах міді, цинку, кадмію, нікелю від ступеню відбору перміату. Встановлена залежність ефективності вилучення даних полютантів від типу й витрати комплексонів. Показано, що іони жорсткості, гідрокарбонати, хлориди, сульфати зменшують селективність нанофільтраційної мембрани по іонах важких металів, тому запропоновано для підвищення ефективності процесу провести попереднє очищення води на аніоніті АВ-17-8 в основній формі. Для видалення іонів міді з досліджуваних розчинів був застосований в якості осаджувача фероціанід калію, для покращення седиментаційних властивостей отриманої твердої фази був використаний розчин катіонного флокулянту Zetag-7547 із подальшим доочищенням на нанофільтраційній мембрані, що дозволило підвищити ступінь вилучення іонів Cu²⁺ до 99,6 %.

Практична значимість. У роботі обґрунтовані оптимальні технологічні параметри вилучення іонів важких металів із водних розчинів за допомогою методів нанофільтрації при використанні комплексонів. Розроблені методи вилучення іонів важких металів із водних розчинів дозволяють знизити їх концентрації до нормативних значень. Комплексні технології очищення води від важких металів дають можливість зменшити техногенне навантаження на довкілля за рахунок підвищення якості води та зменшення кількості утворених відходів та покращити екологічну ситуацію в регіоні.

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:Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.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.

• < Попередня
• Наступна >