Науковий вісник НГУ

Новий метод знешкодження концентрованих розчинів шляхом кристалізації їх компонентів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №3 2022

Останнє оновлення: 11 липня 2022

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 2226

Authors:

Я.В.Радовенчик, orcid.org/0000-0002-0101-0273, 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.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.

В.В.Галиш, orcid.org/0000-0001-7063-885X, 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.

В.М.Радовенчик, orcid.org/0000-0001-5361-5808, 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.

Є.В.Чупринов, orcid.org/0000-0001-8605-3434, Державний університет економіки і технологій, м. Кривий Ріг, Україна, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022, (3): 044 - 050

https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-3/044

Abstract:

Мета. Cтворення високоефективних випарювачів на основі матеріалів з капілярними властивостями та енергії сонячного випромінювання.

Методика. Процеси випаровування з поверхні тканини із бавовни, шовку та льону вивчали в умовах природного середовища. Необхідне обладнання в найпростішому випадку представляє собою полотнище тканини, закріплене вертикально та занурене нижнім кінцем у концентрат. В якості модельних використовували водопровідну воду й розчини NaCl концентрацією 100 г/дм³.

Результати. Серед сучасних методів знешкодження рідких відходів у вигляді концентратів різних галузей промисловості найбільшого поширення набули термічні методи, що некритичні до хімічного складу концентратів і дозволяють переводити їх у твердий стан. З іншого боку, термічні методи потребують значних затрат енергії, що робить накопичення та зберігання концентратів більш економічно доцільним, незважаючи на екологічні проблеми. Тому надзвичайно важливими сьогодні є дослідження в галузі зниження затрат енергії за рахунок використання енергії сонячного випромінювання, особливо в умовах глобального потепління. Оскільки підвищити температуру навколишнього середовища при значних об’ємах концентратів досить важко, то нами запропоновано підвищувати інтенсивність випаровування за рахунок збільшення площі випаровування. Для реалізації такого процесу обрані тканини з капілярними властивостями, завдяки яким рідка фаза здатна підніматися на значні висоти. При цьому в окремих випадках інтенсивність випаровування може бути підвищена на кілька порядків.

Наукова новизна. У роботі обґрунтована можливість використання даного методу для випаровування рідин і кристалізації речовин, що містяться в концентратах. Досліджено вплив температури на висоту підняття рідини по капілярах тканин і вплив концентрації солей на інтенсивність їх кристалізації. Вивчено вплив товщини полотнища тканини на інтенсивність кристалізації складових концентратів. Запропоновано кілька конструкцій кристалізаторів, котрі дозволяють підвищити ефективність процесу випарювання, автоматизувати етапи видалення твердої фази й регенерації тканинного полотна.

Практична значимість. Запропоновані конструкції випарювачів готові до впровадження на промислових підприємствах і особливо ефективні в районах із плюсовими температурами протягом усього року.

Ключові слова: концентрат, випарювання, кристалізація, капіляр, шламосховище, тканина, сонячна енергія

References.

1. Naidu, G., Ryu, S., Thiruvenkatachari, R., Choi, Y. Jeong, S., & Vigneswaran, S. (2019). A critical review on remediation, reuse, and resource recovery from acid mine drainage. Environmental Pollution, 247, 1110-1124. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.01.085.

2. Berger, E., Fro¨r, O., & Schäfer, R. B. (2019). Salinity impacts on river ecosystem processes: a critical mini-review. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 374, 20180010. https://doi.org/10.1098/rstb.2018.0010.

3. Cañedo-Argüelles, M., Kefford, B. J., Piscart, C., Prat, N., Schäfer, R. B., & Schulz, C-J. (2013). Salinisation of rivers: an urgent ecological issue. Environmental Pollution, 173, 157-167. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2012.10.011.

4. Buzylo, V., Pavlychenko, A., Savelieva, T., & Borysovska, O. (2018). Ecological aspects of managing the stressed-deformed state of the mountain massif during the development of multiple coal layers. E3S Web of Conferences, 60. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20186000013.

5. Amosha, O., Shevtsova, H., & Memedlyaev, Z. (2020). Utilization of mine water of Kryvbas as an imperative for sustainable development of Dnipropetrovsk region. E3S Web of Conferences, 166, 01009. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016601009.

6. Tong, L., Fan, R., Yang, S., & Li, C. (2020). Development and status of the treatment technology for acid mine drainage. Mining, Metallurgy and Exploration, 38(2), 1-13. https://doi.org/10.1007/s42461-020-00298-3.

7. Ostovar, M., & Amiri, M. (2013). A novel eco-friendly technique for efficient control of lime water softening process. Water Environment Research, 85(12), 2285-2293. https://doi.org/10.2175/106143013X13807328848333.

8. Kyrii, S., Dontsova, T., Kosogina, I., Astrelin, I., Klymenko, N., & Nechyporuk, D. (2020). Local wastewater treatment by effective coagulants based on wastes, Journal of Ecological Engineering, 21(5), 34-41. https://doi.org/10.12911/22998993/122184.

9. Trus, I., Gomelya, M., Skiba, M., Pylypenko, T., & Krysenko, T. (2022). Development of Resource-Saving Technologies in the Use of Sedimentation Inhibitors for Reverse Osmosis Installations. Journal of Ecological Engineering, 23(1), 206-215. https://doi.org/10.12911/22998993/144075.

10. Trus, І., Gomelya, N., Halysh, V., Radovenchyk, I., Stepova, O., & Levytska, O. (2020). Technology of the comprehensive desalination of wastewater from mines. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3/6 (105), 21-27. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.206443.

11. Levchuk, I., José, J., Márquez, R., & Sillanpää, M. (2018). Removal of natural organic matter (NOM) from water by ion exchange – A review. Chemosphere, 192, 90-104. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2017.10.101.

12. Morillo, J., Usero, J., Rosado, D., El Bakouri, H., Riaza, A., & Bernaola, F-J. (2014). Comparative study of brine management technologies for desalination plants. Desalination, 336, 32-49. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-820021-6.00003-X.

13. Alonso, G., del Valle, E., & Ramirez, J. R. (2020). 3 – Desalination plants. Desalination in Nuclear Power Plants, 31-42. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-820021-6.00003-x.

14. Khayet, M., & Matsuura, T. (2011). Membrane Distillation: Principles and Applications. Elsevier B. V. ISBN-13: 978-0444531261.

15. Mericq, J.-P., Laborie, S., & Cabassud, C. (2010). Vacuum membrane distillation of seawater reverse osmosis brines. Water Research, 44, 5260-5273. https://doi.org/10.1016/j.watres.2010.06.052.

16. Zhang, J., Wang, D., Chen, Y., Gao, B., & Wang, Z. (2021). Scaling control of forward osmosis-membrane distillation (FO-MD) integrated process for pre-treated landfill leachate treatment. Desalination, 520, 115342. https://doi.org/10.1016/j.desal.2021.115342.

17. Ning, R. Y., & Tarquin, A. J. (2010). Crystallization of salts from super-concentrate produced by tandem RO process. Desalination and Water Treatment, 16, 238-242. https://doi.org/10.5004/dwt.2010.1098.

18. Ferry, J., Widyolar, B., Jiang, L., & Winston, R. (2020). Solar thermal wastewater evaporation for brine management and low pressure steam using the XCPC, Applied Energy, 265, 114746. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114746.

19. Radovenchyk, I., Trus, I., Halysh, V., Krysenko, T., Chuprinov, E., & Ivanchenko, A. (2021). Evaluation of Optimal Conditions for the Application of Capillary Materials for the Purpose of Water Deironing. Ecological Engineering & Environmental Technology, 22(2), 1–7. https://doi.org/10.12912/27197050/133256.

20. Berthier, J., & Brakke, K. A. (2012). Capillary Effects: Capillary Rise, Capillary Pumping, and Capillary Valve. In Berthier, J., & Brakke, K. A. (2012). The Physics of Microdroplets, 183-208. https://doi.org/10.1002/9781118401323.ch7.

• < Попередня
• Наступна >