Застосування баромембранних методів в процесі очищення води від іонів важких металів

Abstract

Забруднення природних водойм іонами важких металів є доволі гострою проблемою, незважаючи на значні науково-технічні досягнення в галузі природних і стічних вод. Серед відомих способів очищення води, в якій важкі метали містяться в мікроорганізмах, найбільший інтерес викликають способи з мембранним очищенням. Досліджено процеси мембранного очищення води від іонів важких металів з сильно розбавлених розчинів. Показано, що продуктивність нанофільтраційної мембрани ОПМН-П в процесі фільтрування сильно розбавлених розчинів сульфату кадмію залежить від робочого тиску і є близькою до показників, отриманих з використанням дистильованої води. Встановлено на прикладі виділення іонів міді, кадмію і свинцю за концентрацій ~ 0,1 мг/дм3, що селективність мембрани дуже низька і не перевищує 10 %. З використанням комплексонів у деяких випадках селективність мембрани досягала 100 % зі зниженням вихідної концентрації іонів металів до 10-8 мг/дм3. При цьому іони металів накопичувалися в концентратах в еквівалентних кількостях. З використанням Трилону Б, селективність іонів міді на перших стадіях зростає до 69...77 %. З використанням ОЕДФК селективність досягає 100 % протягом всього процесу фільтрації. Використовуючи як комплексон НТМФК, за концентрацій міді 10-3...10-7 мг/дм3 досягнуто повне видалення міді з води з концентраціями по НТМФК 25...50 мг/дм3. За вмістом НТМФК 10 мг/дм3 селективність міді досягла 26 %. В процесі очищення води від кадмію менш ефективне використання композиції Aкватону і ДДТН та нульової селективності з використанням НТМФК. Водночас ОЕДФК забезпечував повне утримання кадмію. Використання цих комплексних речовин неефективне для виведення іонів свинцю Pb2+ з води. Для фільтрування суспензій карбонату кальцію разом з карбонатом свинцю його видаляють з води, використовуючи мембрану OПМН-П.

Загрязнение природных водоемов ионами тяжелых металлов стало довольно острой проблемой, несмотря на значительные научно-технические достижения в области природных и сточных вод. Среди известных способов очистки воды, в которой тяжелые металлы содержатся в микроорганизмах, наибольший интерес вызывают способы с мембранной очисткой. Исследованы процессы мембранной очистки воды от ионов тяжелых металлов из сильно разбавленных растворов. Показано, что производительность нанофильтрационной мембраны ОПМН-П при фильтровании сильно разбавленных растворов сульфата кадмия зависит от рабочего давления и близка к показателям, полученным при использовании дистиллированной воды. Установлено на примере выделения ионов меди, кадмия и свинца с концентрацией ~ 0,1 мг/дм3, что селективность мембраны очень низкая и не превышает 10 %. С использованием комплексонов в некоторых случаях селективность мембраны достигала 100 % со снижением исходной концентрации ионов металлов до 10...8 мг/дм3. При этом ионы металлов накапливались в концентратах в эквивалентных количествах. Итак, с использованием Трилона Б, селективность ионов меди на первых стадиях возрастает до 69...77 %. С использованием OЭДФК селективность достигает 100 % в течение всего процесса фильтрации. Используя в качестве комплексона НТМФК при концентрации меди 10-3...10-7 мг/дм3 достигнуто полное удаление меди из воды с концентрациями по НТМФК 25...50 мг/дм3. При содержании НТМФК 10 мг/дм3, селективность меди достигла 26 %. В процессе очистки воды от кадмия менее эффективным было использование композиции Aкватона и ДДТН, и нулевую селективность обеспечил НТМФК. В то же время ОЭДФК обеспечивал полное удержание кадмия. Использование этих комплексонов было неэффективным при выделении ионов свинца Pb2+ из воды. В процессе фильтрования суспензий карбоната кальция вместе с карбонатом свинца его удаляют из воды, используя мембрану ОПМН-П.

Pollution of natural reservoirs with heavy metal ions is a rather acute problem, despite significant scientific and technical achievements in the field of natural and sewage treatment. Among the well-known methods of water purification, in which heavy metals are contained in microorganisms, membrane treatment methods are of greatest interest. The processes of membrane water purification from heavy metal ions from highly dilute solutions are investigated. It is shown that the performance of the OPMN-P nanofiltration membrane in the filtration of highly dilute solutions of cadmium sulfate depends on the working pressure and is close to the values obtained with the use of distilled water. It has been found out on the example of the allocation of copper, cadmium and lead ions at concentrations of ~ 0,1 mg/dm3, that the membrane selectivity was very low and did not exceed 10%. When using complexons in some cases, the selectivity of the membrane reached 100 % with a decrease in the initial concentration of metal ions to 10–8 mg/dm3. In this case, metal ions accumulated in concentrates in equivalent quantities. So with the use of Trilon B, the selectivity of copper ions increases to 69...77 % in the first stages. When using OEDFK, the selectivity reaches 100 % throughout the entire filtration. When used as a complexons NTMFK at copper concentrations of 10–3...10–7 mg/dm3, full removal of copper from water at the concentrations of NTMFC 25...50 mg/dm3 was achieved. At the content of NTMFC 10 mg/dm3, the copper selectivity reached 26 %. When purifying water from cadmium, it was less effective to use the composition of Aquaton and DDTN and zero selectivity provided NTMFK. At the same time, OEDFK provided complete maintenance of cadmium. The use of these complexons was ineffective in the release of lead ions Pb2+from water. When filtering slurries of calcium carbonate together with lead carbonate, it is released quantitatively from water by using an OPMN-P membrane.