Сорбционные и мембранные методы разделения коллоидных

70
XV Международная научно-практическая конференция имени профессора Л.П. Кулёва
3. Маланова Н.В., Косинцев В.И., Коробочкин В.В. // Известия ТПУ. Химия,
2014.– Т.324.– №3.– С.124–129.
Сорбционные и мембранные методы разделения
коллоидных систем для очистки подземных вод
К.И. Мачехина
Научный руководитель – к.ф-м.н., доцент Л.Н. Шиян
Томский политехнический университет,
634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина 30, [email protected]
В настоящее время проблема чистой питьевой воды с быстрым ростом водопотребления самая актуальная в мире и с каждым годом она
становиться все более сложной в связи с загрязнением поверхностных
водоемов.
Существуют различные технологии получения питьевой воды из
подземных источников, выбор которых определяется химическим составом воды. Однако, на практике встречаются случаи, когда эффективность работы этих установок, снижается. Например, при обработке
вод северных районов Томской области, ХМАО образуются устойчивые
коллоидные растворы железа (III). Такие растворы содержат частицы,
которые благодаря броуновскому движению находятся в воде во взвешенном состоянии, придавая ей повышенную цветность, что представляет сложность в процессе водоподготовки и значительно снижает производительность используемых установок [1, 2].
Целью настоящей работы является исследование сорбционных и
мембранных методов разделения коллоидных систем, содержащих соединения железа (III), органические вещества гумусового происхождения и соединения кремния.
В работе были использованы физико-химические методы анализа.
Содержание органических веществ анализировали с помощью хроматографических методов по измерению общего органического углерода
– ТОС (Total Organic Carbon). Содержание железа и кремния в растворе
определяли с использованием плазменного оптического эмиссионного
спектрометра ICP-OES фирмы Varian. Водородный показатель и удельную электропроводимость анализировали с использованием многофункционального аппарата WTW Miltiline P4.
Вследствие нестабильности подземных вод и сложности их химического состава все исследования проводили с помощью модельных
растворов [3].
Секция 1 Химия и химическая технология неорганических веществ и материалов
71
Изучен процесс адсорбции органических веществ на активированном угле. Получено значение сорбционной емкости активированного
угля по отношению к органическим веществам, величина составляет
0,25 мг орг. вещ./мг акт. угля. Таким образом, можно сделать вывод, что
органические вещества адсорбируются на активированном угле и могут
быть удалены из модельного раствора с помощью процесса адсорбции.
Изучены процессы ультра и нано фильтрации на модельном растворе, который является схожим с подземной водой северных районов Томской области. При использовании мембраны NF90 практически полностью происходило удаление кремния, железа и органических веществ.
Но поток пермеата данной мембраны немного меньше чем, например, у
мембраны NF270.
Исследованы процессы ультра и нано фильтрации модельного раствора в присутствии фармацевтических препаратов (клофибриновая
кислота, диклофенак, карбазепин). Полученные результаты позволяют сделать вывод, что присутствие фармацевтических препаратов не
влияет на изменение селективности мембран по отношению к железу,
кремнию и органическим веществам, а также не приводит к снижению
потока пермеата.
В заключении можно сделать вывод, что применение процессов адсорбции на активированном угле, ультра и нано фильтрации для очистки модельного раствора, эмитирующего подземную воду северных регионов Томской области, является целесообразным. Для выбора метода
очистки, необходимо также учесть энергетические затраты, так как для
процессов ультра и нано фильтрации они отличаются.
Работа выполнена по ГЗ «Наука» 7.1326.2014.
Список литературы
1. Сериков Л.В., Шиян Л.Н., Тропина Е.А., Хряпов П.А., Савельев Г.Г., Метревели Г., Делай М. // Известия ТПУ, 2010.– Т.316.– №3.– С.28–33.
2. Serikov L.V., Tropina E.A., Shiyan L.N., Frimmel F.H., Meterveli G., Delay M.
// Journal for Soils and Sediments, 2009.– Vol.9.– №2.– P.103–110.
3. Мачехина К.И., Шиян Л.Н., Тропина Е.А. // Журнал прикладной химии,
2012.– Т.85.– №7.– С.1182−1185.