Разделение и концентрирование неорганических электролитов на нанофильтрационных и ультрафильтрационных мембранах

• Автор: Браяловский, Георгий Борисович
• Шифр специальности: 05.17.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Литературный обзор
1Л. Ионный транспорт через тонкопористые мембраны
1Л Л. Пористая модель
1Л.2. Диффузионная модель
1Л .3. Модель Карелина (диффузионно-пористая)
1Л.4. Феноменологическая модель
1 Л.5. Ионообменные модели
1 Л.6. Электростатическая модель
1 Л.7. Капиллярно-фильтрационная модель
1.2. Характеристика природных и производственных сточных вод, содержащих тяжелые металлы
1.3. Методы очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов
1.3.1. Реагентные методы
1.3.2. Электрохимическая очистка
1.3.3. Ионный обмен
1.3.4. Сорбция тяжелых металлов
1.3.5. Ультрафильтрация
1.3.6. Обратный осмос и нанофильтрация
1.4. Выводы и постановка задачи исследования
2. Методика и аппаратурное оформление исследований
2.1. Объекты исследования и их характеристики
2.2. Схема и описание лабораторной мембранной установки
2.3. Методика создания модифицированных мембран
2.4. Методика экспериментов. Математическая обработка результатов
3. Физико-химические закономерности селективной проницаемости неорганических электролитов через ультрафильтрационную мембрану УПМ-20 и ее модификации
3.1. Влияние давления на селективность мембраны УПМ-20 и ее модификации
3.2. Влияние концентрации неорганических электролитов на
селективность мембраны УПМ
3.3. Влияние концентрации неорганических электролитов на
селективность модифицированных ультрафильтрационных мембран
3.4. Исследование механизма полупроницаемое™
ультрафильтрационных мембран
3.5. Математическая модель массопереноса через ультрафильтрационные мембраны
3.6. Обоснование выбора ультрафильтрационных мембран для
процессов разделения неорганических электролитов
3.6.1. Процесс ультрафильтрации применительно к переработке промывных вод гальванопластики
3.6.2. Процесс ультрафильтрации для получения обессоленной
воды
3.7. Выводы
4. Физико-химические закономерности селективной проницаемости
неорганических электролитов через нанофильтрационную мембрану ОПМН-П и ее модификации
4.1. Влияние давления на селективность мембраны ОПМН-П
4.2. Влияние концентрации неорганических электролитов на селективность мембраны ОПМН-П. Объединенная модель проницаемости
4.3. Влияние концентрации неорганических электролитов на селективность модифицированных нанофильтрационных мембран
4.4. Влияние pH на селективность нанофильтрационной мембраны ОПМН-П. Нанофильтрация кислот и щелочей
4.5. Обоснование выбора нанофильтрационных мембран для процессов разделения неорганических электролитов

4.5.1. Процесс нанофильтрации в технологии переработки
промывных вод гальванопластики
4.6. Выводы
5. Мембранное разделение в технологии очистки сточных вод
5.1. Нанофильтрационное концентрирование
5.2. Ультрафильтрационного концентрирования
5.3. Технологии переработки электролитов ванн улавливания на участках блестящего никелирования и обезжиривания
5.4. Технология переработки промывных вод гальванопластики
5.5. Использование ультрафильтрационных мембран для получения воды с пониженным солесодержанием
5.6. Технико-экономический анализ технологических схем получения воды с низким солесодержанием
Выводы
Список литературы
Приложение А. Расчет установки нанофильтрационного
концентрирования
Приложение Б. Расчет установки ультрафильтрационного
концентрирования
Приложение В. Расчет себестоимости получения воды с пониженным солесодержанием на аппаратах двухступенчатого мембранного
обессоливания (АДМО)
Приложение Г. Вывод уравнения баланса по растворенным веществам на
аппаратах двухступенчатого мембранного обессоливания (АДМО)
Приложение Д. Акт внедрения метода нанофильтрационной переработки
раствора ванны улавливания участка обезжиривания
Приложение Е. Акт внедрения обратноосмотического метода переработки раствора ванн улавливания линии никелирования

Однако дозирование растворов едкого натра необходимо проводить при строгом контроле величины pH обрабатываемого стока, чтобы не создалось условий для растворения амфотерных гидроксидов.
При действии соды на раствор солей железа (II) образуется средний карбонат железа РеСОЗ, который постепенно переходит в гидроксид железа Ре(ОН)2.
Выделение углекислого газа при нейтрализации свободных кислот и осаждении ионов тяжелых металлов содой приводит к флотационному эффекту: пузырьки углекислого газа, обволакивая частицы осадка,
поднимают их вверх, способствуя всплыванию части осадка в отстойниках.
Осадки, образующиеся при обработке сточных вод содой, уплотняются значительно хуже, чем осадки, образующиеся при обработке сточных вод известью, так как флокулирующие свойства соды выражены значительно слабее. Однако к основным недостаткам соды и едкого натра как реагентов следует отнести их высокую стоимость и дефицитность.
Согласно [46] для нейтрализации кислых сточных вод и осаждения из них ионов тяжелых металлов могут быть успешно использованы некоторые производственные отходы - карбидный шлам, феррохромовый шлак и др.
Карбидный шлам, являющийся отходом при получении ацетилена, содержит 36-51% гидроксида кальция, 0,9 - 7,3% карбоната кальция, < 0,4% сульфата кальция, < 0,5% сульфида кальция, < 0,8% оксидов железа и алюминия, < 0,4% диоксида кремния, 1,2% силиката кальция и 45 - 68% воды. В состав карбидного шлама входит некоторое количество растворенных га- зов - сереводорода (400 - 800 мг/л), ацетилена (400 - 600 мг/л), фосфористого водорода (1 мг/л). Перед использованием карбидного шлама рекомендуется удалить из него ацетилен с помощью воздуха, продуваемого непосредственно через резервуар для хранения шлама. Ввиду того, что в шламе присутствует значительное количество сероводорода, рекомендуется вводить его в сточные воды в две стадии: сначала до