Разработка и применение баромембранных процессов в технологиях очистки природных и сточных вод

• Автор: Мигалатий, Евгений Васильевич
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 465 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Литературный обзор
1.1. Загрязнение источников водоснабжения как один из основных факторов разрушения биосферы
1.1.1. Состояние источников водоснабжения
1.1.2.Воздействие тяжелых металлов на природные водные системы и организм человека
1.1.3 .Характеристика органических веществ, содержащихся в природных водах, и их влияние на качество питьевой воды
1.2. Радиационная нагрузка на территорию Свердловской области
1.3. Мембранные методы как экологически чистые и универсальные технологические процессы очистки воды от токсичных примесей
1.3.1.Аспекты практического использования ультрафильтра-ционного метода переработки жидких систем
1.3.2.Мембраны и установки, используемые для баромембранных процессов
1.4. Механизмы полупроницаемости полимерных мембран и их
анализ
1.4.1 .Массоперенос через обратноосмотические мембраны
1.4.2.Массоперенос через крупнопористые ультрафильтраци-онные мембраны
1.4.3.Физические модели массопереноса через ультрафильт-рационные мембраны
1.4.4.Физические модели мембран
1.4.5.Эффект динамических мембран в ультрафильтрации и
их классификация
1.4.6.Модель концентрационной поляризации - гелеобразо-
вания
1.5.Постановка задачи исследования
2. Методика и аппаратурное оформление исследований
2.1. Объекты исследования и их характеристики
2.2. Аппаратурное оформление мембранных, диффузионных, сорбционных процессов и электрокинетических измерений
2.2.1 .Схема и описание лабораторных мембранных установок
2.2.2.Методика экспериментов. Математическая обработка результатов

2.2.3.Характеристика мембранных фильтрующих материалов
2.2.4. Калибровка мембран по водопроницаемости
2.2.5.Измерение электрокинетических харакатеристик мембран
3. Физико-химические закономерности массопереноса растворенных веществ через крупнопористые мембраны
3.1. Исследование электрохимического механизма полупроницаемое™ ионогенных соединений
3.1.1. Массоперенос растворенных веществ через немодифи-цированные крупнопористые мембраны
3.1.2. Задержание низкомолекулярных неорганических примесей модифицированными крупнопористыми мембранами
Выводы
3.2. Ультрафильтрация водных растворов поверхностно-активных веществ
3.2.1.Диаграммы состояния водных растворов алкилсульфа-
тов натрия
3.2.2.Мембранное разделение растворов поверхностноактивных веществ в различных областях диаграмм состояния. Влияние длины углеводородного радикала, природы и концентрации электролитов
3.2.3.Мембранное разделение растворов лаурата натрия и сульфанола
3.2.4.Мембранное разделение растворов алкилсульфатов при
высоких рабочих давлениях
Выводы
3.3. Ультрафильтрация водных растворов радионуклидов
3.3.1.Мембранное разделение радионуклидов в присутствии нейтральных электролитов, кислот и оснований
3.3.2.Разделение радионуклидов в присутствии анионоактивных поверхностно-активных веществ
3.3.3.Разделение радионуклидов в присутствии катионоактивных поверхностно-активных веществ
3.3.4.Разделение радионуклидов в присутствии неионогенных поверхностно-активных и комплексообразующих
веществ
Выводы
3.4. Ультрафильтрация растворов красителей
3.4.1.Взаимодействие красителей с мембранами на основе
целлюлозы
3.4.1.1 .Сорбционные свойства красителей
3.4.1.2.Диффузионные свойства красителей

3.4.2.Влияние внешних факторов на процесс мембранного
разделения красителей
3.4.2.1 .Концентрационная поляризация
3.4.2.2.Давлени е
3.4.2.3.Концентрация красителей
3.4.2.4.Температур а
3.4.2.5.Величина pH среды
3.4.2.6.Добавки электролитов
3.4.2.7.Добавки поверхностно-активных веществ
Выводы
3.5. Ультрафильтрация растворов комплексных соединений тяжелых металлов с низкомолекулярными органическими лигандами
3.5.1 .Влияние концентрации ионов водорода
3.5.2.Влияние природы и концентрации лиганда
Выводы
3.6. Ультрафильтрация растворов комплексных соединений тяжелых металлов с высокомолекулярными органическими
лигандами
3.6.1.Оценка комплексообразующей способности лигносуль-
фоновой кислоты
3.6.2.Взаимосвязь задерживающих характеристик мембран с процессами комплексообразования
3.6.3.Механизм массопереноса комплексов через мембраны.. 283 Выводы
3.7.Условия реализации баромембранных процессов
3.7.1.Баромембранное фильтрование гомогенных водных растворов
3.7.2.Баромембранное фильтрование гетерогенных водных
растворов
Выводы
4. Мембранное разделение в технологии очистки природных

4.1 .Состав примесей природной и водопроводной воды
4.2.Реагентный метод доочистки водопроводной воды
4.3.Разработка технологии доочистки водопроводной воды на локальных установках
4.4.Устройство и описание работы водоочистительной установки «Акварос»
Выводы
5. Мембранное разделение в технологии очистки сточных вод .. 336 5.1.Очистка сточных вод от соединений тяжелых металлов
5.1.1 .Реагентные технологии

концентраций. При этом, хотя разности давлений и особенно концентраций в экспериментах по ультрафильтрации достаточно большие и система весьма далека от равновесного состояния, тем не менее, в большинстве случаев, наблюдали удовлетворительную корреляцию между экспериментальными и теоретическими данными. В конечном итоге, используя модель тонкопористой мембраны [50], было получено простое и удобное выражение, связывающее коэффициент задержания растворенного вещества мембраной (Я) и объемный поток через мембрану (ф):
1/Я= 1/БфХ)+[(1п/1р)-К2,о]1рП'Ко01у, (1.16)
где Ыоо- граничное (асимптотическое) значение коэффициента задержания растворенного вещества, определяемое по величине отрезка, отсекаемого на оси ординат; 1р- по тангенсу угла наклона зависимости ф- АР в координатах уравнения (1.11); 1п-из тангенса угла наклона зависимости 1/К - 1/ф и по известным значениям Ьф,, 1р и П' [52].
Таким образом, с помощью уравнения (1.16) можно рассчитать кривую изменения задерживающей способности как функцию объемного потока (давления), используя параметры переноса, определенные экспериментально независимыми методами.