Физико-химические аспекты использования анионообменных мембран в процессах очистки амфолитсодержащих (NaHCO3, NaH2PO4, KHC4H4O6) сточных вод тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат наук Невакшенова, Екатерина Евгеньевна

• Невакшенова, Екатерина Евгеньевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Невакшенова, Екатерина Евгеньевна

Содержание

Содержание

Список сокращений и обозначений

Введение

1 Литературный обзор

1.1 Амфолитсодержащие сточные воды и их воздействие на окружающую среду

1.2 Традиционные способы извлечения фосфатов и других амфолитов из сточных вод

1.3 Электромембранные и комбинированные методы извлечения амфолитов из сточных вод и природных растворов

1.4 Понятие «амфолит» с позиций различных теорий

1.5 Механизмы переноса некоторых амфолитов в растворах

1.6 Транспортные характеристики ионообменные мембраны

1.6.1 Сильные электролиты

1.6.2 Транспортные характеристики ионообменных мембран в растворах амфолитов

2 Объекты и методы экспериментального исследования

2.1 Объекты исследования

2.1.1 Амфолиты

2.1.2 Мембраны

2.2 Методики определения равновесных и транспортных характеристик исследуемой ионообменной мембраны

2.2.1 Определение полной статической обменной емкости

2.2.2 Методика изучения сорбционных характеристик ионообменных мембран

2.2.3 Измерение электропроводности мембран дифференциальным методом

2.2.4 Методики определения диффузионной проницаемости мембран

3 Влияние электропроводности промышленных анионообменных мембран на эффективность электродиализного извлечения амфолитов из водных растворов

3.1 Сравнительный анализ поверхностного сопротивления промышленных анионообменных мембран в растворах №01, КИТ, ЫаНСОз и ЫаНгР04

3.2 Удельная электропроводность промышленных анионообменных мембран

3.2.1 Концентрационные зависимости удельной электропроводности мембран в растворах NaCl

3.2.2 Концентрационные зависимости удельной электропроводности мембран в растворах амфолитов

3.3 Сравнение экспериментальных данных с теоретическими расчетами по модифицированной микрогетерогенной модели

3.3.1 Модифицированная микрогетерогенная модель

3.3.2 Результаты расчётов по модифицированной микрогетерогенной модели

4 Диффузионная проницаемость анионообменных мембран в растворах NaCl и амфолитов

4.1 Верификация нестационарной пятислойной модели диффузии электролита в мембранной системе

4.1.1 Нестационарная пятислойная модель диффузии электролита в мембранной системе

4.1.2 Экспериментальное определение параметров микрогетерогенной модели

4.1.3 Определение fx,f2,D i. Концентрационная зависимость удельной электропроводности мембран

4.1.4 Определение параметров KD,f2,fx. Изотерма сорбции исследуемых мембран в растворе NaCl

4.1.5 Определение параметров Di,a . Концентрационные зависимости диффузионных характеристик мембран

4.2 Сравнение результатов экспериментального исследования процесса диффузии через мембрану с результатами расчетов по модели

4.3 Влияние на диффузионную проницаемость мембран физико-химической природы амфолита и концентрации раствора

5 Рекомендации по совершенствованию анионообменных мембран, предназначенных для использования в процессах очистки жидких сред от

амфолитов

Выводы

Список использованных источников

Приложение А

Приложение Б

Список сокращений и обозначений

Обозначения

а - ширина проточной камеры, м;

С1 - концентрация ионов, моль дм-3;

с - концентрация, моль дм-3;

5 - толщина диффузионного слоя, м;

Б - коэффициент диффузии электролита в растворе, см2 / с;

Б - число Фарадея, 96490 А с/моль;

Ь - межмембранное расстояние, м;

[ - плотность тока, А/см2;

] - плотность потока ионов, моль/м2хс;

Ь - длина активной поверхности мембраны, м;

Р - коэффициент диффузионной проницаемости, см2/с;

8 - площадь активной поверхности мембраны, м2;

г! - число переноса иона 1 в растворе;

V - средняя линейная скорость течения раствора, м/с;

ЧУ - объемная скорость протока раствора, м3/с;

ф - электрический потенциал, В;

X - толщина квазиравновесного пограничного электрического двойного

слоя, м; Индексы нижние [ - ион; б - раствор; ш - мембрана; Сокращения

АОМ - анионообменная мембрана; ИОМ - ионообменная мембрана; КОМ - катионообменная мембрана; ЭД - электродиализатор

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физико-химические аспекты использования анионообменных мембран в процессах очистки амфолитсодержащих (NaHCO3, NaH2PO4, KHC4H4O6) сточных вод»

Введение

Наибольшую сложность при переработке коммунальных и шахтных вод, сточных вод гальванических производств и пищевой индустрии представляет извлечение из них амфолитов. Самыми распространёнными методами их обезвреживания являются химические процессы нейтрализации или коагуляции. Применение этих методов сопряжено с расходованием большого количества химических реагентов и внесением в окружающую среду не свойственных ей химических веществ. Использование сорбционных технологий (в том числе - ионного обмена) требует регенерации сорбентов и ионообменных смол и сопровождается появлением больших объёмов вторичных сточных вод. Мембранные технологии, в частности, электродиализ, всё шире используются для минимизации воздействия техносферы на окружающие экосистемы и предотвращение загрязнения природной среды амфолитами. Однако, для повышения эффективности и экологической целесообразности этих процессов необходимо углубление знаний о физико-химических аспектах функционирования ионообменных мембран (ИОМ) и поиска общих закономерностей транспорта в них этих веществ. Амфолиты содержат полярные группы (например, фосфорнокислотные, карбоксильные и/или аминогруппы), которые вступают в реакции протолиза с растворителем (водой) с образованием ионов Н+ или ОН" и меняют зарядность в зависимости от рН окружающей среды. Эта особенность обусловливает наличие механизмов переноса, отличных от характерных для сильных электролитов, таких как №01. С другой стороны многофакторность процессов протолиза амфолитов в поровом растворе, на границе мембрана/раствор и в прилегающих к ионообменной мембране диффузионных пограничных слоях дает больше «рычагов» для воздействия на мембранную систему с целью обеспечения процесса извлечения и разделения амфолитов в желаемом направлении.

Профессорами Н.П. Березиной, Н.П. Гнусиным, В.И. Заболоцким, В.В. Никоненко, В.А. Шапошником, А.Б. Ярославцевым, В. Auclair, С. Larchet достаточно подробно изучены физико-химические характеристики ионообменных мембран в растворах сильных электролитов, для них уже разработаны теории, позволяющие связать структурно-кинетические параметры ионообменных мембран с их физико-химическими характеристиками, важными для обоснования технологических решений, обеспечивающих минимизацию техногенного воздействия на окружающие экосистемы.

С другой стороны, анализ весьма ограниченного количества работ (О.В. Бобрешова, Т.В. Елисеева, В.В. Котов, В.В. Никоненко, В.А. Шапошник, S. Mafe, G. Pourcelly, P. Ramirez) позволяет предположить, что закономерности транспорта этих веществ отличаются от систем с сильными электролитами. Для таких систем отсутствуют комплексные исследования разнообразных промышленных анионообменных мембран в растворах амфолитов разных типов: большая доля известных работ посвящена исследованию функционирования ионообменных мембран в растворах аминокислот.

Для расширения областей применения экологически целесообразных методов предотвращения загрязнения природной среды амфолитами требуется проведение исследований физико-химических аспектов функционирования ИОМ в амфолитсодержащих растворах, разработка новых, адаптированных к переработке амфолитов мембран.

Актуальность темы исследования подтверждается поддержкой, оказанной работе РФФИ (проекты №№ 09-08-96523р_юг, 11-08-96511р_юг_ц, 11 -08-93103НЦНИЛ_а, 12-08-93106 НЦНИЛ__а); ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (контракт №№ 02.740.11.0861) и 7-й рамочной программой Евросоюза «CoTraPhen» PIRSES-GA-2010-269135.

Цель работы: исследование возможности повышения эффективности применения анионообменных мембран при переработке и очистке амфолитсодержащих сточных вод.

Задачи исследования:

1. Обобщить представления о физико-химических характеристиках амфолит-содержащих производственных сточных вод и определить экологически целесообразные технологические решения их очистки.

2. Выявить наиболее значимые физико-химические характеристики анионообменных мембран, которые могут влиять на эффективность электродиализного (ЭД) удаления амфолитов из сточных вод, провести их сравнительную оценку и на её основе определить самые перспективные промышленные анионообменные мембраны для процессов, обеспечивающих предотвращение загрязнения природной среды амфолитами.

3. Исследовать механизмы транспорта амфолитов в гелевой фазе анионообменной мембраны и на этой основе предложить пути совершенствования мембран, предназначенных для переработки амфолитсодержащих растворов.

Объекты исследования. Объектами исследования являются промышленные гомогенные и гетерогенные анионообменные мембраны различных производителей: FTAM-EDI, FTAM-E (Fumatech, Германия), МА-40, МА-41 (ОАО «ЩекиноАзот», Россия), Ralex AMH-PES (MEGA, Чешская Республика), АМХ, AMX-SB (Astom, Япония), АХ, которые широко применяются для ЭД переработки техногенных и природных растворов.

Научная новизна. Доказана экологическая целесообразность и возможность эффективного извлечения амфолитов (№НСОз, NaH2P04, КНС4Н4О6) из жидких промышленных и природных стоков с применением электромембранных процессов, базирующихся на совершенствовании ионообменных мембран с учетом специфического воздействия амфолитов на их структурно-кинетические характеристики и химический состав.

Проведена полная верификация нестационарной Ш трехслойной модели мембранной системы, находящейся в равновесии с раствором электролита, и доказана её применимость для определения и прогнозирования структурно-кинетических характеристик ионообменных мембран при варьируемой толщине прилегающего к ним диффузионного слоя.

Практическая значимость. Для обеспечения экологически эффективной очистки сточных вод и природных жидкостей от амфолитов (ЫаНСОз, ИаНгРОд, КНС4Н4О6) определены наиболее перспективные мембраны и ионообменные материалы, а также рабочие диапазоны концентраций растворов, установленные на основе анализа концентрационных зависимостей поверхностного сопротивления, электропроводности и диффузионной проницаемости ряда анионнообменных мембран в растворах ЫаС1 и амфолитов: КНС4Н4О6, ЫаНСОз и МаН2РС>4.

Разработаны установка и методика измерения диффузионных характеристик мембран при контролируемой толщине пограничного диффузионного слоя в условиях, близких к реализуемым в промышленных электродиализных установках.

Фундаментальные результаты диссертационной работы используются в учебном процессе ФГБОУ ВПО КубГУ при чтении лекций и проведении практических занятий по курсам «Мембранные технологии в решении экологических проблем», направление подготовки 020100.68, и «Современные методы защиты биосферы», направление подготовки 280700.68. Выявленные физико-химические аспекты функционирования АОМ в растворах амфолитов учитываются фирмой ЕигосИа при разработке современных технологий извлечения амфолитов из жидких сред (акт об использовании на фирме ЕигосИа, Франция, и ФХВТ КубГУ, Россия).

Основные положения, представляемые к защите:

1. Оценка экологической целесообразности и эффективности современных решений предотвращения вредных выбросов амфолитов в

гидросферу и роли отдельных физико-химических характеристик ИОМ в повышении конкурентоспособности мембранных методов.

2. Алгоритм определения пригодности АОМ для процессов очистки сточных вод и других жидких сред с учётом пористости и химической природы фиксированных групп мембран, а также характеристик амфолита: структуры, степени гидратации противоиона, его способности к трансформации в нейтральные молекулы или полизарядные анионы в результате протекания реакций протолиза.

3. Результаты экспериментальных исследований физико-химических характеристик восьми промышленных анионообменных мембран в растворах ЫаС1 и различных амфолитов и выявленные на основе их теоретического анализа механизмы переноса анионов амфолитов в АОМ.

4. Рекомендации по совершенствованию ионообменных мембран для процессов переработки амфолитсодержащих растворов.

Личный вклад соискателя. Соискателем обобщены данные об экологически целесообразных технологических решениях очистки амфолитсодержащих производственных сточных вод; получены концентрационные зависимости поверхностного сопротивления и удельной электропроводности, а также диффузионных характеристик ИОМ при заданных значениях толщины диффузионного слоя, охарактеризованы все представленные в работе мембраны и осуществлена обработка всех полученных экспериментальных данных, в том числе с использованием расчётов по микрогетерогенной и нестационарной многослойной математическим моделям.

Апробация работы. Основные положения и результаты

диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийских и

международных конференциях, форумах и конгрессах: IX Международный

Фрумкинский симпозиум «Электрохимические технологии и материалы XXI

века» (г. Москва, 2010), VII Всероссийская научная конференция молодых

ученых и студентов «Современное состояние и приоритеты развития

9

фундаментальных наук в регионах» (г. Анапа, 2010 г.), Всероссийский Форум «Селигер», смена Зворыкинского проекта «Инновации и техническое творчество» (Тверская обл., 2011 г.), Международная научно-практическая конференция «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» (г.Москва, 2011), VI Всероссийская конференция «Физико-химические процессы в конденсированных средах и на межфазных границах - ФАГРАН-2012» (г. Воронеж, 2012 г.), International congress «1СОМ'2011» (г. Амстердам, Нидерланды, 2011), International conference "NYM13" (г. Энсхеде, Нидерланды, 2011), Международная конференция «Ионный перенос в органических и неорганических мембранах» (г. Туапсе, 2010, 2011,2012, 2013 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 4 статьи, включенные в перечень ВАК РФ, 1 патент на полезную модель и 10 тезисов докладов на международных и российских конференциях.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 156 страниц машинописного текста, 59 рисунков, 16 таблиц, список литературы из 164 наименований и 2 приложения.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю доктору химических наук, профессору Письменской Наталии Дмитриевне за выбор актуальной темы исследования, руководство работой на все протяжении ее выполнения, за помощь в написании научных статей, за возможность участия в российских и зарубежных конференциях, за личный пример и неоценимую поддержку; доктору химических наук, профессору Никоненко Виктору Васильевичу за постоянное внимание к теоретической и экспериментальной части данной работы, полезные дискуссии при интерпретации данных, помощь в написании научных статей, за возможность участия в российских и зарубежных научных проектах; Марееву Семену Александровичу за содействие в реализации

модернизированной микрогетерогенной модели с помощью программ ЭВМ.

10

1 Литературный обзор

Стремительное развитие промышленности и сельского хозяйства, а также рост городов ведет к увеличению объемов сточных вод. Перед сбросом в естественные водоемы или возвращение в цикл производства сточные воды должны быть приведены в соответствие со СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» и ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования».

Наибольшую сложность при переработке сточных вод (шахтные воды, сточные воды химических, гальванических производств и пищевой индустрии) представляет извлечение из них амфолитов. Наиболее распространёнными методами их обезвреживания являются химические процессы нейтрализации или коагуляции. Применение этих методов сопряжено с расходованием большого количества химических реагентов и внесением в окружающую среду не свойственных ей химических веществ. Использование сорбционных технологий (в том числе - ионного обмена) требует регенерации сорбентов и ионообменных смол и сопровождается появлением больших объёмов вторичных сточных вод.

Использование мембранных технологий является экологически более целесообразным для этих целей. Анионообменные мембраны всё шире используют для разработки и совершенствования технологий, направленных на минимизацию воздействия техносферы на окружающие экосистемы и предотвращение загрязнения природной среды амфолитами.

1.1 Амфолитсодержащие сточные воды и их воздействие на окружающую среду

Традиционным источником амфолитсодержащих сточных вод являются гальванические производства. В зависимости от рН тяжёлые металлы существуют в них в виде кислот или щелочей. Наиболее

11

распространенные тяжелые металлы представлены в работе [1]. В этой же работе указано их токсическое воздействие на организм человека (таблица 1.1).

Таблица 1.1- Наиболее опасные тяжелые металлы в сточных водах

Тяжелый металл Проявление токсичности Концентрация, мг/л

Мышьяк Кожные проявления, висцеральный рак, сосудистых заболеваний 0.050

Кадмий Поражение почек, почечных расстройств, канцерогенных для человека 0.01

Хром Головная боли, диарея, тошнота, рвота, канцерогенные 0.05

Медь поражение печени, болезни Вильсона, бессонница 0.25

Никель дерматит, тошнота, хроническая астма, кашель, канцерогенных для человека 0.20

Цинк депрессия, вялость, неврологические симптомы, и повышенная жажда 0.80

Свинец Повреждение шнура головного мозга плода, заболевания почек, системы кровообращения, нервной системы и 0.006

Ртуть Ревматоидный артрит, болезни почек, системы кровообращения и нервной системы 0.00003

Большую проблему представляет собой очистка стоков винодельческих производств, так как эти воды зачастую имеют переменный состав с высоким содержанием амфолитов [2, 3]. Развитие современных технологий привело к появлению новых производств. В частности, широкое распространение получили производства полупроводников, например, тонкопленочные транзисторы (TFT) для жидкокристаллических дисплеев (LCD) [4]. Данный тип производства включают в себя осаждение, фотолитографию и травление. Эти процессы требуют больших затрат воды и химических реагентов, а стоки содержат огромное количество фосфатов и др. соединений. Кроме того, в сточных водах часто присутствует токсичный амфотерный элемент хром, обычно это хром (III) и хром (VI) [5]. Высоким является содержание амфолитов в стоках медицинских учреждений и

фармацевтических производств [6]. Ещё одним многотоннажным источников амфолитов, а именно, фосфатов, являются бытовые сточные воды. Эти вещества входят в состав стиральных порошков и моющих средств [7].

Избыточное накопление фосфатов и других биогенных веществ в водоемах приводит к несбалансированной эвтрофикации [8, 9, 10] -обильному росту сине-зеленых водорослей, недостатку кислорода в водоеме и, как следствие, замору рыб и других обитателей водоемов. Таким образом, контроль и очистка амфолитсодержащих стоков, поступающих в водоемы, является важной экологической проблемой.

На рисунке 1.1 представлен состав бытовых сточных вод и процентный состав фосфатсодержащих комплексов с различным размером коллоидных частиц.

Sottleable >106 pm

Phosphats fractions 22%

Colloidal + supracotloidal 0.025 - 106 pm

Soluble < 0.025 pm

15%

g|gg

5 . с^ШМ^г^}

63%

Anions (mg/l)

Bicarbonate (HCOj") 50-100

1 Carbonate ¡COj) 0-10

i Chloride (CI-) 20-50

; Nitrate (N0$-) 5-40

Phosphorus (POi ) 5-15

1 Sulphate (SO,-) 15-30

I Cations (mgA)

I Calcium (Ca*) 6-16

j Magnesium (Mg-) 4-10

Potassium (K*) 7-15

Sodium (Na-) 40-70

Рисунок 1.1 - Состав сточных вод и процентный состав фосфатсодержащих комплексов с различным размером коллоидных частиц [7]

Наиболее подробный состав бытовых сточных вод из различных источников (ванные комнаты, кухни, прачечные, бытовой мусор и т.д.) представлен в работе Е. Eriksson и соавторов [11], органический состав бытовых сточных вод рассмотрен в [12]. Самая большие группы органических соединений в бытовых сточных водах это волокна, белки и сахара, доля

13

которых составляет соответственно 20,64%, 12,38% и 10,65% от общего состава.

В таблице 1.2 обобщены некоторые сведения о составе сточных вод бытового происхождения и сточных вод различных отраслей производства.

Таблица 1.2 - Состав сточных вод различных источников

Компоненты сточных вод Гальван ические произвол ства [13] Пищевые производства Бытовые сточные воды [11]

Виноделие [3] Мясомо лочное произво дство [14, 15] Хлебо пекар ное произв одство [14]

Хром (VI) 1000 0.036

Медь 30 0.056

Никель 50 <0.025

Цинк 50 0.14

Кадмий 15 <0.006

Свинец 10 <0.063

Хлориды (С1") 500 77

Сульфаты (БС^2") 1000 320

Цианиды(С№) 30

Нитраты (КЮз") 60 0.038

Аммиак 15

Взвешенные вещества 2380 5110

Жиры 345 1380

хпк 1558±1023 17800 17980 20.7

бпк5 942±682 9460 8210 12.6

Аммонийный азот 28.0±40.0 27 16.2 0.03

Фосфаты 2.3±2.1 16.4 9.4 0.16

СПАВ 0.976

Сухой остаток 15831 4738

Железо общее 16,1 1.4

РН 6.03±0.74 4.13 4.9 6.9-7.5

Барий 0.032

Кальций 21

Калий 6.6

Магний 6.6

Натрий 21

Таким образом, амфолиты представляют серьёзную угрозу для окружающей среды и здоровья человека. Наряду с уже традиционными соединениями тяжёлых металлов всё большую тревогу вызывают органические соединения, в частности, карбоновые кислоты и их производные, а также фосфаты, выброс которых в окружающую среду постоянно усиливается.

1.2 Традиционные способы извлечения фосфатов и других амфолитов из сточных вод

В зависимости от объемов сточных вод и состава загрязняющих веществ могут применяться различные методы их обезвреживания: механические, химические, физико-химические, физические, биохимические и комбинированные. Основные методы очистки стоков представлены на рисунке 1.2. Теоретические основы стандартных методов очистки сточных вод представлены в ряде учебной и научной литературы [16].

Механические

О) X

га ш о

и. >.

-8-з: о. н

X ф

=Г

К

к гт га а. н л с;

5: ©

с; х а-та

л с; х •во

о. ^

г:

Химические

ф

о;

X

Ф =Г

с; та ф

т о

о г

X га & с; га о. к X ф СП щ

О >5: та

О ф О

т x О

ф з: х та ш о п га а. ю о о

о

^

ф

о

Методы обработки сточных вод

Физико-химические

Ф

к X X та о;

к -Г =Г га ь о т X та -1 (К Ё- С") £ с; о; гага

к: -8- к о. о га о о о. о. н-

& га о ^ о а. Ё с» а-ю о. о 3 Л ш ^ о X га т £ ф с; о л с; х -в-

с; о ОС л >5 о

Чч £ =г к о о;" =Г х" ф 2 ю к г: гг г и о; с; с; ^ га ■ О Л X X га о. ю 2 Г) с; о о X та X та

£ о 1-О о о X га О. <> з: & Ё ф Ё ф О. н л

и и о X с; ф с; ц

& О СЕ со к: со >.

Физические

га

X

та 1-

ы о ф

1- ю 51

о га X

ю а. ф

та га ю т

^ о. о >.

ь- ю с;

о о □ч га X ь ю

ю та о; га о ф

о. ю о о; та ш ф

о ^ >. ш о: X га £ 3" 2 >.

X та =г о о.

1- га о. х

£ X О. 1- га О. Ё та X

I— л Ю ф X

та е; с; о

2 > т о 3

Биохимические

л

л с;

та X га ^

5 о.

с ф

=Х ф

га X л

о. 5Й л X

н О о. л

л с; ф 3- £ 1л §

X с; з -8- 1-

-во; |_ О с; ф н о 5

с; о о. о

о £ (П г 5Й

с Ш < ш О

Рисунок 1.2- Основные методы очистки сточных вод и их классификация

В таблице 1.3 представлены обезвреживания сточных вод в зависимости от класса загрязняющих веществ

15

Таблица 1.3 - Загрязняющие вещества и методы их обезвреживания

Класс веществ Показатель Методы обезвреживания

Грубодисперсные взвешенные частицы Взвешенные вещества с размером частиц более 0.5 мм. Просеивание. Первичное отстаивание без реагентов. Фильтрация.

Грубодисперсные эмульгированные частицы Капельные загрязнения, органические вещества, не смешивающиеся с водой Гравитационная сепарация. Фильтрация. Флотация. Электрофлотация.

Микрочастицы Взвешенные вещества с размером частиц более 0.01 мм. Фильтрация. Коагуляция. Флокуляция. Напорная флотация.

Стабильные эмульсии Нефтепродукты в количестве более 5 мг/литр, вещества, экстрагируемые серным эфиром. Объемно-тонкослойная седиментация, напорная флотация, электрофлотация, коалесценция.

Коллоидные частицы Размер частиц от 0.1 до 10 микрон Микрофильтрация, электрофлотация.

Агрессивность среды рН, общая щелочность, общая кислотность. Нейтрализация.

Масла Концентрация масел в сточных водах более 10 мг/литр. Гравитационная сепарация, флотация, электрофлотация.

Фенолы Концентрация фенолов в стоках 0.5-5 мг/литр Биологическая очистка + химическое окисление (озон). Адсорбция на угле.

Фенолы Концентрация фенолов в сточных водах 5-500 мг/литр Биологическая очистка + флотация. Коагуляция + химическое окисление (озон, хлор).

Высокое содержание органических примесей БПК/ХПК > 0.5 Биохимический, химический, сорбционный.

Ионы тяжелых и цветных металлов Концентрации Си2+, №2+, Бе (общая), Сё2+ 1-100 мг/литр Реагентный, электрокоагуляция, гальванокоагуляция, ионный обмен, мембранный электролиз, электрофлотация.

Цианиды Концентрация С1М- в сточных водах 1-10 мг/литр Химическое окисление, электролиз, электрофлотация, обратный осмос, ионный обмен, адсорбция.

Хром (VI) Концентрация Сг6+ в стоках 1-100 мг/литр Гальванокоагуляция, электрокоагуляция, электрохимическое восстановление, реагентный метод + электрофлотация.

Хром (III) Концентрация Сг3* в стоках 1-100 мг/литр Осаждение + фильтрация, осаждение + центрифугирование, ионный обмен, электрофлотация

Хлориды Концентрация хлоридов >300 мг/литр Электродиализ, обратный осмос

Общее солесодержание сточных вод Концентрация солей 11000 мг/литр Обратный осмос, электродиализ, ионный обмен, дистилляция, выпаривание

В работе [1] выделены основные преимущества и недостатки физико-химических методов извлечения тяжёлых металлов (таблица 1.4).

Таблица 1.4 - Основные преимущества и недостатки различных физико-химических методов извлечения тяжелых металлов из сточных вод

Метод Преимущества Недостатки

Химическое осаждение Низкие капитальные затраты, простота в эксплуатации Внесение дополнительных химических реактивов, образование большого количества шламов, расходы на их утилизацию

Адсорбция на природных адсорбентах Дешевизна, простота эксплуатации, возможность использования в широком диапазоне рН Низкая селективность, большое количество твёрдых отходов или появление вторичных загрязнений, образующихся при регенерации адсорбентов

Фотокатализ Одновременное удаление металлов и органических загрязнителей, образование Длительный метод ограниченного применения

наименее вредных побочных продуктов

Мембранная фильтрация Компактность, низкое давление, высокая степень разделения по размерам дисперсных частиц и ионов Высокие эксплуатационные расходы вследствие быстрого отравления мембран, отсутствие возможности разделить молекулярные формы и заряженные ионы

Электродиализ Высокая селективность разделения молекулярных форм, положительно и отрицательно заряженных ионов амфолитов Значительные эксплуатационные расходы из-за чрезмерного потребления энергии

Удаление фосфатов из сточных вод может быть осуществлено физическими, химическими и биологическими методами [17, 18, 19,20,21,22, 23, 24, 25, 26]. Однако физические методы, как правило, слишком дорогие или неэффективные для удаления фосфатов [21]. Наиболее широкое распространение для удаления этих веществ имеют химические методы. Особенно популярным является процесс коагуляции [24, 25, 26, 27]. На рисунке 1.3 представлен блок для удаления фосфатов из водных растворов, основанный на методе электрокоагуляции, электроокисления и электрофлотации [28].

Авторы [25, 26] отмечают, что эти процессы не являются достаточно эффективными и требуют длительного времени для извлечения образовавшихся коллоидных частиц.

В работе [4] описан метод интеграции химического осаждения фосфатов и микрофильтрации. Результаты исследований [29, 30, 31, 32,33] показали, что использование методов магнитной сепарации является эффективным способом удаление фосфатов из водных растворов, однако эти методы достаточно трудоемки. Из теоретических расчётов и экспериментальных данных [34] следует, что на эффективность удаления фосфата железа (III) влияет pH раствора и соотношение элементов Fe/P.

Также для очистки сточных вод широко применяются сорбционные методы [35, 36, 37, 38]. В работе [39] описано опытно-промышленное

испытание сорбента для извлечения хрома(У1) на АООТ «Краснодарский ЗИП». Испытания показали, что полученный сорбент позволяет производить очистку сточных и промывных вод гальваноцеха до норм ПДК. Показана возможность применения сорбентов для очистки сточных вод, содержащих хром(У1) и свинец(ТТ).

Рисунок 1.3- Биполярный реактор электрокоагуляции / электроокисления-электрофлотации (ЕСЕО-ЕР) для одновременного удаления аммиака и фосфатов из сточных вод

В работе [40] приведены данные об использовании новых типов модифицированных сорбентов на основе гидроксидов металлов, имеющих слоистую структуру, с точки зрения кинетики межфазного обмена для извлечения загрязнителей природных и сточных вод. Исследованы физико-химические и сорбционные свойства новых неорганических сорбентов со слоистым типом структуры на основе гидроксидов магния и алюминия. Проведено детальное исследование механизма сорбции хрома (VI) и свинца (II) синтезированными модифицированными сорбентами со слоистой структурой на основе гидроксидов алюминия и магния различного состава. В

статических и динамических условиях изучена сорбционная емкость сорбентов на основе совместно-осажденных гидроксидов.

Биологические методы являются более дешёвыми, но обычно эффективность извлечения фосфатов в них не превышает 30%, поэтому остальные фосфаты нужно удалять другими методами [22, 23]. Классический биореактор для очистки сточных вод, представлен на рисунке 1.4 [41].

iMftt -II

I Miff -I

Reactof -Il S

(МИ (compleuon of cycle

Рисунок 1.4 - Биореактор для очистки сточных вод

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Невакшенова, Екатерина Евгеньевна, 2013 год

Список использованных источников

1 Barakat, М.А. New trends in removing heavy metals from industrial wastewater // Arabian Journal of Chemistry. - 2011. V.4. - P. 361-377.

2 Souzaa, B.S. Application of biological oxidation and solar driven advanced oxidation processes to remediation of winery wastewater / B.S. Souzaa, F.C. Moreira, M.W. Dezotti, V.J. Vilar, R.A. Boaventura // Catalysis Today. - 2013. -V. 209.-P. 201-208.

3 Serrano, L. Winery wastewater treatment in a hybrid constructed wetland / L. Serrano, D. Varga, I. Ruiz, M. Soto // Ecological Engineering. - 2011. - V. 37. -P.744-753.

4 Lu, N.C. Removal of phosphate and fluoride from wastewater by a hybrid precipitation-microfiltration process / N.C. Lu, J.C. Liu // Sep. Purif. Technol. -2010.-V. 74.-P. 329-335.

5 Vaiopoulou, E. Effects of chromium on activated sludge and on the performance of wastewater treatment plants / E. Vaiopoulou, P. Gikas // A review water research.- 2012. - V. 46. - P. 549 - 570.

6 Qiu, G. Phosphorus recovery from fosfomycin pharmaceutical wastewater by wet air oxidation and phosphate crystallization / G. Qiu, Y. Song, P. Zeng, S. Xiao, L. Duan // Chemosphere. - 2011. - V. 84. - P. 241-246.

7 Warwick, Ch. Sensing and analyses is of soluble phosphates in environmental samples / Ch. Warwick, A. Guerreiro , A. Soares //Biosensors andBioelectronics.-2013.-V. 41.-P. 1-11.

8 Lu, N.C. Removal of phosphate and fluoride from wastewater by a hybrid precipitation-microfiltration process / N.C. Lu, J.C. Liu // Sep. Purif. Technol. -2010.-V. 74.-P. 329-335.

9 Yang, Y. Characteristics and mechanisms of phosphate adsorption on dewatered alum sludge / Y. Yang, Y.Q. Zhao, A.O. Babatunde, L. Wang, Y.X. Ren, Y. Han // Sep. Purif. Technol. - 2006. - V. 51. - P. 193-200.

10 Neal, C. Phosphorus calcium carbonate saturation relationships in a lowland chalk river impacted by sewage inputs and phosphorus remediation: an assessment of phosphorus self-cleansing mechanisms in natural waters / C. Neal, H.P. Jarvie,

139

R.J. Williams, M. Neal, H. Wickham, L. Hill // The Science of the Total Environment. - 2002. - V. 282 283. - P. 295-310.

11 Eriksson, E. Characteristics of grey wastewater / E. Eriksson, K. Auffarth, M. Henze, A. Ledin // Urban Water. - 2002. - V. 4. - P. 85-104.

12 Huang, M. Chemical composition of organic matters in domestic wastewater / M. Huang, Y. Li, G. Gu // Desalination. - 2010. - V. 262. - P. 36-42.

13 Жуков, А.И. Методы очистки производственных сточных вод / А.И. Жуков, И.Л. Монгайт, И.Д. Родзиллер - М.: Химия. - 1996. - 345 с.

14 http://www.agro3-ecology.ru/statyi/osobennosti-ohistki-stokov-molochnyh-predpriyatiy.html - 13.08.2013.

15 Гарзанов, A.J1. Особенности очистки сточных вод молокоперерабатывающих производств / A.JI. Гарзанов // Молочная река. -2011.-№3.-С. 52-53.

16 Жуков, А.И. Методы очистки производственных сточных вод /

A.И. Жуков - М.: Стройиздат. - 2008. - С. 114.

17 Yildiz, Е. Phosphate removal from water by fly ash using crossflow microfiltration / E. Yildiz // Sep. Purif. Technol. - 2004. - V. 35 - P. 241-252.

18 Warmadewanthi, C. Recovery of phosphate and ammonium as struvite from semiconductor wastewater / C. Warmadewanthi, J.C. Liu / Sep. Purif. Technol. -2009.-V. 64.-P. 368-373.

19 Song, Y.H. Nutrients removal and recovery by crystallization of magnesium ammonium phosphate from synthetic swine wastewater / Y.H. Song, P. Yuan,

B.Zheng, J. Peng, F. Yuan, Y. Gao // Chemosphere. - 2007. - V. 69. - P. 319-324.

20 Huang, W. Phosphate removal from wastewater using red mud / W. Huang, S. Wang, Z. Zhu, L. Li, X. Yao, V. Rudolph, F. Haghseresht // J. Hazard. Mater. -2008.-V. 158.-P. 35-42.

21 Wang, S. Novel applications of red mud as coagulant, adsorbent and catalyst for environmentally benign processes / S. Wang, H.M. Ang, M.O. Tad // Chemosphere.- 2008. - V. 72, № 11. P. 1621 -1635.

22 Sarparastzadeh, H. Pretreatment of municipal wastewater by enhanced chemical coagulation / H. Sarparastzadeh, M. Saeedi, F. Naeimpoor, B. Aminzadeh // Int. J. Environ. Res. - 2007. - V. 1. - P. 104-113.

140

23 Song, Y.H. Seed selections for crystallization of calcium phosphate for phosphorus recovery / Y.H. Song, D. Donnert, U. Berg, P.G. Weidler, R. Nueesch// J. Environ. Sci. - 2007. - V. 19. - P. 591-595.

24 Karageorgiou, K. Removal of phosphate species from solution by adsorption onto calcite used as natural adsorbent / K. Karageorgiou, M. Paschalis, G.N. Anastassakis// J. Hazard. Mater. - 2007. - V. 139. - P. 447-452.

25 Song, Y.H. Calcite-seeded crystallization of calcium phosphate for phosphorus recovery / Y.H. Song, P.G. Weidler, U. Berg, R. Nueesch, D. Donnert // Chemosphere. - 2006. - V. 63. - P. 236-243.

26 Mubaddal, F.A. Performance optimization of coagulation/flocculation in the treatment of wastewater from a polyvinyl chloride plant / F.A. Mubaddal, K.A. Rumaihi, A. Ajbar // J. Hazard. Mater. - 2009. - V. 161. - P. 431-438.

27 Moerman, W. Phosphate removal in agro-industry: Pilot- and full-scale operational considerations of struvite crystallization / W. Moerman, M. Carballa, A. Vandekerckhove, D. Derycke, W. Verstraete // Water Res. - 2009. - V. 43. -P. 1887-1892.

28 Mahvi, A.H. Performance evaluation of a continuous bipolar electrocoagulation/electrooxidation-electroflotation (ECEO-EF) reactor designed for simultaneous removal of ammonia and phosphate from wastewater effluent / A.H. Mahvi, S.J. Ebrahimia, A. Mesdaghiniaa, H. Gharibia, M.H. Sowlata // J. Hazard. Mater.-2011.-V. 192.-P. 1267-1274.

29 Ambashta, R.D. Water purification using magnetic assistance. A review / R.D. Ambashta, M. Sillanp // J. Hazard. Mater. - 2010. - V. 180. - P. 38-49.

30 Karapinar, N. Magnetic separation: an alternative method to the treatment of wastewater / N. Karapinar // Eur. J. Mineral. Process. Env. Prot. - 2003. - V. 3. -P. 215-223.

31 Li, Y.R. Research on magnetic seeding flocculation for arsenic removal by superconducting magnetic separation / Y.R. Li, J. Wang, Y. Zhao, Z.K. Luan // Sep. Purif. Technol. - 2010. - V. 73. - P. 264-270.

32 Huang, Z. Removal of phosphate from municipal sewage by high gradient magnetic separation / Z. Huang, Y. Hu, J. Xu, C. Zheng // J. Cent. South Uni. Technol. -2004. - V. 11.-P. 391-394.

33 Merino-Martos, A. Setting up high gradient magnetic separation for combating eutrophication of inland waters / A. Merino-Martos, J. Vicente, L. Cruz-Pizarro, I. Vicente // J. Hazard. Mater. - 2011. - V. 186. P. 2068-2074.

34 Zhang, T. Thermodynamic modeling of ferric phosphate precipitation for phosphorus removal and recovery from wastewater / T. Zhang, L. Ding, H. Ren, Zh.Guo, J. Tan // J. Hazard. Mater. - 2010. - V. 176. - P. 444-450.

35 Боковикова, Т.Н. Использование смешанного коагулянта при очистке производственных сточных вод / Т.Н. Боковикова, А.В. Пирузян, JI.A. Марченко, Ю.В. Найденов // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. - 2010. - Т. 53, № 5. - С. 34-37.

36 Кардаш, М.М. Получение листовых волокнистых хемосорбционных фильтров «Поликон» / М.М. Кардаш, А.В. Павлов, А.И. Шкабара // Химические волокна. - 2007. - № 1. - С. 30-33.

37 Кардаш, М.М. Проблемы очистки сточных вод и методы их решения / М.М.Кардаш, Н.Б. Федорченко, А.А. Федорченко // Химические волокна. -2003.-№5. -С. 32.

38 Тюрин, И.А. Разработка высокоэффективных хемосорбционных фильтров для очистки воды. Часть 1 / М.М. Кардаш, И.А. Тюрин // Химические волокна.-2010.-№ 4.-С. 36-40.

39 Марченко, JI.A. Сорбционная доочистка сточных вод / JI.A. Марченко, Т.Н.Боковикова, А.С. Шабанов // Экология и промышленность России. -2007.-№ 10.-С. 53-55.

40 Новоселецкая, О.В. Физико-химические основы сорбции модифицированными неорганическими сорбентами / О.В. Новоселецкая, Т.Н. Боковикова, А.А. Процай, Н.Н. Полуляхова // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. - 2006. - Т. 49, № 6. -С. 70-72.

41 Tomar, P. Urban wastewater treatment using vermi-biofiltration system / P.Tomar, S. Suthar // Desalination. - 2011. - V. 282. - P. 95-103.

42 Strathmann, H. Ion-exchange membranes in the chemical process industry / H.Strathmann, A. Grabowski, G. Eigenberger // Industrial and Engineering Chemistry Research. - 2013. - V. 52, № 31. - P. 10364-10379.

142

43 Strathmann, H. Electrodialysis, a mature technology with a multitude of new applications / H. Strathmann // Desalination. - 2010. - V. 264, №3. - P. 268-288.

44 Бобрешова, O.B. Транспорт аминокислот в электромембранных системах / О.В. Бобрешова, И.В. Аристов, П.И. Кулинцов, JI.A. Хрыкина, О.Ю. Мамаева, Э.М. Балавадзе // Критические технологии. Мембраны. - 2000. - № 7. -С. 3-12.

45 Bukhovets, A. The influence of current density on the electrochemical properties of anion exchange membranes in electrodialysis of phenylalanine solution /

A.Bukhovets, T.V. Eliseeva, N. Daltrophe, Y. Oren // Electrochimica Acta. -2011. - V. 56. - P. 10283-10287.

46 Urano, K. Electric resistances of ion-exchange membranes in dilute solutions / K. Urano, Y. Masaki, M. Kawabata // Desalination. - 1986. - V. 58, I. 3. -P. 171-176.

47 Dlugoleckia, P. On the resistances of membrane, diffusion boundary layer and double layer in ion exchange membrane transport / P. Dlugoleckia, P. Ogonowski, S.J. Metz, M. Saakes, K. Nijmeijer, M. Wessling // J. Membr. Sci. - 2010. -V. 349.-P. 369-379.

48 Заболоцкий, В.И. Развитие электродиализа в России / В.И. Заболоцкий, Н.П. Березина, В.В. Никоненко, В.А. Шапошник, А.А. Цхай // Критические технологии. Мембраны : информ. аналит. журн. - 1999. - №4. - С. 4-27.

49 Oren, Y. Boron removal from desalinated seawater and brackish water by improved electrodialysis / Y. Oren, C. binder, N. Daltrophe, Y. Mirsky, J. Skorka, O. Kedem // Desalination. - 2006. - V. 199. - P. 52-54.

50 Turek, M. Electrodialytic boron removal from SWRO permeate / M. Turek,

B.Bandura, P. Dydo // Desalination. - 2008. - Vol. 223, № 1-3. - P. 17-22.

51 Frenzel, I. Chromic acid recovery by electro-electrodialysis: II. Pilot scale process, development, and optimization /1. Frenzel, H. Holdik, D.F. Stamatialis, G. Pourcelly, M. Wessling // Sep. Purif. Technol. - 2005. - V. 47, № 1-2. - P. 27-35.

52 Kattan Readi, O.M. On the isolation of single acidic amino acids for biorefmery applications using Electrodialysis / O.M. Kattan Readi, H.J. Mengers, W. Wiratha, M. Wessling, K. Nijmeijer // J. Membr. Sci. - 2011. - V. 384. - P. 166-175.

53 Teng, Y. The use of 1-lysine decarboxylase as a means to separate amino acids by electrodialysis / Y. Teng, E.L. Scott, A.N.T. Zeeland, J.P.M. Sanders // Green Chem. -2011. - V. 13.-P. 624-630.

54 Eliseeva, T.V. Demineralization and separation of amino acids by electrodialysis with ion-exchange membranes / T.V. Eliseeva, V.A. Shaposhnik, I.G. Luschik // Desalination. - 2002. - V.149. - P.405-409.

55 Eliseeva, T.V. Transport of basic amino acids through the ion-exchange membranes and their recovery by electrodialysis / T.V. Eliseeva, V.A. Shaposhnik, E.V. Krisilova, A.E. Bukhovets // Desalination. - 2009. - V. 241. - P. 86-90.

56 Moon, P.J. Competitive transport in desalting of mixtures of organic acids by batch electrodialysis / P.J. Moon, S.J. Parulekar, Sh.P. Tsai // J. Membr. Sci. -1998.-V. 141.-P.75-80.

57 Huang, Ch. Application of electrodialysis to the production of organic acids: State of the art and recent developments. Review / Ch. Huang, T. Xu, Y. Zhang, Y. Xue, G. Chen // J. Membr. Sci. - 2007. - V. 288. - P. 1-12.

58 Afonso, J.-L. Coupling between transfer phenomena in continuous-flow electrophoresis: effect on the steadiness of the carrier flow / J.-L. Afonso, M.J. Clifton // Chem. Eng. Sci. - 2001. - V.56. - P.3056-3064.

59 Doyen, A. Demonstration of in vitro anticancer properties of peptide fractions from a snow crab by products hydrolysate after separation by electodialysis with ultrafiltration membranes / A. Doyen, L. Beaulieu, L. Saucier, Y. Pouliot, L. Bazinet // Sep. Purif. Technol. - 2011. - V.78, № 3. - P. 321-329.

60 Firdaous, L. Concentration and selective separation of bioactive peptides from an alfalfa white protein hydrolysate by electrodialysis with ultrafiltration membranes / L. Firdaous, P. Dhulster, J. Amiot, A. Gaudreau, D. Lecouturier, R. Kapel, F. Lutin, L-P. Vezina, L. Bazinet // J. Membr. Sci. - 2009. - V. 329. P. 60-67.

61 Kotov, V.V. Transport of ions of pyrophosphoric acid through chemically different anion-exchange membranes / V.V. Kotov, D.V. Nenakhov, K.E.Stekol'nikov // Russ. J. Electrochem. - 2010. - V. 46, № 1. - P. 367-372.

62 Vera, E. Deacidification of passion fruit juice by electrodialysis with bipolar membrane after different pretreatments / E. Vera, J. Sandeaux, F. Persin, G. Pourcelly, M. Dornier, J. Ruales // J. Food Eng. - 2008. - № 6. - P.655-659.

144

63 Gongalves, F. Wine tartaric stabilization by electrodialysis and its assessment by the saturation temperature / F. Gonf^alves, C. Fernández, P.C. Santos, M.N. Pinho // J. Food Engineering. - 2003. - V. 59. - P.229-235.

64 Lasanta, C. Tartrate stabilization of wines / C. Lasanta, J. Gomez // Trends in Food Science & Technology. -2012. -V. 28, №1. -P.52-59.

65 Zhang, Y. Separation of Small Organic Ions from Salts by Ion-Exchange Membrane in Electrodialysis / Y. Zhang, L. Pinoy, B. Meesschaert, B. Bruggen // AIChE Journal. - 2011. - V. 57, № 8. - P. 2070-2078.

66 Balster, J. Electrochemical acidification of milk by whey desalination / J.Balster, I. Pant, D.F. Stamatialis, H. Lammers, A.B. Verver, M. Wessling// J. Membr. Sci-2007. -V. 303, № 1-2.-P. 213-220.

67 Cauwenberg, V. Application of electrodialysis within fine chemistry / V.Cauwenberg, J. Peels, S. Resbeut, G. Pourcelly // Sep. Purif. Technol. - 2001. -V. 22-23.-P. 115-121.

68 Datta, R. Lactic acid: recent advances in products, processes and technologies -a review / R. Datta, M. Henry // J. Chem. Technol. Biotechnol. - 2012. - V.81. -P. 1119-1129.

69 Gao, M.T. Development of a continuous electrodialysis fermentation system for production of lactic acid by Lactobacillus rhamnosus / M.T. Gao, K. Michiteru, G. Rie, T. Hirokazu, H. Makoto, H. Tadashi // Process. Biochem. - 2005. - V.40. -P.1033-1036.

70 Yi, S.S. Separation and concentration of lactic acid by electroelectrodialysis / S.S. Yi, Y.C. Lu, G.S. Luo // Sep. Purif. Technol. - 2008. - V.60. - P. 308-314.

71 Wang, X. In situ combination of fermentation and electrodialysis with bipolar membranes for the production of lactic acid: Operational compatibility and uniformity / X. Wang, Y. Wang, X. Zhang, T. Xu // Bioresource Technology. -2012. -V. 125.-P. 165-171.

72 Gomez, B.J. Comparison of electrodialysis and cold treatment on an industrial scale for tartrate stabilization of sherry wines / B.J. Gomez, V.M. Palacios Macias, P. Szekely Gorostiaga, R. Veas Lopez, L. Perez Rodriguez // J. Food Engineering. -2003.-V. 58.-P. 373-378.

73 Low, L.L. Economic evaluation of alternative technologies for tartrate stabilisation of wines / L.L. Low, B. O'Neill, C. Ford, O. Godden, M. Gishen, C.Colby // Int. J. Food Sci. Technol. - 2008. - V. 43. - P. 1202-1216.

74 Moutounet, M. Le stabilisateur tartrique: principe et description du procede / L.L. Low, B. O'Neill, C. Ford, O. Godden, M. Gishen, C. Colby // Revue Francaised Oenologie.- 1997. - V.162.-P. 15-17.

75 Escudier, J.L. Stabilisation tartrique des vins par electrodialyse / J.L. Escudier, M. Moutounet, B. Saint Pierre // Revue des Oenologues. - 1993. - V. 69S. -P. 35-37.

76 Wucherpfennig, K. Impediment to the tartar separation with electrodialysis / K. Wucherpfennig // Industria delle Bevande. - 1976. - V. 5. - P. 97-113.

77 Дей, К. Теоретическая неорганическая химия / К. Дей, Д. Селби. - Пер. с англ.; по ред. д.х.н. К.В.Астахова. - М: Химия. - 1976. - 567с.

78 Lewis, G. Valence and the Structure of Atoms and Molecules / G. Lewis // The Chemical Catalog Co. - New York. - 1923.

79 Золотов, Ю.А. Основы аналитической химии. В 2х книгах. Книга 1. Общие вопросы. Методы разделения: Учебник для вузов. Ю.А.Золотов, Е.Н.Дорохова, В.И.Фадеева и др. под ред. Ю.А. Золотова - 3-е изд., перераб. И доп.-М.: Высш.шк. - 2004.-361 с; ил.

80 Кулинцов, П.И. Механизмы электротранспорта в системах ионообменная мембрана - раствор аминокислоты / П.И. Кулинцов, О.В. Бобрешова, И.В.Аристов, И.В. Новикова, JI.A. Хрыкина // Электрохимия. - 2000. - Т. 36, № 3. - С. 365.

81 Стрельникова, О.Ю. Электротранспорт в водных растворах аминокислот / О.Ю. Стрельникова, И.В. Аристов, О.В. Бобрешова и др. // Вестник ВГУ. Серия химия, биология. -2001. -№ 1.-С. 182-186.

82 Стрельникова, О.Ю. Коэффициенты диффузии ионов в растворах, содержащих аминокислоты, салицилаты, ацетилсалицилаты / О.Ю. Стрельникова, О.В. Бобрешова, П.И. Кулинцов, Л.В. Степаненко // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2001. - Т.З, №1. - С. 26-27.

83 Стрельникова, О.Ю. Электропроводность водных растворов аминокислот и ионообменных смол в аминокислотных формах / О.Ю. Стрельникова //

146

Автореф. канд. хим. наук. Воронеж: Воронежский государственный университет. - 2002. - 23 с.

84 Аристов, И.В. Ионизация глицина и L - лизина в смешанном водном растворе / И.В. Аристов, О.В. Бобрешова, О.Ю. Стрельникова // Электрохимия. - 2002. - Т. 38, № 5. - С. 633-636.

85 Le, Х.Т. Study of water content and microheterogeneity of CMS cation exchange membrane / X.T. Le, С. Buess-Herman // Chem. Phys. Letters. - 2007. - V. 434. -P. 49-55.

86 Urano, K. Electric resistances of ion-exchange membranes in dilute solutions / K. Urano, Y. Masaki, M. Kawabata // Desalination. - 1986. - V.58, 1.3. -P.171-176.

87 Zabolotsky, V.I. Effect of structural membrane inhomogenity on transport properties / V.I. Zabolotsky, V.V. Nikonenko // J. Memb. Sci. - 1993. - Y.19. -P.l 81-198.

88 Ellatar, A. Comparison of transport properties of monovalent anions through anion-exchange membranes / A. Ellatar, A. Elmidaoui, N. Pismenskaia, C. Gavach, G. Pourcelly // J. Membr. Sci. - 1998. - V. 143. - P. 249-261.

89 Berezina, N.P. Characterization of ion-exchange membrane materials: Properties vs structure / N.P. Berezina, N.A. Kononenko, O.A. Dyomina, N.P. Gnusin // Adv. Colloid Interface Sci. - 2008. - V. 139,1. 1-2. - P. 3-28.

90 Franck-Lacaze, L. Determination of the pKa of poly (4-vinylpyridine)-based weak anion exchange membranes for the investigation of the side proton leakage / L.Franck-Lacaze, Ph. Sistat, P. Huguet // J. Membrane Sci. - 2009. - V. 326, №2.-P. 650-658.

91 Pismenskaya, N. Dependence of composition of anion-exchange membranes and their electrical conductivity on concentration of sodium salts of carbonic and phosphoric acids / N. Pismenskaya, E. Laktionov, V. Nikonenko, A. El Attar, B. Auclair, G. Pourcelly//J. Membr. Sci.-2001.-V. 181, №2.-P. 185-197.

92 Pismenskaya, N.D. Electrical Conductivity of Cation- and Anion-Exchange Membranes in Ampholyte Solutions / N.D. Pismenskaya, E.I. Belova, V.V.Nikonenko, C. Larchet // Russ. J. Electrochemistry. - 2008. - V. 44, № 11. -P. 1285-1291.

93 Kotov, V.V. Electrical conductivity of phosphate forms of MA-41 ion-exchange membrane / V.V. Kotov, D.E. Emel'yanov // J. Appl. Chem. USSR. - 1985. - V. 58, №4-2.-P. 833-835.

94 Мамаева, О.Ю. Эквивалентные электропроводности катионов лизина и анионов фенилаланина в ионитах КУ-2-8 и АВ-17 / О.Ю. Мамаева, П.И.Кулинцов, О.В. Бобрешова // Электрохимия. - 2000. - Т. 36, № 12. -С.1504-1506.

95 Полянский, Н.Г. Методы исследования ионитов / Н.Г. Полянский, Г.В.Горбунов, Н.Л. Полянская - М.: Химия. - 1976 - 207 с.

96 Смирнова, Н.М. О выборе ионитовых мембран для электродиализа растворов карбоната и бикарбоната натрия / Н.М. Смирнова, Б.Н. Ласкорин // Ионный обмен и иониты. - Л.: 1970. - С. 190-194.

97 Котов, В.В. Перенос ионов пирофосфорной кислоты через анионообменные мембраны различной химической природы / В.В. Котов, Д.В.Ненахов, К.Е. Стекольников // Электрохимия. - 2010. - Т. 46, № 1. - С. 112-116.

98 Pismenskaya, N. Electrotransport of weak-acid anions through anion-exchange membranes / N. Pismenskaya, V. Nikonenko, E. Volodina, G. Pourcelly // Desalination. - 2002. - V. 147, № 1-3. - P. 345-350.

99 Pismenskaya, N. Transport properties of ion-exchange membrane systems in LysHCl solutions / N. Pismenskaya, K. Igritskaya, E. Belova, V. Nikonenko, G.Pourcelly//Desalination. -2006. - V. 200, №1-3.-P. 149-151.

100 Письменская, H.Д. Электропроводность катионо- и анионообменных мембран в растворах амфолитов / Н.Д. Письменская, Е.И. Белова, В.В.Никоненко, К. Ларше / Электрохимия. - 2008. - V. 44, № 11. -Р. 1381-1387.

101 Mafe, S. Activity coefficients and Donnan coion exclusion in charged membranes with weak-acid fixed charge groups / S. Mafe, P. Ramirez, J. Pellicer // J. Membr. Sci.- 1998.-V. 138.-P.269-277.

102 Koter, S. Modeling the electric transport of sulfuric and phosphoric acids through anion-exchange membranes / S. Koter, M. Kultys // Separation and Purification Technology. - 2010. - V. 73. P. 219-229.

103 Matsumoto, H. Interaction of proteins with weak amphoteric charged membrane surfaces: effect of pH / H. Matsumoto, Y. Koyama, A. Tanioka // J. Colloid Interface Sci. - 2003. - V. 264. - P. 82-88.

104 Johnson, J.E. Both Acidic and Basic Amino Acids in an Amphitropic Enzyme, CTP:Phosphocholine Cytidylyltransferase, Dictate Its Selectivity for Anionic Membranes / J.E. ohnson, M. Xie, L.M. Singh, R. Edge, R.B. Cornell // J. Biological Chem. - 2003. - V. 278, № 1. - P. 514-522.

105 Шапошник, В.А. Явления переноса в ионообменных мембранах / В.А. Шапошник, В.И. Васильева, О.В. Григорчук. - М.: МФТИ. - 2001. - 200с.

106 Ramirez, P. pH and supporting electrolyte concentration effects on the passive transport of cationic and anionic drugs through fixed charge membranes / P.Ramirez, A. Alcaraz, S. Mafé, J. Pellicer // Journal of Membrane Science. - 1999. - V. 161, I. 1-2.-P. 143-155.

107 Васильева, В.И. Динамика разделения аминокислоты и минеральной соли при стационарном диализе растворов с профилированной сульфокатионообменной мембраной МК-40 / В.И. Васильева, Е.А. Воробьева Журнал физической химии.-2012.-Т. 86, № 11.-С. 1852-1858.

108 Гнусин, Н.П. Диффузия электролита через ионообменные мембраны / Гнусин Н.П., Березина Н.П., Шудренко А.А., Ивина О.П. // Журн. физ. химии. - 1994. - Т.68, №3. - С.565-570.

109 Гнусин, Н.П. Физико-химические принципы тестирования ионообменных мембран / Н.П. Гнусин, Н.П. Березина, О.А. Демина, Н.А. Кононенко // Электрохимия. - 1996. -Т.32, № 2. - С.173-182.

110 Roques, H. Fondements théoriques du traitment chimique des eaux / H. Roques-Paris: Technique et Documentation -Lavoisier. - 1990. - V. 1,2.- 904 p.

111 Волков, А.И. Большой химический справочник / А.И. Волков, И.М.Жарский. - М.: Современная школа. - 2005. - 608с.- ISBN985-6751-04-7.

112 Водоподготовка. Процессы и аппараты // Под ред. Мартыновой О.И. М.: Атомиздат. - 1977.

113 Гребенюк, В.Д. Обессоливание воды ионитами / В.Д. Гребенюк, А.А. Мазо. - М.: Химия. - 1980. - 256с.

114 Лурье, Ю.Ю. Справочник по аналитической химии / Ю.Ю. Лурье. - М.: Химия. - 1971.-456 с.

115 Справочник по электрохимии / по ред. A.M. Сухотина. - Л.: Химия. -1981.-488с., ил.

116 Tsurko, E.N. Conductivity of phosphoric acid, sodium, potassium, and ammonium phosphates in dilute aqueous solution from 278.15K to 308.15K E.N. Tsurko, R. Neueder, J. Barthel, A. Apelblat // J. Solution Chem. - 1999 - V. 28, № 8. - P. 973-999.

117 Никольский, Б.П. Справочник химика. Том 3. / Б.П. Никольский, О.Н. Григоров, М.Е. Позин и др. - Ленинград: Химия. - 1965. - 1000 с.

118 Bester-Rogac, М. Conductivity studies on aqueous solutions of stereoisomers of tartaric acids and tartrates. Part III. Acidic tartrates / M. Bester-Rogac, R.Neueder, J. Brthel, A. Apelblat // J. Solution Chem. - 1998. - V. 27, № 4. - P.299-307.

119 Bester-Rogac, M. Conductivity studies on aqueous solutions of stereoisomers of tartaric acids and tartrates. Part II: D-, L-, and Meso- tartaric acids / M. Bester-Rogac, R. Neueder, J. Brthel, A. Apelblat // J. Solution Chem. - 1997 - V. 26, № 4.-P 537-550.

120 Mancu, G.S. Theoretical principles of inorganic chemistry / G.S. Mancu. - New Delfi: Tata MSGraw-Hill Publishing Compuny LTD. - 1980. - 565 p.

121 Робинсон, P. Растворы электролитов / P. Робинсон, P. Стоке. - M.: Изд. иност. лит. - 1963. - 646 с.

122 Dopieralski, P.D. Hydration of NaHC03, КНСОЗ, (НСОЗ-)2, НСОЗ- and С032- from molecular dynamics simulation and speed of sound measurements / P.D. Dopieralski, A. Burakowski, Z. Latajka, I. Olovsson // Chem. Phys. Lett. -2011. - V. 507.-P. 89-95.

123 Mason, P.E. Neutron scattering studies on the hydration of phosphate ions in aqueous solutions of K3P04, K2HP04 and KH2P04 / P.E. Mason, J.M. Cruickshank, G.W. Neilson, P. Buchanan // Phys. Chem. - 2003. - V. 5. -P.4686-4690.

124 Koga, Y. Ch.5. Ultrasonic velocity and absorption studies in aqueous electrolytes; in: Solution Thermodynamics and Its Application to Aqueous Solutions: A Differential Approach. - Amsterdam: Elsevier. - 2007.

150

125 Tang, E. Hydrogen transfer and hydration properties of НлР043~и (n = 0-3) in water studied by first principles molecular dynamics simulations / E. Tang, D.D.Tommaso, N.H. Leeuw // J. Chem. Phys. - 2009. - V. 130, P. 234502. -http://dx.doi.org/10.1063/L3143952.

126 Koga, Y. The Effects of Sulphate and Tartrate Ions on the Molecular Organization of Water: Towards Understanding the Hofmeister Series (VI) / Y.Koga, T. Kondo, Y. Miyazaki,-A. Inaba // J. Solution Chem. - 2012. -V. 41. -P. 1388-1400.

127 Kattan Readi, O.M. On the Isolation of Single Basic Amino Acids with Electrodialysis for the Production of Biobased Chemicals / O.M. Kattan Readi, M.Gironès, W. Wiratha, K. Nijmeijer // Ind. Eng. Chem. Res. - Article ASAP. -DOI: 10.1021/ie202634v.

128 Гауптман, 3. Органическая химия / 3. Гауптман, Ю. Грефе. X. Ремане -пер. с нем. П.Б. Терентьева, С.С. Чуранова, под ред. В.М. Потапова. - М.: Химия.- 1979.-832 с.

129 Goreti F. Sales, M. Determination of tartaric acid in wines by FIA with tubular tartrate-selective electrodes / M. Goreti F. Sales, Carolina E.L. Amaral, C.M. Delerue Matos // Fresenius J. Anal. Chem. - 2001. - V. 369. - P.446-450.

130 Ribereau-Gayon, J. Analyse et Contrôle des Vins / J. Ribereau-Gayon, E. Peynaud, P. Ribereau-Gayon, P. Sudraud // Sciences et Techniques du Vin. - 1982-V. 1. - Dunod, Paris.

131 Sousa, P. Solubilities of Potassium Hydrogen Tartrate and Potassium Chloride in Water + Ethanol Mixtures / P. Sousa, Ana M.C. Lopes // J. Chem. Eng. Data. -2001. - V. 46, № 6. - P. 1362-1364.

132 Гетерогенные ионообменные мембраны.URL: http://n-azot.ru/product.php?product = 27 &lang = RU. Дата обращения: 06.02.2012.

133 Heterogenous ion-exchange membranes RALEX. URL: http://www.mega.cz/heterogenous-ion-exchangemembranes-ralex.ht ml. Дата обращения: 06.02.2012.

134 Anion exchange membranes - fumatech GmbH. URL: http://www.fumatech.com/EN/Products/fumasep/Ion-exchange-membranes. Дата обращения: 06.02.2012.

135 Ion-exchange membranes NEOSEPTA. URL: http://www.astom-corp.jp/en/en-main2-neosepta.html. Дата обращения: 06.02.2012.

136 ГОСТ 17552-72. Мембраны ионообменные. Методы определения полной и равновесной обменной емкости. М.: Издательство стандартов. - 2000. - 4 с.

137 Заболоцкий, В.И. Учет структурной неоднородности ионита при описании равновестного распределения электролита в ионообменных системах /

B.И. Заболоцкий, Н.П. Гнусин, Г.М. Шеретова // Журн. физ. хим. - 1985. -Т. 59, № 10. С. 2467-2471.

138 ГОСТ 17553-72. Мембраны ионообменные. Методы подготовки к испытанию. М.: Издательство стандартов. - 1972. - 10 с.

139 Сеник, Ю.В. Программа для расчета ионных равновесий в растворах, содержащих слабые электролиты / Ю.В. Сеник, В.В. Никоненко,

C.А. Мареев // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012610144, от 10 января 2012, РФ ФГБОУ ВПО КубГУ.

140 Заболоцкий, В.И. Перенос ионов в мембранах / В.И. Заболоцкий, В.В. Никоненко. - М.: Наука, 1996. - 392 с.

141 Дворкина, Г.А. Влияние структуры ионообменных мембран на их электропроводящие свойства: Дис. канд. хим. наук. Краснодар. - 1988. - 209с.

142 Belaid, N.N., Conductivité Électrique membranaire. Partie I: mise au point d'une cellule de mesure en courant alternatif (soumis) / N.N. Belaid, L. Dammak, B. Ngom, C. Larchet, B. Auclair. // Eur. Polym. J. - 1998. - P. 564-570.

143 Гнусин, Н.П. Физико-химические принципы тестирования ионообменных материалов / Н.П. Гнусин, Н.П. Березина, O.A. Демина, H.A. Кононенко // Электрохимия. - 1996. - Т. 32, № 2. - С. 173-182.

144 Карпенко, JI.B. Сравнительное изучение методов определения удельной электропроводности ионообменных мембран / Л.В. Карпенко, O.A. Демина, Г.А. Дворкина, С.Б. Паршиков, К. Ларше, Н.П. Березина // Электрохимия. -2001. - Т. 37, № 3. - С. 328-335.

145 СТП КубГУ 008-93. Методика определения диффузионной проницаемости мембран с помощью ячейки периодического действия. Краснодар, КубГУ. - 1993.

146 Заболоцкий, В.И. Электромассоперенос через неоднородные ионообменные мембраны: Стационарная диффузия электролита / В.И. Заболоцкий, К.А. Лебедев, А.А. Шудренко // Электрохимия. -1989. - Т. 25, №7.-С. 913-918.

147 Пат. 100275 РФ, МПК51 GO 1 N27/40 (2006.01). Устройство для измерения диффузионных характеристик мембран / Никоненко В.В., Ведерникова (Невакшенова) Е.Е., Письменская Н.Д. (Краснодар, РФ); заявитель и патентообладатель: ГОУ ВПО Кубанский государственный университет (РФ); №2010121195/28; Заявл. 25.05.2010; Опубл. 10.12.2010, Бюл. №34.-2с.: ил.

148 Гнусин, Н.П. Электрохимия гранулированных ионитов / Н.П. Гнусин, В.Д. Гребенюк. - Киев: Наукова думка. - 1972. - 180 с.

149 Гнусин, Н.П. Электрохимия ионитов / Н.П. Гнусин, В.Д. Гребенюк, М.В. Певницкая // Наука: Новосибирск. - 1972. - 200с.

150 Заболоцкий, В.И. Прецизионный метод измерения чисел переноса ионов в ионообменных мембранах / В.И. Заболоцкий, Л.Ф. Ельникова, Н.В. Шельдешов, А.В. Алексеев // Электрохимия. - 1987. - Т. 23. - Вып. 12. -С. 1626-1629.

151 Pismenskaya, N. Transport of weak-electrolyte anions through anion exchange membranes: Current-voltage characteristics / N. Pismenskaya, V. Nikonenko, B. Auclair, G. Pourcelly // J. Membr. Sci. - 2001. - V. 189, №1. - P. 129-140.

152 Berezina, N.P. Water electrotransport in membrane systems: Experimental and model description / N.P. Berezina, N.P. Gnusin, O.A. Demina, S. Timofeev // J. Membr. Sci. - 1994. -V. 86. - P. 207-229.

153 Vyas, P.V. Studies of the effect of variation of blend ratio on permselectivity and heterogeneity of ion-exchange membranes / P.V. Vyas, P. Ray, S.K. Adhikart, B.G. Shah, R. Rangarajan//J. Colloid. Interface Sci. -2003. -V. 257. - P. 127-134.

154 Xu, T. Ionic conductivity threshold in sulfonated poly (phenylene oxide) matrices: a combination of three-phase model and percolation theory / T. Xu, W.Yang, B. He//Chem. Eng. Sci.-2001.-V.56, № 18.-P. 5343-5350.

155 Гельферих, Ф. Иониты. - M.: Иностр. лит. - 1962. - 490 с.

156 Chaabane, L. The influence of absorbed methanol on the swelling and conductivity properties of cation-exchange membranes. Evaluation of nanostructure

153

parameters / Chaabane, L., Bulvestre, G., Larchet, C., Nikonenko, V., Deslouis, C., Takenouti, H.//J. Membr. Sci. -2008. - V. 323,1. 1.-P. 167-175.

157 Auclair, B. Correlation between transport parameters of ion-exchange membranes /В. Auclair, V. Nikonenko, C.. Larchet, M. Métayer, L. Dammak // J. Membr. Sci. - 2002. - V. 195. - P. 89-102.

158 Кива, Т. Нестационарная электродиффузия электролитов в мембранных системах: Дис. акунд. хим. наук. Краснодар. - 2006. - 127 с.

159 Бахвалов, Н.С. Численные методы. / Н.С. Бахвалов, Н.П. Жидков, Г.М. Кобельков. - М.: Наука. - 2001. - 632 с.

160 Garrido, J. Generalization of a finite-difference numerical method for the steady-state and transient solutions of the Nernst-Planck flux equations / J. Garrido, S. Mafé, J. Pellicer // J. Membr. Sci. - 1985. - V. 24. - P. 7-14.

161 Гольдринг, С.JI. Неоднородность и физико-химические свойства ионитов. Ионный обмен / Под. ред. Я. Маринского // М.: Мир. - 1968. - С. 76-103.

162 Заболоцкий, В.И. Идентификация микрогетерогенной модели неоднородной мембраны / Заболоцкий В.И., Лебедев К.А., Никоненко В.В., Шудренко А.А. // Электрохимия. - 1993. - Т. 29, №7. - С 811.

163 Garcia-Vasquez, W. Evolution of anion-exchange membrane properties in a full scale electrodialysis stack / W. Garcia-Vasquez, L. Dammak, C. Larchet, V. Nikonenko, N. Pismenskaya, D. Grande // J. Membr. Sci. - 2013. - V. 446. -P. 255-265.

164 Ghalloussi, R. Ageing of ion-exchange membranes in electrodialysis: a structural and physicochemical investigation / R. Ghalloussi, W. Garcia-Vasquez, L. Chaa-banne, L. Dammak, C. Larchet, S.V. Deabate, E. Nevakshenova, V. Nikonenko, V. Grande // J. Membr. Sci. - 2013. - V. 436. - P.68-78.