Совершенствование электромембранных методов очистки технологических растворов гальванических производств от ряда ионов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Игнатов Николай Николаевич

• Игнатов Николай Николаевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Игнатов Николай Николаевич

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЗОР ДАННЫХ ПО ЭЛЕКТРОМЕМБРАННОЙ ОЧИСТКЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ ОТ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ

1.1 Анализ промышленных растворов гальванических и металлообрабатывающих производств

1.2 Классические методы разделения технологических растворов и сточных вод

1.3 Мембранные методы обработки

1.4 Математические описание моделей, применяемых для теоретического анализа мембранного извлечения ионов из технологических растворов

1.4.1 Пористая модель

1.4.2 Диффузионная математическая модель

1.4.3 Термодинамическая модель

1.4.4 Фрикционная модель

1.4.5 Уравнения переноса при электромембранном разделении растворов

1.5 Анализ структурно-морфологических характеристик в полупроницаемых и ионообменных мембранах

1.6 Анализ методик по определению технологических характеристик в электромембранных процессах

1.7 Технологическое оформление электромембранных процессов для разделения растворов

1.8 Формулировка проблемы, цель и задачи исследования

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И ТЕХНИКА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ЭЛЕКТРОМЕМБРАННЫМ МЕТОДАМ

2.1 Объекты для проведения исследований

2.1.1 Исследуемые мембраны

2.1.2 Промышленные растворы

2.2 Методика и приборное оформление экспериментов для изучения структурных параметров нанофильтрационных и ионообменных мембран

2.3 Исследование чисел переноса в полупроницаемых ионообменных мембранах

2.4 Методика исследования задерживающей способности и водопроницаемости мембран при электронанофильтрационном разделении промышленных растворов

2.5 Экспериментальная установка электродиализного вида и методика проведения экспериментальных исследований

2.6 Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. ДАННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ

3.1 Исследования структурных характеристик методом оптической микроскопии, рентгеноструктурным анализом и термическими методами в полупроницаемых и ионообменных мембранах

3.2 Электрохимические характеристики электромембранных систем

3.2.1 Вольтамперные характеристики

3.2.2 Числа переноса в нанофильтрационных и ионообменных мембранах

3.3 Коэффициент задержания и удельный выходной поток при электронанофильтрационном разделении растворов

3.4 Электродиализное разделение растворов, содержащих ионы

3.5 Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ

4.1 Методика построения математического описания в электромембранных процессах

4.2 Математическое описание поляризационных явлений в электромембранных процессах и проверка его адекватности

4.3 Методика расчета технологических и конструктивных характеристик в электромембранном аппарате плоскокамерного типа

4.4 Выводы по четвертой главе

ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ИОНЫ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

5.1 Разработка конструкций электронанофильтрационного аппарата плоскокамерного типа

5.2 Конструкция аппарата электродиализного типа с подводом охлаждающего раствора

5.3 Разработка электробаромембранного аппарата комбинированного типа

5.4 Разработка технологической схемы электромембранного разделения технологических растворов, содержащих ионы металлов

5.5 Расчет экономической эффективности электромембранной очистки технологических растворов, содержащих ионов тяжелых металлов

5.6 Выводы по пятой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

s

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ................................15V

ПРИЛОЖЕНИЯ...........................................................................1VS

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Ск — степень кристалличности; X — длина волны рентгеновского излучения, нм; J — удельный выходной поток, м3/м2 ■ с; К — коэффициент задержания, %; F — число Фарадея, Кл/моль; С — концентрация вещества, кг/м3;

-5

Спер — концентрация вещества в пермеате, кг/м ;

-5

Сисх — концентрация вещества в исходном растворе, кг/м ; т — время процесса, с; Т — температура, К; 5 — толщина мембраны, м; ¥т — рабочая площадь мембраны, м2;

-5

V — объем собранного пермеата, м ; Яв — критерий Рейнольдса; Я — коэффициент задержания; М — масса вещества, кг; К — коэффициент массопереноса; щ — число аппаратов в /-й секции; q — расход по длине аппарата;

£исх, Ьпер — расход разделяемого раствора и пермеата для каждого аппарата; ^ — коэффициент, учитывающий конструкцию разделительного элемента; та/ — масса элементов аппарата, кг;

-5

р — плотность материала, кг/м ;

ВАХ — вольтамперные характеристики;

ДСК — дифференциально-сканирующая калориметрия;

ФРР — функция радиального распределения;

КП — концентрационная поляризация;

ПАВ — поверхностно-активные вещества

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование электромембранных методов очистки технологических растворов гальванических производств от ряда ионов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. В мире осталось мало регионов, не затронутых проблемами ухудшения качества воды и загрязнения поверхностных и подземных источников. Основные проблемы, отрицательно влияющие на качество воды рек и озер, возникают в зависимости от обстоятельств, с разной степенью остроты в результате несоответствующей очистки бытовых сточных вод, а также слабого контроля за сбросом промышленных сточных вод [1].

Усиление загрязнения окружающей среды до глобального уровня — это последствия постоянно развивающейся мировой промышленности. Несмотря на широкое использование современных высокотехнологичных процессов на производствах, все еще существуют предприятия, которые не используют эффективные методы очистки стоков. Обычно такие компании не заинтересованы в модернизации старых очистных сооружений и станций из-за экономических причин.

Для улучшения современной экологической ситуации имеется необходимость в применении новых процессов химических технологий, в частности методы электромембранной технологии, использование которых позволяет стабильно получать любой необходимый уровень очистки сточных вод. Современные мембраны имеют высокую селективность, что позволяет извлекать до 98 % примесей. Поэтому, электромембранные процессы привлекают все больше внимания и требуют глубокого исследования. Разработка технологического оформления их применения на промышленных предприятиях является необходимой. Ведутся исследования мембранных методов очистки во всех промышленно развитых странах при поддержке крупных корпораций и государственных экологических программ.

Работа выполнена в рамках базовой части государственного задания в сфере научной деятельности на 2017-2019 гг., проект № 10.4798.2017 «Развитие теоретико-экспериментальных подходов в исследовании,

разработке и расчете электрохимических мембранных процессов извлечения компонентов из промышленных растворов и стоков», а также при поддержке стипендии Президента Российской Федерации для обучения аспирантов за рубежом на 2019-2020 годы (Испания, Университет г. Аликанте).

Исходя из вышеизложенного, актуальным является исследование электромембранного разделения многокомпонентных технологических растворов, содержащих ионы с применением мембран. Данная работа посвящена исследованию мембранного разделения технологических растворов, содержащих ионы цинка, олова, оксида хрома и сульфат-иона с применением процессов электронанофильтрации и электродиализа.

Цель работы: Исследовать электрохимические, структурные и кинетические характеристики, математическое описание и технологическое оформление электромембранных процессов извлечения ионов 2п2+, СгО Бп2+ и SO42- из промышленных растворов гальванических производств.

Задачи исследования:

1. Определить объекты и выбрать методики для исследования электрохимических, структурных и кинетических характеристик мембран процессов электронанофильтрационного и электродиализного разделения.

2. Выполнить экспериментальные исследования и получить результативные данные о структурных и вольтамперных характеристиках в процессе электродиализного и электронанофильтрационного разделения промышленных растворов. Получить обоснованные экспериментальные зависимости по удельному выходному потоку и коэффициенту задержания при изменении трансмембранного давления, плотности тока и концентрации ионов металлов для процесса электронанофильтрации.

3. Провести исследование и выявить кинетические зависимости, связанные с изменением объема, концентрации ионов, температуры и рН растворов в каналах электролита, дилюата и концентрата при разделении растворов методом электродиализа.

4. Усовершенствовать математическое описание электрокинетических характеристик процесса электромембранного разделения раствора, содержащего ионы Ъп 2+, С г О 2 Б п 2 + и SO42- и получить численные значения эмпирических коэффициентов для их теоретического расчета.

5. Модернизировать математическое описание, имеющее электрохимическую направленность для определения концентрационной поляризации (КП) в плоском канале применительно к процессам нанофильтрации, электронанофильтрации, электродиализа и проверить его на адекватность.

6. Усовершенствовать инженерную методику расчёта технологических параметров электромембранных аппаратов для проведения электромембранного процесса разделения.

7. Разработать конструкции аппаратов плоскокамерного типа электронанофильтрационного и электродиализатора, обладающих патентной чистотой.

8. Модернизировать технологическую схему разделения промышленных растворов гальванических производств, содержащих ионы Ъ п 2+, С г О 2 Б п 2 + и SO42-, с применением комбинированной электромембранной системы очистки и оценить её экономическую эффективность.

Объектами исследования являлись процессы электродиализной и

>42

технологических растворов и сточных вод гальванических производств.

Предмет исследования — электрохимические, кинетические и структурные характеристики, математическое описание и технологическое оформление электромембранного процесса разделения промышленных растворов гальванических производств, содержащих ионы , ,

и SO42-.

электронанофильтрационной очистки от ионов Ъп 2+, С г О \ , Б п 2 + и SO,

Научная новизна.

Получены и обобщены новые экспериментальные данные по электрохимическим характеристикам, в частности по вольтамперным характеристикам, электропроводности электролита, концентрата и дилюата, числам переноса в ионообменных и нанофильтрационных мембранах.

Получены оригинальные данные по структурно-морфологическим характеристикам, по изменению аморфности и кристалличности в мембранах МА-40, МК-40, ОПМН-П и ОФАМ-К методами дифференциально -сканирующей калориметрии, рентгеноструктурного анализа и оптической микроскопии.

Выполнены экспериментальные исследования и получены новые кинетические зависимости, отвечающие за изменение объема, концентрации, температуры и кислотности растворов в трактах электролита, концентрата и дилюата в процессе электродиализного разделения промышленных растворов на мембранах CMI-7000S, MBCSE0.2 С.0282 и MBASE0.2 А.5133.

Получены модифицированные математические выражения, оценивающие влияние исходной концентрации, трансмембранного давления и плотности тока на коэффициент задержания и удельный выходной поток электронанофильтрационной очистки от ионов олова, оксида хрома, олова и сульфат-иона растворов гальванических производств, а также численные значения эмпирических коэффициентов для прогнозирования и теоретического расчета кинетических характеристик

электронанофильтрационного процесса.

Усовершенствовано математическое описание мембранного процесса, имеющего электрохимическую направленность для определения концентрационной поляризации (КП) в плоском канале применительно к процессам нанофильтрации и электромембранным процессам. Выполнена проверка адекватности математического описания путем сравнения значений концентрационной поляризации в мембранном канале при

нанофильтрационном разделении растворов, содержащих ионы цинка и олова на мембране ОПМН-П.

Практическая значимость.

Практическая значимость работы состоит в усовершенствовании инженерной методики расчета электронанофильтрационной установки для извлечения ионов Ъп 2+, С г О 2 Б п 2 + и SO42-, позволяющей определять рабочую площадь мембран, секционировании аппаратов и определении энергозатрат в электромембранных установках; в разработке новых конструкций электромембранных аппаратов плоскокамерного типа (патент РФ № 2668866, патент РФ №2756590), обладающих патентной чистотой; модернизации технологической схемы очистки сточных вод гальванических производств путем комбинированного применения процессов электродиализного и электронанофильтрационного разделения.

Практическая реализация исследований по электромембранному разделению промышленных растворов, содержащих ионы тяжелых металлов, подтверждена актом внедрения в учебный процесс в ФГБОУ ВО «ТГТУ» и на АО «ТАГАТ» им С.И. Лившица, г. Тамбов. Оценена экономическая эффективность применения электромембранных методов для очистки технологических растворов гальванических производств от ряда ионов.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Новые экспериментальные данные по аморфности и кристалличности нанофильтрационных и ионообменных мембран в воздушно-сухом, водонасыщенном и рабочем состояниях.

2. Оригинальные данные по вольтамперным характеристикам, электропроводности электролита, концентрата и дилюата, а также числам переноса в ионообменных и нанофильтрационных мембранах.

3. Новые данные по кинетическим зависимостям изменения концентрации, температуры и кислотности растворов в трактах электролита, концентрата и дилюата в процессе электродиализного разделения промышленных растворов на мембранах CMI-7000S, MBCSE0.2 С.0282 и

МБЛ8Б0.2 А.5133. Экспериментальные данные по удельному выходному потоку и коэффициенту задержания при электронанофильтрационном разделении растворов, содержащих ионы цинка, оксида хрома и олова.

4. Модифицированные математические уравнения и численные значения эмпирических коэффициентов, необходимых для прогнозирования и теоретического расчёта коэффициента задержания и удельного выходного потока нанофильтрационных и электронанофильтрационных процессов.

5. Усовершенствованное математическое описание, имеющее электрохимическую направленность, для определения концентрационной поляризации (КП) в плоском канале применительно к нанофильтрационным и электромембранным процессам и проверка его адекватности.

6. Усовершенствованная методика расчёта рабочей площади электромембранных аппаратов.

7. Новые конструкции плоскокамерных аппаратов электронанофильтрационного и электродиализного видов, обладающих патентной чистотой.

8. Усовершенствованная технологическая схема электромембранной очистки промышленных растворов за счет использования разработанных запатентованных аппаратов и оценка её экономической эффективности за счет повторного использования компонентов разделяемого раствора.

Методология и методики диссертационного исследования. В основе методологии исследования лежат научные методики изучения электрохимических, структурных и кинетических характеристик. Методики исследования основаны на физических и математических методах исследования таких как гравиметрический, кинетический, гидродинамический, оптической микроскопии, дифференциально-сканирующей калориметрии, рентгенодифрактометрического и математического моделирования.

Степень достоверности. Достоверность научных положений, выводов и заключений базируется на применении комплекса физических и математических методов исследования. Результаты экспериментальных и теоретических исследований были воспроизведены и аргументированы литературными данными других авторов. Погрешность результатов теоретического расчета с результатами экспериментальных исследований по характеристикам процессов электромембранного разделения растворов не превышала ±10%.

Личный вклад автора состоит в формулировке цели и задач исследования, выборе объектов и методик, планировании, в выполнении экспериментальных и теоретических исследований, в обработке и анализе результатов исследования, в написании научных статей, тезисов докладов и патентов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научных конференциях: международной научно-техническом семинаре, посвященном 175-летию со дня рождения К.А. Тимирязева (Москва. 2018г.); IV, V международной научно-практической конференции «Виртуальное моделирование, прототипирование и промышленный дизайн» (Тамбов, 2017г., 2018г.); Всероссийской научной конференции и школы для молодых ученых (с международным участием) «Системы обеспечения техносферной безопасности» (Тамбов. 2017г.); I, II международной научно-практической конференции «Цифровизация агропромышленного комплекса» (Тамбов 2018г., 2020г.).

Публикации.

Материалы диссертационного исследования приведены в 21 печатной работе, из них 4 статьи в изданиях, индексируемых в международных базах цитирования Scopus и WoS, 8 статей в журналах, рекомендованных ВАКом РФ. Получены два патента РФ на изобретение и одно свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа включает введение, пять глав, заключение, список используемых источников и приложения. Диссертация включает 201 страницу машинописного текста, в том числе 51 рисунок, 22 таблицы, список используемых источников насчитывает 198 наименований публикаций отечественных и зарубежных авторов.

Автор выражает благодарность профессору Хесус Иньеста Валькарсель и коллективу инженерно-исследовательского отдела кафедры физической химии, факультет науки, фаза I (Department of Physical Chemistry, Faculty of Science, Phase I) г. Аликанте (Испания), коллективу кафедры «Механика и инженерная графика» ФГБОУ ВО «ТГТУ», к.т.н., доценту Шестакову Константину Валерьевичу, д.т.н., профессору Ковалеву Сергею Владимировичу и научному руководителю д.т.н., профессору Лазареву Сергею Ивановичу за помощь в выполнении диссертационной работы.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЗОР ДАННЫХ ПО ЭЛЕКТРОМЕМБРАННОЙ ОЧИСТКЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ ОТ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ

1.1 Анализ промышленных растворов гальванических и металлообрабатывающих производств

Вода, применяемая в технических целях, в настоящее время является самым доступным и дешевым, в плане стоимости, агентом очистки, именно поэтому она довольно широко используется в металлургии и гальванической промышленности. Кроме этого, техническая вода служит дисперсионной средой для изготовления растворов на водной основе, применяемых для охлаждения. Параметры качества технической воды характеризуются составом и степенью минерализации, а также жесткостью.

Содержание солей в 1 литре воды определяет степень минерализации, а исходные воды делятся на основные 4 группы: рассолы (более 50 г/л), соленые (10.. .50 г/л), солоноватые (1.. ,10г/л), пресные (до 1 г/л).

Если рассматривать техническую воду как средство очистки, то основным показателем ее качества будет состав минерализации, который определяет, насколько коррозионно-агрессивной будет вода по отношению к металлу, что может привести к его разрушению и негативному воздействию. Для того чтобы приготовить промышленный раствор приемлемого качества, нужно использовать воду с общей жесткостью

(Ca;Mg) не более 3-4 мг • экв/л. Чтобы жесткую воду сделать мягче, ее обрабатывают N а О Н, N а 2С О 3 и Ыа3РО4- 1 0 Н2 О .

Степень минерализации воды существенно влияет на эффективность действия и, следовательно, расход химических реагентов, а также степень обработки материала. Помимо своей дешевизны и доступности вода, как агент очистки, имеет целый ряд других преимуществ: довольно малой

вязкостью (1 мПа-с при t = 20,5 °С); пониженной плотностью (1000 кг/м ); высокой, в рамках производства, охлаждающей способностью. Также необходимо принимать во внимание, что вода имеет свойство замерзать при минусовых температурах, а этот факт существенно ограничивает её область применения.

Растворы высокомолекулярных веществ, таких как полисахариды и акрилаты, молекулы которых состоят из одного повторяющегося звена (мономера), называются полимерными водными растворами [1].

Если в молекуле присутствуют разные мономеры, то такое высокомолекулярное вещество будет называться сополимером. Высокомолекулярные вещества делятся на полиэлектролиты и неэлектролиты. Если в основе реагентов содержатся водорастворимые эфиры акриловых полимеров и целлюлозы, образующих в процессе диссоциации в воде простой катион и сложный анион, то такие реагенты называются полиэлектролитами. В случае, если реагенты, изготовленные из крахмала, содержат полярные группы без заряда, то их называют неэлектролитами.

В США, судя по истории, начали использовать полимерные растворы в 60-х годах прошлого века. В России полимерные растворы впервые стали применять лишь в первой половине 70-х годов. С применением их в промышленности связаны работы Ахмадеева Р.С., Кистера Э.Г., Дедусенко Г.Д., Крысина Н.Н., Скальской У.А., Нацепинской А.М., Липкеса М.И. Турапова М.К., Шарипова А.У., Хариева И.Ю., Пенькова А.И., Андре шна Б.А., Минхайрова К.Л. В роли полимеров применялись, метас, ГПАА, реагент К-4, гипан. При необходимости в раствор могут добавлять ингибирующие присадки, а также некоторые отходы химических и металлургических производств.

Эффективность использования полимерных реагентов в технологическом процессе напрямую зависит от ряда характеристик, которые являются уникальными и отличают их от других реагентов. Среди

этих характеристик можно выделить большие размеры молекул, разнообразие их конфигураций и конформаций, хорошие свойства полиэлектролита, достаточную прочность макромолекулярной цепи, способность к взаимодействию между молекулами и высокую поверхностную активность.

Масса молекул полимеров, используемых в промышленности, варьирует от 104 до 107 у.е. Из литературного обзора следует, что растворы полимеров обладают псевдопластическим режимом течения, который характеризуется тем, что вязкостные свойства зависят в большей степени от скорости сдвига.

Свойства флокуляции полимеров позволяют очищать растворы от загрязняющих частиц. При добавлении полимеров в раствор в размеренных количествах происходит агрегирование мелких взвешенных частиц с помощью полимерных мостиков. Масса связанных твердых частиц увеличивается, и они оседают под действием силы тяжести в желобной системе. Считается, что реагенты полисахаридной природы, такие как производные целлюлозы и крахмала, которые имеют перечисленные выше преимущества полимеров, являются наилучшей основой для приготовления растворов. Они также обладают высокими эксплуатационными свойствами, легко подвергаются деструкции и сохраняют естественную проницаемость коллекторов, не влияя на окружающую среду. Расширенное применение полимеров, находящихся в составе раствора, позволяет уменьшить расход химических материалов, сократить трудозатраты, что способствует экономии материальных средств промышленного производства.

Перечислим основные недостатки растворов из полимеров: довольно низкая стойкость к воздействию ионов кальция, а также других поливалентных металлов; высокая цена на импортные ВМВ (от трех до шестнадцати тысяч долларов за тонну), очень малый выбор отечественных ВМВ.

С использованием синтетических ПАВ, которые могут изменять физико-химическую природу фильтрата, возможно получить минимальное снижение проницаемости промышленных коллекторов, что является наиболее подходящим методом с технологической и экономической точек зрения. Множество работ посвящено изучению влияния ПАВ на процессы адсорбции и смачиваемости заготовок.

Синтетические ПАВ обязаны удовлетворять следующим условиям: иметь отличную растворяемость в технической воде; обладать повышенной смачиваемостью поверхности (обладать хорошими гидрофобизирующими свойствами); адсорбироваться на материале незначительно, не влияя на характеристики раствора.

Раствор, содержащий соли алюминия в качестве ингибирующей добавки, которые переходят в гидроксид алюминия, называют алюминизированным. Термостойкость такого раствора достигает 200°С и выше. Хлористый или сернокислый алюминий и гидроксид натрия используются для изготовления промышленного раствора. В роли разжижающего средства применяют модифицированные

хромлигносульфонаты. Уменьшение степени фильтрации достигается за счет добавления полимерного реагента — метаса, КМЦ, гипана, М-14 и других. После обработки солями алюминия нормальные значения уровня рН раствора становятся в пределах 8,5-9,5.

Раствор, содержащий алюмокалиевые квасцы, гидроксид калия и бихромат натрия в качестве ингибирующей добавки, называют алюмокалиевыми. Уровень рН данных растворов находится близким к 7, то есть нейтральному. Ингибирующее действие данного раствора сильнее, чем алюминизированного. Раствор приготавливают по схеме, аналогичной алюминизированному.

Растворы, содержащие в качестве ингибирующей добавки силикат натрия, называют силикатными. Такой раствор приготавливают из заранее гидратированного в обычной воде порошка из глины, в который вводят

КМЦ, УЩР и силикат натрия. Среда дисперсии раствора на основе углерода: нефть, дизельное топливо, углеводородорастворимые ПАВ. Фаза дисперсии: битум с высоким окислением, гидроокись кальция барит,

эмульгированная вода.

Растворы, имеющие углеродистую основу по сравнению с растворами, приготовленными на основе воды, имеют множество преимуществ: их можно долго хранить и многократно использовать, они инертны в отношении солей, обладают достаточно сильными триботехническими и антикоррозионными свойствами, обладают высокой термостойкостью (до 2 2 0. . .2 2 0 °С ). Также они могут утяжеляться при помощи любых стандартных утяжелителей. Недостатками, мешающими широко применять данные растворы, являются: довольно высокая стоимость и отсутствие в свободном доступе основных компонентов, вредность в экологическом плане и пожароопасность.

В процессе электролиза могут быть применены перечисленные типы электролитов: водные растворы кислот, солей, оснований, растворы в неорганических растворителях неводного происхождения, растворы в органических растворителях неводного происхождения, твердые электролиты, газы, расплавленные соли. В процессе электролиза водных растворов хлорида натрия получают хлор, водород и едкий натр. Большее количество хлора идёт в металлургическую промышленность для хлорирования при переработке полиметаллических руд, извлечения драгоценных металлов из руд. Применение хлора также распространено в нефтеперерабатывающей промышленности, в медицине, для обезвреживания питьевых и сточных вод, в сельском хозяйстве, в пиротехнике и других областях народного хозяйства.

Едкий натр — это непрозрачное кристаллическое вещество, которое хорошо растворяется в воде и имеет температуру плавления при

атмосферном давлении. В промышленности используются его водные растворы, иногда твердый едкий натр.

Водород — это газ, который закипает при температуре .

Водород в металлургической промышленности в основном используют для восстановления цветных металлов из их оксидов.

При выплавке железа из руды в доменных печах к ней добавляют разные вещества, которые при соединении с породой образуют стекловидную легкоплавкую массу — так называемый шлак. Для более приемлемой консистенции шлака и для того, чтобы ввести в него ненужные примеси, вроде серы, фосфора и других, к нему прибавляют поваренную соль, а также другие натриевые и калиевые соли, растворы поваренной соли или же природные рассолы [2-4].

Растворы поваренной соли в любом случае, независимо от способа их получения, будут содержать примеси солей магния и кальция, поэтому до того, как они отправляются в цеха электролиза, подвергаются максимальной очистке от этих солей.

1.2 Классические методы разделения технологических растворов и

сточных вод

Классические методы очистки сточных и технологических вод делят на химические, механические, физико-химические, биологические. Если они применяются совместно, то данный метод очистки и обезвреживания будет называться комбинированным. Использование конкретного метода очистки зависит от типа и степени вредности примесей.

Механический метод очистки заключается в удалении механических примесей из технологической воды путем фильтрации и отстаивания. Для отделения грубых примесей, которые не растворяются в воде, существуют различные устройства, такие как решетки, сита, песколовки и септики, а поверхностные загрязнения можно удалять при помощи бензомаслоуловителей, отстойников, нефтеловушек и других устройств. Этот метод очистки сточных вод может удалить до 60-75% нерастворимых

примесей в бытовых условиях и до 95% в промышленности, и некоторые из этих примесей можно повторно использовать в производственном процессе.

Принцип химического способа очистки промышленных вод основан на использовании реагентов химической природы, образующих вследствие реакции с примесями осадки, которые являются нерастворимыми. Процент нерастворимых примесей благодаря такому подходу снижается до 95% а количество растворимых снижается до 25%.

Способ очистки примесей из сточных вод, включающий в себя коагуляцию, сорбцию, окисление, экстракцию и прочие, называется физико-химическим методом. Также широко используется в промышленности для очистки вод электролиз. Смысл его заключается в изменении в сточных водах веществ органического происхождения, а также извлечении кислот, металлов и других видов неорганических веществ.

Электролитическая очистка производится в специальных устройствах -электролизерах. Такой тип очистки эффективен на медных и свинцовых предприятиях, в металлургической и некоторых других промышленных областях.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Игнатов Николай Николаевич, 2023 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Виноградов, С.С. Экологически безопасное гальваническое производство: под редакцией проф. Кудрявцева В.Н. / СС. Винградов. —. М.: Глобус, 2002. — 352 с.

2. Заболоцкий, В.И. Развитие электродиализа в России / В.И. Заболоцкий, Н.П. Березина, В.В. Никоненко и др. // РЖ Мембраны. — М., 1999, С.4-27.

3. Брык, М.Т Вода в полимерных мембранах / М.Т. Брык, И.Д. Атаманенко // Химия и технология воды. — 1990. — Т. 12, № 5. — С. 398-435.

4. Алексеев, Л.С. Улучшение качества мягких вод / Л.С. Алексеев, В.А. Гладков — М.: Стройиздат, 1994. — 152с.

5. Перелыгин, Ю.П. Реагентная очистка сточных вод и утилизация отработанных растворов и осадков гальванических производств: учеб. пособие / Ю. П. Перелыгин, О. В. Зорькина, И. В. Рашевская, С. Н. Николаева. — Пенза: Изд-во ПГУ, 2013. - 80 с.

6. Воронов, Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод: Учебник для вузов / Ю.В. Воронов, С.В. Яковлев. — М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006. — 704 с.

7. Лазарев, С.И. Очистка технической воды на обратноосмотической установке плоскокамерного типа / С.И. Лазарев, В.В. Мамонтов, С.В. Ковалев // Иваново: Изв. вузов. Химия и химическая технология. — 2006.— Т. 49, вып. 9.- С. 52-54

8 Ковалева, Н.Г. Биохимическая очистка сточных вод предприятий химической промышленности / Н.Г. Ковалева, В.Г. Ковалев. — М.: Химия, 1987. —160с.

9. Зубарева Г.И. Очистка кислотно-щелочных сточных вод гальванического производства от ионов тяжелых металлов с применением флотации / Г.И. Зубарева, М.Н. Черникова, А.В. Гуринович // Экология и промышленность России. — 2012. — С. 8-9.

10. Дытнерский, Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация / Ю.И. Дытнерский — М.: Химия, 1978.— 352 с.

11 Хванг, С.-Т. Мембранные процессы разделения: Пер. с англ. / С.-Т. Хванг, К. Каммермейер. — М.: Химия, 1981. — 464 с.

12. Мулдер, М. Введение в мембранную технологию: Пер. с англ. / М. Мулдер. — М.: Мир, 1999. — 513 с.

13. Использование мембранных аппаратов для решения экологических и технологических проблем. [Интернет-ресурс] URL: wila.ru/4/302/article32628/ (дата обращения 26.03.2019)

14. Заболоцкий, В.И. Перенос ионов в мембранах / В.И. Заболоцкий, В.В. Никоненко — М.: Наука, 1996. — 390 с.

15. Горячий, Н.В. Электромембранные процессы: Учебное пособие / Н.В. Горячий. — М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. — 270 с.

16. Шапошник, В.А. Мембранные методы разделения смесей веществ / В.А. Шапошник // Соровский Образовательный Журнал. —1999. — № 9. — С. 27-32.

17. Хосид, Е.В. Опыт внедрения новых мембранных методов водообработки стоков / Е.В. Хосид. — Л.: Химия, 1989. — 34 с.

18. Гребенюк, В.Д. Электромембранное разделение смесей / В.Д. Гребенюк, М.И. Пономарев. — Киев: Наукова Думка, 1992. — 183 с.

19. Дытнерский, Ю.И. Мембранные процессы разделения жидких смесей / Ю.И. Дытнерский. — М.: Химия, 1975. — 252 с.

20. Дытнерский, Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчет / Ю.И. Дытнерский. — М.: Химия, 1986. — 272 с.

21. Свитцов, А.А. Введение в мембранную технологию / А.А. Свитцов. — М.: ДеЛипринт, 2007. — 208 с.

22. Брок, Т. Мембранная фильтрация: Пер. с англ. / Т. Брок. — М.: Мир, 1987.— 464 с.

23. Плановский, А.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. 3-е изд. / А.Н. Плановский, П.И. Николаев. — М.: Химия, 1987.— 496 с.

24. Мухленов, И.П. Общая химическая технология. Учебник для вузов. Ч. 2. Важнейшие химические производства / И.П. Мухленов, А.Я. Авербух, Д.А. Кузнецов [и др.]. — изд. 3-е перер. и доп.— М.: Высшая школа, 1977. — 288 с.

25. Кутепов, А.М. Общая химическая технология: учеб. для техн. вузов.

- 2-ое изд. испр. и доп. / А.М. Кутепов, Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгарт. — М.: Высшая школа, 1990. — 520 с.

26. Нанотехнологии и мембраны / В.П. Дубяга, И.Б. Бесфамильный // Крит. технологии. Мембраны. — 2005. — № 3. — С.11-16.

27. Чураев, Н.В. Физикохимия процессов массоперноса в капиллярно -пористых телах / Н.В. Чураев. — М.: Химия, 1990. — 272 с.

28. Глинка, Н.Л. Общая химия: учебн. пособ. для Вузов. Под ред. В.А. Рабиновича / Н.Л. Глинка. — 25-е изд. — Л.: Химия, 1986. — 704 с.

29. Мелвин-Хьюз, Э.А. Физическая химия / Э.А. Мелвин-Хьюз. — Т.2.

— М.: ИЛ., 1962. — 624 с

30. Shaposhnik V.A., Vasil'eva V.I., Grigorchuk O.V. Diffusion Boundary Layers during Electrodialysis // Russian Journal of Electrochemistry. Vol. 42. No. 11. 2006. pp. 1202-1207.

31. Борисов, Г.С. Основные процессы и аппараты химической технологии / Г.С. Борисов, и др. — М.: Химия, 1992. — 496 с.

32. Химик. Сайт о химии [Электронный ресурс]. URL: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2499.html (дата обращения: 26.05.19).

33. Зимон, А.Д. Коллоидная химия / А.Д. Зимон, Н.Ф. Лещенко. — М.: Агар, 2001.—320 с.

34. Волгин, Д.В. Математическое описание процесса обратного осмоса / Д.В. Волгин, Е.Д. Максимов, В.И. Новиков // Химия и технология воды. — 1989. — Т.2, №3. — С. 222-225.

35. Симанова, С.А Новый справочник химика и технолога. Электродные процессы. Химическая кинетика и диффузия. Коллоидная химия / С.А. Симанова. — СПб.: АНО НПО "Мир и Семья", 2004. — 838 с.

36. Мартынов, Г.А. К теории мембранного разделения растворов. Анализ полученных решений / Г.А. Мартынов, В.М. Старов, Н.В. Чураев // Коллоидный журнал. — 1980. — Т.42, №4. — С. 657-664.

37. Раджабова, А.С. Об эффективности использования метода электроосаждения для очистки и обеззараживания питьевых вод / А.С. Раджабова, М.О. Холмирзоева, Н.С. Кароматуллоева и др. // Доклады академии наук республики Таджикистан. — 2008. — Т.51, №7. — С. 544-548.

38. Гуцалюк, B.M. Вариационная постановка задачи массопереноса в процессах разделения через мембраны под давлением // Тез. докл. IV Всес. конф. по мембранным методам разделения смесей (Москва, май 1987 года) — М.: —1987. — Т. 4. — С. 13-15.

39. Шапошник, В.А. Кинетика электродиализа / В.А. Шапошник. — Воронеж, 1989. — 176 с.

40. Мавров, В.А. Рабочие параметры ультрафильтрационных мембран в процессе комплексообразования — ультрафильтрация / В.А. Мавров, И.Е. Петрова, С.Г. Петров, // Химия и технология воды. — 1992. — Т.14, №2. — С. 24-29.

41. Дмитриева, Н.С. Исследование влияния электрического поля на процесс ультрафильтрации: дис. канд. техн. наук / Н.С. Дмитриева. - М.: 1983. — 120 с.

42. Абоносимов, O.A. Кинетика процесса массопереноса при обратноосмотическом разделении гальваностоков и сточных вод химводоочистки: дис. канд. тех. наук / O.A. Абоносимов. — Тамбов, 2000. — 196 с.

43. Когановский, А.М Адсорбция растворенных веществ / A.M. Когановский и др. — Киев: Наукова думка, 1977. — 223 с.

44. Байков, В.И. Ультрафильтрация в плоском канале с одной проницаемой поверхностью / В.И. Байков, П.К. Звонец // ИФЖ. — 1999. — Т. 72., № 1. — С. 32 - 37.

45. Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева. Кафедра мембранных технологий. Учебные пособия [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.membrane.msk.ru/books/?id_b=3. - Дата доступа: 25.12.2019.

46. Дытнерский, Ю.И Исследование процесса разделения водных растворов неорганических солей обратным осмосом / Ю.И. Дытнерский, Р.Г. Кочаров, До Ван Дай // Тез. докл. I Всесоюзн. конф. по мембранным методам разделения смесей. МХТИ им. Д.И. Менделеева. — 1973. — 24 с.

47. Гальванотехника. Справочник под ред. А. А. Гинберга, А. Ф.Иванова, Л.А Кравченко. — М.: Металлургия, 1987. —735 с.

48. Жужиков, В.А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий / В.А. Жужиков. —М.: Химия, 1971. — 440 с.

49.Эман, М.И. Разделение обратным осмосом / М.И. Эман // Химия и технология воды. —1980.—Т.2., №2. — С. 107-111.

50. Rubinstein I. Electro-diffusion of ions // SIAM: Philadelphia. 1990. 263p.

51. Бильдюкевич, А.В. Ультрафильтрация модельных растворов высокомолекулярных соединений. / А.В. Бильдюкевич, Островский Э.Г., Капуцкий Ф.Н // Коллоидный журнал. — 1989. — №1 — С. 133-137.

52. Дубицкая, Н.И. Применение метода обратного осмоса для очистки сточных вод. / Н.И. Дубицкая, С.А. Перлов // Бумажная промышленность. — 1987. — №6. — С.5-6.

53. Рыков, С.А. Сканирующая зондовая микроскопия полупроводниковых материалов и наноструктур / С.А. Рыков; под ред. В.И. Ильина, А.Я. Шика. - СПб.: Наука, 2001. — 53 с.

54. Сканирующая зондовая микроскопия биополимеров / под ред. И.В. Яминского. — М.: Научный мир, 1997. — 88 с.

55. Скрышевский, А.Ф. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел / А.Ф. Скрышевский. — М.: Высшая школа, 1980. — 328 с.

56. Лихачев, В.А. Континуальная теория дефектов / В.А. Лихачев, А.Е., Волков, В.Е. Шудегов. — Л.: ЛГУ, 1986. — 96 с.

57. Зубарев, С.В. Применение мембранных процессов в нефтехимической и нефтеперабатывающей промышленности. Обзорная информация. / С.В. Зубарев. — Л.: Химия, 2010. — 136 с.

58. Мазитова, Л.А. Технологические процессы с применением мембран / Л.А. Мазитова, Т.М. Мнацаканян. — М.: Мир, 1979. — 372 с.

59. Духин, С.С. Электрохимия мембран и обратный осмос / С.С. Духин, М.П. Сидорова, А.Э Ярощук. — Л.: Химия, 1991. — 192 с.

60. Богомолов, Ю.В. Вопросы теплопереноса в электробаромембранных аппаратах плоскокамерного типа / Ю.В. Богомолов, С.И Лазарев // Вестник ТГТУ. —. 2013. — Т.19, №4. — С.805-812.

61. Takeshi Matsuura. Synthetic Membranes and Membrane Separation Processes // CRC press. 1993. 480 p.

62. Дытнерский, Ю.И. Некоторые проблемы теории и практики использования баромембранных процессов / Ю.И. Дытнерский, Р.Г. Кочаров // М.: ЖВХО им. Д.И. Менделеева. — 1987. — Т. 32, №6. — С. 607-614.

63. Артемов, Н.С. Аппараты и установки для мембранных процессов / Н.С. Артемов. — М.: Машиностроение, 1994. — 240 с.

64. Жилинский, В.В Электрохимическая очистка сточных вод и водоподготовка / В.В. Жилинский. — Минск: Белорусский государственный технологический университет, 2013. — 191 с.

65. Нагагаки, M. Физическая химия мембран / M. Нагагаки. — М.: Мир, 1991. — 255 с.

66. Лазарев, С.И. Исследование диффузионной и осмотической проницаемости полимерных мембран / С.И. Лазарев, В.Б. Коробов, В.И. Коновалов. — Тамбов: Институт химического машиностроения, 1989. — 12 с.

67. Гринчик, Н.Н. Процессы переноса в пористых средах, электролитах и мембранах / Н.Н. Гринчик — Минск: Изд-во АНК «Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова», 1991. — 252 с.

68. Pabby, А.К., Rizvi, S., Requena, A. Handbook of Membrane Separations: Chemical, Pharmaceutical, Food, and Biotechnological Applications. Second Edition. CRC Press. 2015. 878 p.

69. Антонченко, В. Я. Микроскопическая теория воды в порах мембраны / В. Я. Антонченко. — Киев: Наукова думка, 1983. — 160 с.

70. Norman N Li. Advanced Membrane Technology and Applications. Wiley-Interscience: 2008. 994 p.

71. Агилар Перис, X. Транспорт в мембранах: пер. с англ. / X. Агилар Перис. — М.: Наука, 1985. — 340 с.

72. Jozsef Toth. Adsorption: Theory, Modeling, and Analysis (Surfactant Science Series). 2006. 871 p.

73. Скрибная, В.П. Влияние растворенных органических веществ на полупроницаемые мембраны и способы стабилизации их обратноосмотических свойств / В.П. Скрибная, Д.Д. Кучерук // Киев: Химия и технология воды, 1981.—Т.3.— №3. — С.204-204.

74. Николаев, Н.И. Диффузия в мембранах / Н.И. Николаев. — М.: Химия, 1980. — 232 с.

75. Певницкая, М.В. Электроосмотическая проницаемость ионообменных мембран / М.В. Певницкая, A.A. Козина, Н.Г. Евсеев // Известия Саратовского отделения Академии наук СССР. Серия химическая. — 1974. — № 4. — С. 137-141.

76. Krack R. Chemical aspects of membrane cleaning. // Dan. Dairy and Food Ind. Worldwide. № 13. 2002. pp 70-72.

77. Коновалов, В.И. О методах описания массо- и теплопереноса в процессах электродиализа / В.И. Коновалов, В.Б. Коробов. — ЖПХ, 1989. — №9. — С. 1975-1982.

78. Кочергин, H.B. К исследованию полупроницаемости обратноосмотических мембран в разбавленных растворах / Н.В. Кочергин, C.B. Фомичев, A.B. Огневский // Труды Московского химико-технологического института им. Д.И. Менделеева. — 1982. — Вып. 122. — С. 3-15.

79. Тимашев, С.Ф. Физикохимия мембран / С.Ф. Тимашев. — М.: Химия, 1988. — 240 с.

80. Peter H. Membrane Technology in Water and Wastewater Treatment (Special Publication) // Royal Society of Chemistry. 2000. 398 p.

81. Лазарев, К.С. Сорбционные характеристики обратноосмотических мембран. / В.Л. Головашин, С.В. Ковалев, П.А. Чепеняк // Сорбционные и хроматографические процессы. — 2010. — Т. 10, Вып. 2. — С. 201-207.

82. Мазитова, Л.А. Технологические процессы с применением мембран: пер. с англ. / Л. А. Мазитова, Т. М. Мнацаканян; под ред. Р. Е. Лейси и С. Лёба. — М.: Мир, 1979. — 372 с.

83. Jonsson, G., Boesen, C. E. The mechanism of reverse osmosis separation of organic solutes using cellulose acetate membranes // Desalination. 1978. V. №1/3. 17 p.

84. H. Strathmann Ion-Exchange Membrane Separation Processes (Membrane Science and Technology, Volume 9). Elsevier Science: 2003. 360 p.

85. Сидорова, М.П. Электропроводность и числа переноса ионов в обратноосмотических ацетилцеллюлозных мембранах / М.П. Сидорова, О.В. Арсентьев, Е.Е. Каталевский и др. // Химия и технология воды. —1983. Т.5, №6. — С. 496-499.

86. Гнусин, Н.П. К вопросу об электроосмотической проницаемости ионообменных мембран / Н.П. Гнусин, Н.П. Березина, O.A. Демина // Журнал прикладной химии. — 1986. Т.59, №3. — С. 679-682.

87. Osada L. Membrane Science and Technology. CRC Press. 2009. 488 p.

88. Nunes, S.P., Peinemann, K.V. Membrane Technology: in the Chemical Industry. Wiley-VCH. 2001. 314 p.

89. Scott K. Handbook of industrial membranes // Oxford: Elsevier Advanced Technology. 1995. 912 p.

90. Карлин, Ю.В. Влияние электрического поля на ионный транспорт через обратноосмотические мембраны: дис. канд. хим. наук / Ю.В. Карлин. — М.: Издательство Московского университета, 1984. — 179 с.

91. Кульский, Л.А. Зависимость селективности ацетатцеллюлозных мембран от гидродинамической проницаемости / Л.А. Кульский и др. // Доклады Академии Наук СССР. — 1987. — Т. 296, № 1. - С. 175-178.

92. Мазаренко, А.Ф. Промышленный мембранный электролиз / А.Ф. Мазаренко, Г.М. Камарьян, О.П. Ромашин. — М.: Химия, 1989. — 240 с.

93. Эрдеи-Груз, Т. Явления переноса в водных растворах / Т. Эрдеи -Груз. — М.: Мир, 1976. — 592 с.

94. Wodzki Romuald. Permselectivity of vion excheng membranes from sorption data and its relation to nonuliformity of membranes // Die Angewandte Makromolekulare Chemi. Basel. 1982. V.106. № 1685. 23-25 pp.

95. Reid C.E. Water and ion flow across cellulosic membranes // J. Appl. Polym. Sci. Vol. 1. 1959. 133-136 pp.

96. Справочник химика: в 3 т. / под ред. Н. А. Шевелева. — М.: Химия, 1964. — Т.3. — 1008 с.

97. Konturri K., Murtomaki L., Manzanares J.A. Ionic transport processes in electrochemistry and membrane science. N-Y., Oxford University Press. 2008. 304 p.

98. Маццура Т. Выделение веществ / Т. Маццура. — М.: ВЦП, 1975. — 98 с. — (№ Ц-53579).

99. Алигар Перис, Х. Явление переноса через мембрану: пер. с англ. / Х. Алигар Перис. — М.: 1988. — 208 с.

100. Чалых, А.Е. Диффузия в полимерных системах / А.Е. Чалых. — М.: Химия, 1987. — 312 с.

101. Лазарев, С.И Влияние давления, температуры и концентрации на обратноосмотическое разделение водного раствора сульфанилата натрия /

С.И. Лазарев, A.C. Горбачев, М.А. Кузнецов // Известия вузов. Химия и химическая технология. — Иваново, 2005. — Т. 48. — Вып. 4. — С. 126-129.

102.Чалых, А.Е. Современные представления о диффузии в полимерных системах / А.Е. Чалых, В.Б. Злобин // Успехи химии. — 1988. — Т. 57, № 6. — С. 903-928.

103.Рейтлингер, С.А. Проницаемость полимерных материалов / С.А. Рейтлингер. — М.: Химия, 1974. — 272 с.

104. Mark C. Porter. Handbook of Industrial Membrane Technology, 1990.

604 p.

105. Когановский, А.М. Адсорбция органических веществ из воды /

A.M. Когановский и др. — Л.: Химия, 1990. — 256 с.

106. Hellmut G. Karge, Jens Weitkamp. Adsorption and Diffusion (Molecular Sieves) 2008. 467 p.

107. Jean Rouquerol. Adsorption by Powders and Porous Solids: Principles, Methodology and Applications. 2005. 467 p.

108. Колесников, В.А. Экология и ресурсосбережение в электрохимических производствах. Механические и физико-химические методы очистки промывных и сточных вод: учеб. пособие / В. А. Колесников,

B. И. Ильин. — М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2004. — 220 с.

109. Брык, М.Т. Ультрафильтрация / М.Т. Брык, Е.А. Цапык. — Киев: Наукова думка, 1989. — 288 с.

110. Виноградов, С.С. Организация гальванического производства. Оборудование, расчет производства, нормирование / С.С. Виноградов. Под ред. проф. В. Н. Кудрявцева. — Изд.2-е, перераб. и доп. — М.: «Глобус», 2005. — 240 с.

111. Мембраны, фильтрующие элементы, мембранные технологии: Каталог / ЗАО НТЦ «Владипор». — Владимир, 2007. — 22 с.

112. Astom Corporation [Электронный ресурс]. URL:http://www.astom-corp.jp/en/product/10.html (дата обращения 28.05.2020).

113. Николаева, Л.А. Ресурсосберегающая технология очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов шламом химводоочистки ТЭС / Л.А. Николаева, А.Ф. Шигабутдинова // Энергосбережение и водоподготовка. — 2013. — № 4. — С. 13-15.

114. Минлигулова, Г.А. Исследование очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов стоками нефтехимических производств / Г.А. Минлигулова, И.Г. Шайхиев // Вестник казанского технологического университета. — 2011. — № 6. — С. 166-171.

115. Мур, Д.В. Тяжелые металлы в природных водах: Контроль и оценка влияния / Д. В. Мур, С. Рамамурти; пер. с англ. Д. В. Гричука и др.; под ред. Ю. Е. Саета. — М.: Мир, 1987. — 285 с.

116. Лазарев, С.И. Дифрактометрическое исследование пористости ацетатцеллюлозной мембраны МГА-95 / С.И. Лазарев, Ю.М. Головин, КВ. Шестаков // Сорбционные и хроматографические процессы. — 2016. — №3. — С. 333-340.

117. Арисова, В.И. Структура и свойства КМ / В.И. Арисова. — Волгоград: ВолгГТУ, 2008. — 96 с.

118. Лазарев, С.И. Дифрактометрическое исследование порозности ацетатцеллюлозной мембраны МГА-95 / С.И. Лазарев, Ю.М. Головин, КВ. Шестаков и др. // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. — 2016. — №2. — С. 650-654.

119. Бокий, Г.Б Рентгеноструктурный анализ / Г.Б. Бокий, М.А. Порай-Кошиц. — М.: Издательство МГУ, 1964 — Т.1. — 490 с.

120. Галимов, Э.Р. Рентгеноструктурный анализ поликристаллов. Учебное пособие / Э.Р. Галимов, К.В. Кормушин, З.Я. Халитов. — Казань: Изд-во КГТУ, 2006. — 86 с.

121 Азаров, В.И. Химия древесины и синтетических полимеров: Учебник для вузов / В.И. Азаров, А.В. Буров, А.В. Оболенская. — СПб.: СПбЛТА, 1999. — 628 с.

122. Мартынов, М.А. Рентгенография полимеров / М.А. Мартынов, К.А. Вылежанина. — М.: Химия, 1972. — 98 с.

123. Поликарпов, В.М. Переход «порядок-беспорядок» в кремний-, германий- и борсодержащих полимерах, и их органических аналогах: Автореф. докт. дис.: 02.00.06 / В.М. Поликарпов. — М., 2003.— 32 с.

124. Ковалева, О.А. Научные и прикладные основы разработки и повышения эффективности электробаромембранных процессов разделения технологических растворов в химических, машиностроительных и биохимических производствах: Автореф. докт. дис.: 05.17.03 / О.А. Ковалева. — Тамбов., 2019. — 32 с.

125. Пугачев, Д.В. Влияние структурных и реологических факторов на кинетику процессов твердофазной обработки термостойких полимерных материалов: Автореф. канд. дис.: 05.17.08 / Д.В. Пугачев. — Тамбов., 2010. — 16 с.

126. Каграманов, Г.Г. Диффузионные мембранные процессы: учебное пособие / Г. Г. Каграманов. - М.: РХТУ им. Менделеева, 2009. — 73 с.

127. Mulder, M. Basic Principles of Membrane Technology / M. Mulder // Haarlem: Springer Netherlands,1996. —564 p.

128. Деминерализация методом электродиализа: учебное пособие / под ред. Дж. Вильсона. — М.: Госатомиздат, 1963. — 351 с.

129. Липин, А.Г. Кинетика массопереноса при электродиализе растворов органических веществ и электролитов. / А.Г. Липин, М.П. Бурчу, А.А. Липин // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. — 2014. — №57. — С. 112-115.

118. Заболоцкий, В.И. Перенос ионов через мембрану в условиях предшествующей медленной гомогенной химической реакции в диффузионном слое / В. И. Заболоцкий, К. А. Лебедев, Н. В. Шельдешов // Электрохимия. — 2017. — Т. 53, № 9. — С. 1083-1097.

131. Головашин, В.Л. Математическая модель совместного электротепломассопереноса в электробаромембранных системах / В.Л. Головашин // Вестник ТГТУ. — 2014. — № 4. — С. 734 — 746.

132. Лурье, Ю.Ю. Химический анализ производственных сточных вод / Ю.Ю. Лурье, А.И. Рыбников. — М.: Химия, 1974. — 336 с.

133. Рябчиков, Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования / Б. Е. Рябчиков. — М.: ДеЛи принт, 2004. — 301 с.

134. Пилипенко, А.Т. Комплексная переработка минерализованных вод / А.Т. Пилипенко [и др.]. — Киев: Наукова думка, 1981. — 284 с.

135. Гнусин, Н.П. Транспорт воды и ионообменных мембранах во внешнем электрическом поле / Н.П. Гнусин, Н.П. Березина, О.А. Демина // ЖПХ. — 1986. — Т. 59, № 3. — С. 679-682.

136. Берёзина, Н.П. Модельное описание электротранспорта воды в ионообменных мембранах / Н.П. Берёзина, Н.П. Гнусин, О.А. Демина // Электрохимия. — 1990. — Т. 26, № 9. — С. 1098-1104.

137. Кулов, Н.Н. Влияние молекулярно-кинетических свойств водных растворов неэлектролитов на селективность обратноосмотических мембран / Н.Н. Кулов [и др.] // ДАН СССР. — 1989. — Т. 308, № 6. — С. 1430-1432.

138. Сидорова, М.П. Влияние концентрации раствора электролитов и температуры на проницаемость и селективность обратноосмотических мембран / М.П. Сидорова, О.В. Арсеньтьев, Е.Е. Каталевский, Г.В. Колмакова, Г.П. Семенов, Д.К. Тасев // Химия и технология воды. — 1983. — № 6. — С. 496-499.

139. Shaposhnik V.A., Vasil'eva V.I., Grigorchuk O.V. Diffusion Boundary Layers during Electrodialysis // Russian Journal of Electrochemistry. 2006. Vol. 42. No.11. 1202-1207 pp.

140. Желонкина, Е.А. Влияние гидроксидов меди и никеля на реакцию диссоциации воды при электродиализе в сверхпредельном токовом режиме /

Е.А. Желонкина, С.В. Шишкина, Б.А. Ананченко // Сорбционные и хроматографические процессы. — 2017. — Т.17, № 4. — С. 674-681.

141. Шапошник, В.А. Мембранная электрохимия / В.А. Шапошник // Соросовский Образовательный Журнал. — 1999. — № 2. — С. 71-77.

142. Лазарев, С.И. Научные основы электрохимических и баромембранных методов очистки, выделения и получения органических веществ из промышленных стоков: Дисс. д.т.н.: 05.17.03 / С.И Лазарев. — Тамбов.: ТГУ им. Г.Р. Державина. 2001. — 543 с.

143. Ковалев, С.В. Научные основы разработки и интенсификации электро-баромембранных процессов очистки технологических растворов и стоков производств электрохимического синтеза и гальванопокрытий. Дисс. д.т.н.: 05.17.03. С. В Ковалев. — Тамбов.: ТГТУ. 2015. — 510 с.

144. Первов, А.Г. Современные высокоэффективные технологии очистки питьевой и технической воды с применением мембран: обратный осмос, нанофильтрация, ультрафильтрация / А. Г. Первов. — М.: Изд-во «Ассоциации строительных вузов», 2009. — 232 с.

145. ПНД Ф 14.1:2.107-97. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовых концентраций сульфатов в пробах природных и очищенных сточных вод титрованием солью бария в присутствии ортанилового К. Москва. 1997. — 18 с.

146. ПНД Ф 14.1:2.96-97 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации хлоридов в пробах природных и очищенных сточных вод аргентометрическим методом. Москва. 1997 (Издание 2004 г). — 19 с.

147. ПНД Ф 14.1:2.195-2003 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации ионов цинка природных и сточных водах фотометрическим методом с сульфарсазеном. Москва. 1997 (Издание 2012 г). — 16 с.

148. ПНД Ф 14.1:2:4.52-96 Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации ионов хрома в питьевых,

поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с дифенилкарбазидом. Москва. 1996 (Издание 2011 г). — 20 с.

149. Лазарев, С.И. Методы электробаромембранного разделения растворов: учебное пособие / С.И. Лазарев. — Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун -та, 2007. — 84 с.

150. Frank B. Leitz, John L. Eisenmann Electrodialysis as a separation process // Lectures in Electrochemical Engineering. vol. 77. 1981. 204-212 pp.

151. Электромембранная очистка сточных вод химических производств от ионов Cr6+, Zn2+, SO42-, Cl-/ С.И. Лазарев, О.А. Ковалева, Р.В. Попов, С.В. Ковалев, Н.Н. Игнатов // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. — 2018. — Т.61, Вып. 4-5. — С. 119-125.

152. Деминерализация методом электродиализа: пер. с англ. / под ред. Б.Н. Ласкорина, Ф.В. Раузен. — М.: Госатомиздат, 1963. — 351 с.

153. Shen B., Zhang D., Wei Y. and etc. Polymers. 2019. V11(9). 1511p.

154. Molecular interpretation of electrokinetic potentials / J. Lyklema // Current Opinion in Colloid & Interface Science. 2010. Vol. 15. 125 - 130 pp.

155. Ельяшевич, Г.К. Изменение структуры и механических свойств жесткоэластических и пористых пленок полипропилена при отжиге и ориентации / Г.К. Ельяшевич, И.С. Курындин, В.К. Лаврентьев и др. // Физика твердого тела. — 2018. — Т.60. Вып. 10. — С. 1975-1981.

156. Дерягин, Б. В. Поверхностные силы / Б. В. Дерягин, Н. В. Чураев, В. М. Муллер. — М.: Наука, 1985. — 398 с.

157. Gupta S.K., Singh P., Kumar R. Radiation effects and defects in solids. 2014. V. 169. № 8. 679-685 pp.

158. Wu S., Qin X., Li M. The structure and properties of cellulose acetate materials: a comparative study on electrospun membranes and casted films // Journal of Industrial Textiles. 2014. vol. 44. №1. 85-98 pp.

159. Drazevic E., ^su^c K., Freger V. Permeability and s electivity of reverse osmosis membranes: соп-elation to swelling revisited // Water Research. 2014. vol. 49. 444-452 pp.

160. H.F. Ridgway, H.C. Flemming, Membrane biofouling, in: J. Mallevialle, P.E. Odendaal, M.R. Weisner (Eds.), Water Treatment: Membrane Processes, McGraw-Hill Publishers. New York. 1996. 6.1-6.62 pp.

161. Y. Xiang, Y. Liu, B. Mi, Y. Leng, Hydrated polyamide membrane and its interaction with alginate: a molecular dynamics study, Langmuir 29.2013. 11600-11608 pp.

162. L. Masaro, X.X. Zhu, Physical models of diffusion for polymer solutions, gels and solids, Prog. Polym. Sci. 24 .1999. 731-775 pp.

163. Цирлин, А.М. Границы области реализуемости процессов мембранного разделения / А.М. Цирлин, А.А. Ахременков. // Инженерно-физический журнал. — 2018. — Т.91, № 1. — С. 22-31.

164. Rinaldi R., Volpe P. L. O., Torriani I. L. 1-Tryptophan transport through a hydrophobic liquid membrane using AOT micelles: dymanics of the process as revealed by small angle X-ray scattering // J. Colloid and Interface Sci. 2008. V. 318. № 1. 59-67 pp.

165. Bonn, A.I. Vysokomolekuljarnye soedinenija / A.I. Bonn, V.G. Dzjubenko, I.I. Shishova // Serija B. — 1993. — V. 35, № 7. — P. 922-932.

166. Пугачев, Д.В. Влияние структурных и реологических факторов на кинетику процессов твердофазной обработки термостойких полимерных материалов: дис. канд. тех. наук 05.17.08 / Д.В. Пугачев. — Тамбов: ФГБОУ ВО ТГТУ, 2010. — 155 с.

167. Лазарев, С.И Рентгеноструктурные исследования конформационных превращений в композиционных нанофильтрационных пленках / С.И. Лазарев, Ю.М. Головин, О.А. Ковалева и др. // Физикохимия поверхности и защита материалов. — 2018. Т.54, № 5. — С. 466-475.

168. Поликарпов В.М. Переход «порядок-беспорядок» в кремний-, германий- и борсодержащих полимерах, и их органических аналогах: Автореф. докт. дис.: 02.00.06 / В.М Поликарпов. — М: ИНХС РАН, 2003. — 32 с.

169. Thermal, X-Ray Structural and Microscopic Studies of the Effect of Transmembrane Pressure on the Crystal-lographic and Surface Parameters of OFAM-K and OPMN-P Nanofiltration Membranes / S.I. Lazarev, O.A. Kovaleva, D.N. Konovalov, N.N. Ignatov // ISSN 1027-4510, Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques - 2021. - Vol. 15, №. 2. - pp. 277 - 284.

170. Федотов, Ю.А. Ароматические полиамиды с ионогенными группами: синтез, свойства, области применения / Ю.А. Федотов, Н.Н. Смирнова // Пластические массы. — 2008. — № 8. — С. 18-21

171. Мембранная терминология [Электронный ресурс] // [Научно -информационный портал] / Российское Мембранное общество. URL: http://memtech.ru/images/docs/terminology_membrane_v.01 (24.10.2012).pdf (дата обращения: 07.01.2023).

172. Баландина, А.Г. Развитие мембранных технологий и возможность их применения для очистки сточных вод предприятий химии и нефтехимии / А.Г. Баландина, Р.И. Хангильдин, И.Г. Ибрагимов, В.А. Мартяшева // Нефтегазовое дело. — 2015. — № 5. — С. 336-375.

173. Апель, П.Ю Перспективы развития мембранной науки / П.Ю. Апель, О.В. Бобрешова, А.В. Волков и др. // Мембраны и мембранные технологии. — 2019.— Т.9, № 2.— C. 59-80.

174. Гулиенко, С.В. Загрязнения мембран и методы их регенерации: критический обзор / С.В. Гулиенко, И.В Симан // Международный научный журнал Интернаука. — 2018.— № 5(45). — С. 51-56.

175. Лазарев, С.И. Методы электробаромембранного разделения растворов: учебное пособие / С.И. Лазарев. — Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун -та, 2007. — 84 с.

176. Лобасенко, Б.А. Математическая модель ультрафильтрации с учетом гелеобразования в условиях периодической очистки мембраны / Б.А. Лобасенко, А.Г. Семенов // Техника и технология пищевых производств. — 2010. — № 3. — С. 21-24.

177. Antipov S.T., Klyuchnikov A.I. Mathematical modeling of microfiltration in a rectangular channel. Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2019. V. 53. № 1. 83-96 p.

178. Полянский, К. К. Концентрационная поляризация при ультрафильтрации молочного сырья / К.К. Полянский, Н.С. Родионова. // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. —1992. — №2. — С 43-45.

179. Davydova E.B., Il'In M.I., Tarasov A.V. Simulation of the unsteady-state filtration of suspensions in a dead-end channel. Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2013. V. 47. № 3. 295-297 pp.

180. Шариков, Ю.В. Методы тонкой очистки оборотных вод промышленных предприятий / Ю.В. Шариков, Р. Д. Павлов // Записки Горного института. — 2013. — Т 207.— С. 120-127.

181. Ключников, А.И. Массоперенос при микрофильтрации, осложненный концентрационной поляризацией / А.И. Ключников, К.К. Полянский, О.А. Абоносимов // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. — 2015. — Т. 20, № 6. — С. 1790-1794.

182. Рудобашта, С.П. Математическое моделирование процесса мембранной дистилляции / С.П. Рудобашта, С.Ю. Махмуд // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. — 2012. — №11. — С. 100-103.

183. Коваленко, А.В. 2D моделирование влияния основных сопряженных эффектов на перенос ионов бинарной соли в электромембранных системах / А.В. Коваленко, М.Х. Уртенов, А.В. Письменский // Научный журнал КубГАУ. — 2016. — №123. — С. 1-16.

184. Жилин, Ю.Н. Влияние скорости потока на разделение раствора NaCl в обратноосмотическом рулонном элементе / Ю.Н. Жилин // Вестник МГУЛ. — 2015. — №6.— С. 126-131.

185. Baikov V.I., Bil'dyukevich A.V. Nonstationary Concentration Polarization in Laminar Ultrafiltration in a Plane Channel. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 1994. V. 67. 773-776 pp.

186. Baikov V.I., Luchko N.N., Sidorovich T.V. Elfect of Gel Formation on the Process of Laminar Continuous-Flow Ultrafiltration. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 1998. V. 71. 166-174 pp.

187. Абоносимов, О.А. О методике исследования структуры течения потока в рулонных обратноосмотических аппаратах / О.А. Абоносимов, С.И. Лазарев, В.И. Кочетов и др. // Виртуальное моделирование, прототипирование и промышленный дизайн: Материалы IV Международной научно -практической конференции (Тамбов, 15-17 ноября 2017 года) — Тамбов: Издательство «Тамбовский государственный технический университет». — 2017. —Выпуск. 4, том 2. — С. 134-140.

188. Хорохорина, И.В. Структурные характеристики мембран и кинетические зависимости электронанофильтрационной очистки сточных вод процесса латунирования / И.В. Хорохорина, С.И. Лазарев, Ю.М. Головин, Д.С. Лазарев // Известия ВУЗов. Серия «Химия и химическая технология». — 2020.— №63(7). — С 95-102.

189. Лазарев, С.И. Совершенствование конструкции и исследования электробаромембранного аппарата рулонного типа для разделения технологических растворов / С.И. Лазарев, С.В. Ковалев, Д.Н. Коновалов, М.А. Кузнецов, В.М. Поликарпов, А.А. Арзамасцев // Вестник ТГТУ. — 2018. — №4. — С. 635-641.

190. Пат. 2 668 866 Российская Федерация, МПК В0Ш 61/42, В0Ш 61/46. Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа с охлаждением разделяемого раствора / Лазарев С.И., Ковалев С.В., Шестаков К. В., Богомолов В.Ю., Ковалева О.А., Игнатов Н.Н., Родионов Д.А. заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Тамбовский государственный технический университет, заявл. 16.10.2017; опубл. 03.10.2018 Бюл. № 28.

191. Пат. 2 756 590 Российская Федерация, МПК В0Ш 61/42. Электродиализатор с улучшенной производительностью и охлаждением / Шестаков К.В., Ковалев С.В., Лазарев С.И., Хохлов П.А., Игнатов Н.Н.,

заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Тамбовский государственный технический университет, заявл. 29.12.2020; опубл. 10.01.2021 Бюл. № 28.

192. Лазарев, С.И. Экспериментальные исследования кинетических коэффициентов обратноосмотического разделения растворов, содержащих соли металлов / С.И. Лазарев, С.В. Ковалев, А.А. Арзамасцев, В.М. Дмитриев, Н.Н. Игнатов // Вестник ТГУ. — 2017. — Т. 22, № 5 — С. 1161 - 1164.

193. Лазарев, С.И. Исследование и методика расчета эффективности работы аппаратов рулонного типа с учетом гидродинамики потока / С.И. Лазарев, О.А. Абоносимов, Д.А Родионов, Н.Н. Игнатов, А.А. Левин, В.Ю. Богомолов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. — 2018. — №6. — С. 22-24.

194. Лазарев, СИ Изменение физических характеристик ультрафильтрационных мембран в процессе очистки промышленных растворов химических производств / С.И. Лазарев, Ю.М. Головин, А.А. Лавренченко, А. А. Левин, Н. Н. Игнатов // Химическая технология. — №1. — С.21-28.

195. Lazarev, S.I. Analysis of concentration polarization in the process of nanofiltration separation of some technological solutions / S.I. Lazarev, K.V. Shestakov, S.I. Kotenev, N.N. Ignatov // Engineering Physics Journal. — 2023. — Vol. 96, №4. — pp. 1-7.

196. Абоносимов, О.А. Критериальные зависимости процесса массопереноса электробаромембранного разделения технологических растворов от тяжелых металлов / О.А. Абоносимов, С.И. Лазарев, И.В. Зарапина, С.И. Котенев, Н.Н. Игнатов // Вестник ТГТУ. — 2019. — Том 25, № 3. — С.442-452.

197. Хохлов, П.А Рентгенодифракционный анализ структуры ионообменных мембран МК-40 и МА-40 / П.А. Хохлов, К.В. Шестаков, С.И. Лазарев, Н.Н. Игнатов // Вестник технологического университета. — 2021. — Т. 24, № 2. — С. 24 - 27.

198. Постановление Правительства РФ от 1 марта 2022 г. № 274 «О применении в 2022 году ставок платы за негативное воздействие на окружающую среду».

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Определение концентрации анионов в растворах методом ионной хроматографии

Для определения концентрации анионов растворенных веществ в растворах использовался ионный хроматограф Ion 883 Basic IC plus 1 от компании QMetrohm. Для этого были выполнены следующие этапы методики измерений:

1. Подготовка образцов для измерения, включающая разведение предполагаемой концентрации анионов до уровней 5, 10, 20, 30, 40 и 50 ppm, чтобы соответствовать диапазону определения ионного хроматографа.

2. Подготовка хроматографа для работы.

3. Добавление методом инъектирования подготовленного раствора объемом 1 -2 мл в приемник для образцов.

4. Запуск измерений на ионном хроматографе и получение хроматограммы.

5. Соотнесение пиков на хроматограмме со стандартами пиков, соответствующих определенному типу анионов.

6. Обработка данных: полученные данные обработать программным обеспечением хроматографа и определить концентрацию анионов в растворе.

7. Фиксация снятых экспериментальных данных в таблицу.

Исследование электродных процессов, коррозии и структурных свойств мембраны методом электрохимической импедансной спектроскопия (EIS)

Методика анализа включала несколько этапов:

1. Подготовка образцов мембран, на часть из которых производилось воздействие раствором, близким по составу к реальным промышленным стокам.

2. Активация мембран в 1-молярном растворе NaOH в течении суток с последующей промывкой их в ультрачистой воде.

3. Стабилизация мембран в сверхчистой воде в течение 24 часов.

4. Перед тем, как поместить мембрану в ячейку, вода с ее поверхности удалялась с помощью промокательной бумаги.

5. Проведение анализа на установке Biologic WMP-300 в режиме EIS различных образцов мембран.

6. Занесение результатов анализа в таблицу и построение зависимостей.

Исследование растворов методом ультрафиолетовой и видимой спектрофотометрии по хромосодержащим веществам

Исследования проводились на спектрофотометре HACH DR/2000 и включали в себя несколько этапов:

1. Приготовление раствора K2Cr2O7 c различными концентрациями: 20 мг/л, 40 мг/л, 60 мг/л, 80 мг/л,100 мг/л.

2. Выполнение калибровки прибора при помощи эталонной кюветы.

3. Добавление в оптическую кювету с помощью пипет-дозатора 2.5 мл раствора необходимой концентрации и размещение кюветы с раствором в кюветное отделение (синей меткой на себя).

4. Выбор режима UV с дальнейшим программированием диапазона измерения.

5. Проведение анализа каждой концентрации раствора с дальнейшим занесением результатов измерения в таблицу.

Таблица А1 — Экспериментальные данные исследования растворов К 2С г 2 О 7 различных концентраций методом ультрафиолетовой и видимой

Концентрация, мг/л pH Abs

100 4,92 0,536

80 4,86 0,426

60 4,94 0,315

40 5,01 0,214

20 5,16 0,107

спектрофотометрии

На основе экспериментальных данных были построены графики зависимостей концентрации раствора и водородного показателя (кислотности), а также концентрации раствора и уровня поглощения (Abs). Данные зависимости показаны на рисунке А1 и рисунке А2.

Рисунок А1 — Изменение уровня водородного показателя в зависимости от изменений концентрации раствора

0,6 0,5 0,4

9 0,3 <

0,2 0,1 0

0

Рисунок А2 — Изменение уровня поглощения в зависимости от изменений концентрации раствора К 2С г 20 7

На основе анализа экспериментальных данных были построены зависимости, основанные на измерении электрического заряда, проходящего через электролизёр при электрохимических окислительно - восстановительных реакциях на рабочем электроде. Данные зависимости при напряжениях 6,7 и 8 вольт представлены на рисунке А3.

ю о 20 40 60 80 100 120 140 160

1:,пшп

Рисунок А3 — Характер изменения количества электричества в процессе электродиализных экспериментов на электродиализной установке с использованием мембран СМ1-7000Б (КАЬЕХ®), МБС8Б0.2 С.0282, МБЛ8Б0.2 А.5133: 1 — при рабочем напряжении и=6 вольт; 2 — при рабочем напряжении и=7 вольт; 3 — при рабочем напряжении и=8 вольт

ДВ5

20 40 60 80 100 120

С, мг/л

Код программы для ЭВМ №2018613829 «Расчёт технологических и конструктивных характеристик электронанофильтрационного аппарата плоскокамерного типа»

%Расчет нанофильтрационной мембраны

%Введение переменных ОПМН-П первого условия

А1=2.78е-05

а1=0.1

Ьрг1=0.15

Ьргд1=0.07 5

Яро1=0.025

Ьрг21=0.1

ЬргЗ1=0.2

Аргаш1=0.07

Ьргаш1=0.0 05

Яокг11=0.0025

ЯЬо1=0.0025

Я1к1=0.005

%Введение переменных ОПМН-П второго условия

А12 = 2.7 8е-05

а12=0.15

Ьрг112=0.2

Ьргд12=0.1

Яро12=0.03

Ьрг212=0.15

Ьрг312=0.3

Аргаш12=0.1

Ьргаш12=0.005

Яокг112=0.0025

ЯЬо12=0.0025

Я1к12=0.005

%Введение переменных АМН-П первого условия

А21=1.67е-05

а21=0.1

Ьрг121=0.15

Ьргд21=0.075

Яро121=0.025

Ьрг221=0.1

Ьрг321=0.2

Аргаш21=0.07

Ьргаш21=0.005

Яокг121=0.0025

ЯЬо21=0.0025

Я1к21=0.005

%Введение переменных АМН-П второго условия

А22=1.67е-05

а122=0.15

Ьрг122=0.2

Ьргд122=0.1

Яро122=0.03

Ьрг222=0.15

Ьрг322=0.3

Аргаш122=0.1

Ьргаш122=0.005

Яокг122=0.0025

ЯЬо122=0.0025

Я1к122=0.005

%Расчет площади ОПМН-П для первого условия

Ерг1=а1*Ьрг1

Ерг2=а1*Ьрг21

Ерг3=а1*Ьрг31

Еро=а1*р1*Яро1

Еде=2*а1*Ьргд1+а1*р1*Яро1

Ер=Ерг1+3*Еде+2*Ерг2+Ерг3

Ергаш=Аргаш1*Ьргаш1

Еокг1=р1*Яокг11Л2

ЕеБЬ=2*Ергаш+Еокг1

ЕЬо=р1*ЯЬо1Л2

Еkdebo=pi*((К1к1Л2)-(ЯЬо1Л2))

Е21=12*Еp-10*Еesh-2*Еbo-2*Еkdebo

%Расчет площади ОПМН-П для второго условия

Ерг12=а12*Ьрг112

Ерг2 2=а12*Ьрг212

Ерг32=а12*Ьрг312

Еpo2=a12*pi*Rpo12

Еge2=2*a12*bprg12+a12*pi*Rpo12

Ер2=Ерг12+3*Еде2+2*Ерг22+Ерг32

Еpram2=Apram12*bpram12

Еokr12=pi*Rokr112Л2

Еesh2=2*Еpram2+Еokr12

Еbo2=pi*Rbo12Л2

Еkdebo2=pi*(^1^2*2)-№о12Л2))

Е212=12*Еp2-10*Еesh2-2*Еbo2-2*Еkdebo2

%Расчет площади АМН-П для первого условия

Еpr121=a21*bpr121

Еpr221=a21*bpr221

Еpr321=a21*bpr321

Еpo2 21=a21*pi*Rpo121

Еge2 21=2*a21*bprg21+a21*pi*Rpo121

Ер221=Ерг121+3*Еде2 21+2*Ерг2 21+Ерг321 Ергаш221=Аргаш21*Ьргаш21 Еокг121=р1*Яокг112л2 ЕеБЬ221=2*Ергаш2 21+Еокг121 ЕЬо221=р1*ЯЬо21л2

Еkdebo2 21=pi*((Я1к21л2)-(ЯЬо21л2))

Е221=12*Еp221-10*Еesh2 21-2*Еbo2 21-2*Еkdebo2 21

%Расчет площади АМН-П для второго условия

Ерг122=а122*Ьрг122

Ерг222=а122*Ьрг222

Ерг322=а122*Ьрг322

Еpo2 22=a12 2*pi*Rpo122

Еge222=2*a122*bprg122+a12*pi*Rpo122

Ер22 2=Ерг122+3*Еде2 22+2*Ерг2 22+Ерг322

Еpram22 2=Apram12 2*bpram12 2

Еokr122=pi*Rokr122Л2

Еesh222=2*Еpram2 22+Еokr12 2

Еbo2 22=pi*Rbo122Л2

Еkdebo2 22=pi*(дак122Л2)-№о122Л2))

Е222=12*Еp222-10*Еesh2 22-2*Еbo2 22-2*Еkdebo2 22

% Введение переменных для удельного потока

п1=0.425

п21=0.4302

п12=0.2 02

п22=0.2 68

m1=1.467

m21=1.0338

:ш12 = 1.01

m22=1.007

к12=-0.38

к22=-0.052

dP1=1

dP2=1.2

dP3=1.4

dP4=1.6

ipromust=90

Т0=2 93

с=0.4 87

Т=2 93

Т2=2 98

рН20=998.2

рН202=9 97

i=2 6,4

%Расчет удельного потока ОПМН-П первого условия ^11=А1*п1* (dP1- ((с*Т) / ^0^20))^!)

^12=А1*п1* №2- ((с*Т) / ^0^20)^1) Jp13=Al*n1* (dP3- ((с*Т) / ^0^20)^1) Jp 14 =А1*п1* №4- ((с*Т) / ^0^20)^1) %Расчет удельного потока ОПМН-П второго условия(прикатодная) Jp121=A12*n12*(dP1-

((с*Т2)/((Т0*рН202))^12)+((i/ipromust)Лк12)) Jp122=A12*n12*(dP2-

((с*Т2)/((Т0*рН202))^12)+((i/ipromust)Лк12)) Jp123=A12*n12*(dP3-

((с*Т2)/((Т0*рН202))^12)+((i/ipromust)Лк12)) Jp124=A12*n12*(dP4-

((с*Т2)/((Т0*рН202))Аш12)+((i/ipromust)Лк12)) %Расчет удельного потока АМН-П первого условия Jp211=A21*n21* №1- ((с*Т) / (T0*pH20))Лm21) Jp212=A21*n21*(dP2-((с*Т)/^0^20)^21) Jp213=A21*n21* (dP3- ((с*Т) / ^0^20)^21) Jp214=A21*n21* (dP4- ((с*Т) / ^0^20)^21) %Расчет удельного потока АМН-П второго условия (прианодная) Jp221=A22*n22*№1-

(((с*Т2)/ (Т0*рН202) ) Л]^22) + ( (i/ipromust) Лк22)) Jp222=A22*n22*№2-

(((с*Т2)/ (Т0*рН202) ) Л]^22) + ( (i/ipromust) Лк22)) Jp22 3=A22*n22*№3-

(((с*Т2)/ (Т0*рН202) ) Л]^22) + ( (i/ipromust) Лк22)) Jp224=A22*n22*№4-

(((с*Т2)/ (Т0*рН202) ) Л]^22) + ( (i/ipromust) Лк22))

%Расчет расхода ОПМН-П первого условия

Ъ11ир11*Е21

Ll12=Jp12*Е21

Ll13=Jp13*Е21

Ll14=Jp14*Е21

%Расчет расхода ОПМН-П второго условия

L121=Jp121*Е212

Ll22=Jp122*Е212

Ll23=Jp123*Е212