Оцінка ефективності пом’якшення водопровідної води на зворотньоосмотичних мембранах низького тиску

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorГомеля, Микола Дмитрович
dc.contributor.authorКарпенко, Ростислав Олександрович
dc.date.accessioned2026-04-09T09:03:20Z
dc.date.available2026-04-09T09:03:20Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractРобота присвячена визначенню ефективності застосування зворотньоосмотичних мембран низького тиску на прикладі комерційних мембран Filmtec TW30-1812-75 для пом’якшення прісних вод, а також оцінці впливу жорсткості води на осадкоутворення на мембрані в залежності від об’ємів фільтратів та ступеню відбору перміату. В ході роботи експериментально досліджено процеси пом’якшення водопровідної води. Було вивчено процеси очищення води при заданих значеннях ступеню відбору перміату та визначено зміну характеристик води від об’єму відібраного перміату при стабільному робочому тиску 6,1 атмосфери та при продуктивності мембрани 0,0289 м/год. Процеси досліджували у широкому діапазоні ступеню відбору перміату 40, 50, 65, 75 та 90%. При проведенні досліджень контролювали зміну жорсткості води, концентрації іонів кальцію та магнію, лужності, провідності води та рН перміату і концентрату. За результатами аналізу показано, що при фільтруванні води характеристики перміату мало змінювалися при збільшенні ступеню відбору перміату. В більшій мірі при цьому змінювались характеристики концентрату. Окремо було визначено залежність селективності мембрани Filmtec TW30-1812-75 по іонах жорсткості та гідрокарбонат-аніонах. Встановлено, що мембрана є більш селективною по іонах жорсткості в порівнянні з гідрокарбонатами, що обумовлюють лужність води. Водночас виявлено, що за даних умов значно відрізнялись значення виміряних параметрів жорсткості і лужності від розрахованих теоретично за матеріальним балансом. Це свідчить про часткове вилучення із концентратів іонів жорсткості та карбонатів у вигляді твердих осадів на поверхні мембрани.
dc.description.abstractotherThe study investigates the processes of tap water softening using a reverse osmosis system equipped with a low-pressure membrane Filmtec TW30-1812-75. The aim of the research was to determine the efficiency of low-pressure reverse osmosis membranes for freshwater softening and to assess the influence of water hardness on scale formation on the membrane surface depending on filtrate volume and permeate recovery rate. During the experiments, tap water with an initial hardness of 4.0–4.8 mg-eq/dm³ was treated under a working pressure of 6.1 atm and a membrane productivity of 0.0289 m³/h. The study was conducted at permeate recovery rates of 40 %, 50 %, 65 %, 75 %, and 90 %. To evaluate the process, pH, electrical conductivity, total hardness, alkalinity, and concentrations of calcium and magnesium ions were measured in both the permeate and concentrate. Experimental data were compared with theoretically calculated concentrations in the concentrate. The results showed that the Filmtec TW30-1812-75 membrane exhibited high selectivity toward hardness ions (98–99 %) compared with bicarbonate anions responsible for water alkalinity. As the permeate recovery increased, the selectivity for bicarbonates gradually decreased—from 94.8 % at 40 % recovery to 91 % at 90 %. It was also found that with an increase in the volume of permeate collected, the difference between calculated and measured concentrations of hardness and alkalinity grew, with actual values being lower than theoretical ones. This indicates the deposition of calcium ions in the form of calcium carbonate (CaCO₃) on the membrane surface. The most intensive scaling was observed at recovery rates above 75 %. At lower recovery degrees, permeate quality remained stable, and concentration variations corresponded to expected values. The Filmtec TW30-1812-75 membrane provides effective reduction of water hardness and alkalinity while maintaining stable purification performance within the studied operating range. At recovery rates exceeding 75 %, the risk of scale formation increases, which should be considered when predicting and optimizing the operation of reverse osmosis systems.
dc.format.pagerangeС. 75-84
dc.identifier.citationГомеля, М. Д. Оцінка ефективності пом’якшення водопровідної води на зворотньоосмотичних мембранах низького тиску / Гомеля М. Д., Карпенко Р. О. // Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». – 2025. – № 4(24). – С. 75-84. – Бібліогр.: 19 назв.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2617-9741.4.2025.348832
dc.identifier.orcid0000-0003-1165-7545
dc.identifier.orcid0009-0004-5771-4060
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/80056
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofВісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження», № 4 (24), 2025
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectмінералізація
dc.subjectжорсткість
dc.subjectпом’якшення
dc.subjectзнесолення
dc.subjectзворотний осмос
dc.subjectіонний обмін
dc.subjectмембрана
dc.subjectmineralization
dc.subjecthardness
dc.subjectsoftening
dc.subjectdesalination
dc.subjectreverse osmosis
dc.subjection exchange
dc.subjectmembrane
dc.subject.udc628.166:628.162
dc.titleОцінка ефективності пом’якшення водопровідної води на зворотньоосмотичних мембранах низького тиску
dc.title.alternativeEvaluation of the efficiency of tap water softening using low-pressure reverse osmosis membranes
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
75-84.pdf
Розмір:
1.27 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження»: збірник наукових праць, № 4 (24)