Створення наукових основ ресурсоефективних екологічно-безпечних технологій використання води у промисловості
| dc.contributor.author | Трус, Інна Миколаївна | |
| dc.date.accessioned | 2024-02-09T11:21:46Z | |
| dc.date.available | 2024-02-09T11:21:46Z | |
| dc.date.issued | 2023 | |
| dc.description.abstract | Трус І.М. Створення наукових основ ресурсоефективних екологічно-безпечних технологій використання води у промисловості. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – Екологічна безпека. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МОН України, Київ, 2023. Дисертаційна робота присвячена створенню наукових основ ресурсоефективних екологічно-безпечних технологій використання води у промисловості та направлена на вирішення актуальної проблеми – розширення державного фонду джерел водозабезпечення промисловості та населення України шляхом створення і реалізації проєктів освоєння альтернативних джерел водопостачання, захисту водних екосистем від шкідливого впливу забруднених стічних вод в умовах дефіциту водних ресурсів держави, військових дій, аварійних ситуацій та інших загроз національній безпеці України. Сучасний стан з водозабезпеченням в Україні давно викликає стурбованість фахівців. Інтенсивне забруднення поверхневих водойм, значна мінералізація та забруднення підземних вод, відсутність ефективних та екологічно безпечних технологій водопідготовки створюють безвихідну ситуацію, котра змушує споживати неякісну воду або подавати її в досить обмежених об’ємах. Проблема поглиблюється ще й тим, що хімічний склад вод в різних регіонах України досить різноманітний. І якщо для сходу більш раціональним є використання в якості джерел водопостачання мінералізованих шахтних вод та вод поверхневих водойм, то захід та південь орієнтовані більше на використання вод із підземних горизонтів, які також мінералізовані та мають підвищену жорсткість. На вирішення приведених проблем, розробку комплексної маловідходної технології водоочищення, придатної до використання в усіх регіонах України і орієнтована дана робота. В роботі вивчені процеси демінералізації природних та стічних вод та розроблені маловідходні технології кондиціювання шахтних та інших мінералізованих вод, які в умовах обмежених запасів прісних вод практично без очищення скидаються в природні водойми, погіршуючи і без того невисоку якість води в них. Крім того, одночасно будуть вирішуватись проблеми демінералізації артезіанських, ґрунтових та морських вод з отриманням технічної та питної води високої якості. В роботі також передбачено розробку технологій утилізації чи знешкодження рідких та твердих відходів, що утворюються в процесах водопідготовки з отриманням корисних продуктів, що є обов’язковим при створення маловідходних технологій. Використання отриманих результатів роботи дасть можливість створити наукові основи організації комплексних безвідходних систем водокористування у гальванічних виробництвах, визначити основні закономірності очищення води від біогенних елементів з перспективою отримання матеріалів для виробництва рідких добрив, створити нові реагенти, матеріали та технології стабілізаційної обробки води, зменшити її корозійну агресивність для забезпечення ефективного екологічнобезпечного використання води у промисловості і надійному захисті природних водойм від антропогенного забруднення. У першому розділі наведені дані про стан водних ресурсів України. Розглянуті методи вилучення з води органічних та неорганічних полютантів, що дозволяють запобігти кількісному та якісному виснаженню водних ресурсів та підвищити ефективність управління водними ресурсами для безперебійного забезпечення промислових підприємств водою. Обґрунтовано вибір підходів і технологій для забезпечення раціонального використання природних вод та повернення промислових стічних вод у виробництво, що суттєво розширює існуючі фонди джерел водопостачання та знижує антропогенний тиск на водні екосистеми. У другому розділі наведені відомості про об’єкти і методи досліджень. Описані кількісні характеристики водних середовищ, що використовувались в процесі виконання досліджень. Детально описані методики синтезу алюмінієвих коагулянтів – гідроксоалюмінату натрію, 5/6 гідроксохлориду алюмінію, гідроксоалюмінату кальцію. Наведено перелік приладів і обладнання та його технічні характеристики, що використовуються в роботі під час проведення дослідів. Проведено аналіз природних та стічних вод, які є перспективними для використання в якості джерел водопостачання, запропоновано склади модельних розчинів для детального вивчення процесів водоочищення. Ґрунтовно описані матеріали та установки, що використовувались для проведення досліджень, включаючи фізико-хімічні властивості іонітів, властивості гетерогенних іонообмінних мембран та мембран зворотньоосмотичного очищення води та ін. Наведено схеми та опис лабораторних установок іонообмінного, електрохімічного, баромембранного і реагентних процесів очищення води, детально описані методики реалізації даних процесів. Методологія проведення експериментальних досліджень основана на аналізі характеристик водних середовищ, наведені методи та описані формули, що дозволяють визначити основні кількісні та якісні параметри дослідження. Для підтвердження достовірності отриманих даних представлено методи їх математичної обробки. У третьому розділі на основі розрахунків з врахуванням хімічного складу, об’єму та корозійної агресивності води, критеріїв термостабільності визначені вимоги води в системі та в підживлюючій воді для відкритих і замкнутих систем. Показано, що при сумісному застосуванні алюмінієвих коагулянтів з вапном, содою чи лугом ефективність пом’якшення гідрокарбонатно-кальцієвих вод збільшується більше ніж вдвічі. Визначено умови ефективного очищення концентратів від сульфатів при застосуванні гідроксоалюмінату натрію і гідроксохлоридів алюмінію чи сумісно гідроксоалюмінату натрію й гідроксохлоридів алюмінію, металевого алюмінію, гідроксиду алюмінію, вапна, для оптимізації розрахунку доз реагентів використовується повний факторний план. Проведене випробування щодо підвищення ефективності знесолення води при використанні магнезиту, а також при попередній обробці гідроксиду алюмінію вапном в присутності соди. Розроблено спосіб стабілізаційної обробки води при використанні слабокислотного катіоніту в кислій формі. Даний метод є перспективним для обробки прісних вод з незначною різницею між загальною та карбонатною жорсткістю забезпечує повну декарбонізацію води, а в сольовій формі забезпечує її ефективне пом’якшення при підвищенні рН середовища. Експериментально підтверджена доцільність застосування високоосновних аніонітів у основній формі для пом’якшення вод, що містять високі концентрації аніонів сильних кислот, насамперед хлоридів і сульфатів. На основі отриманих даних запропоновано технологію іонообмінного розділення аніонів стічних вод з повною переробкою утворених відходів у цільові продукти. Зроблено оцінку ефективності використання стабілізаторів накипоутворення для високомінералізованих вод та запропоновано спосіб підвищення їх стабілізаційного і протинакипного ефектів при обробці ультразвуком чи озонуванням. Створено новий доступний стабілізатор осадковідкладень на основі дисульфонату натрію. У четвертому розділі показано, що при використанні мінералізованих вод єдиним ефективним способом захисту сталі від корозії у водному середовищі при підвищених температурах є надійне знекиснення води. Проведені дослідження показують, що сульфіт-аніони досить повільно реагують із киснем у воді, що знижує їх ефективність при знекисненні води. Даний процес можна прискорити у випадку присутності каталізаторів – йонів заліза чи кобальту у невисокій концентрації. Інноваційним технічним рішенням проблеми знекиснення води є розроблений спосіб, що передбачає дозування у воду бісульфіту натрію, йонів кобальту або заліза з подальшим фільтруванням води через аніоніт у сульфітній формі, що забезпечує економну витрату реагенту та значне збільшення фільтроциклу. У п’ятому розділі визначено ефективність іонного обміну при вилученні ВМ із води, показано високу ефективність сильнокислотних катіонітів для вилучення йонів свинцю із води та слабокислотних катіонітів для концентрування йонів свинцю із надрозведених розчинів при застосуванні стадій сорбції та десорбції. Встановлено, що при використанні сильно- та слабокислотних катіонітів для вилучення з води йонів кадмію, цинку та нікелю селективність іонітів була вищою по іонах кадмію. Досліджено процеси десорбції йонів цинку, кадмію та нікелю розчинами соляної кислоти та хлориду амонію, при цьому ступінь вилучення важких металів залежить від форми іоніту. Для вилучення і концентрування йонів міді, кадмію, цинку та нікелю застосування фільтрів змішаної дії дозволяє вилучити дані катіони від 50 мкг/дм3 до рівня 0,05 мкг/дм3. Встановлено, що на сорбцію іонів ВМ суттєва впливає присутність йонів жорсткості, що обумовлює зниження ефективності іонообмінного вилучення йонів ВМ з води, де присутні йони жорсткості. Вибір необхідного комплексону дозволяє повністю вилучати йони важких металів з води методами нанофільтраційного очищення. Показано, що НТМФК є ефективним для вилучення йонів нікелю, ОЕДФК – для вилучення йонів кадмію, НТМФК та ОЕДФК –для вилучення йонів міді. Визначено ефективність процесів вилучення важких металів з води при висадженні фероціанідом калію. Для забезпечення високої ефективності процесу флотації, селективності збирачів, зниження втрат флотаційного реагенту, досягнення оптимальних якісно-кількісних показників необхідно для вибору та наукового обґрунтування реагентів, які застосовуються в якості ПАР, використали квантовохімічні розрахунки методом неемпіричної молекулярної динаміки по програмі HyperChem. Розроблено надійні, екологічно безпечні і економічно вигідні методи глибокого очищення води від йонів важких металів у присутності йонів жорсткості при застосуванні сорбентів на основі магнетиту, які отримані при різних співвідношеннях концентрацій Fe2+ й Fe3+ в магнетиті та модифікованих сульфідом натрію, гуанідіну і тіосемікарбазіду. Встановлено, що при застосуванні модифікованих сорбентів на основі магнетиту можна знизити концентрацію важких металів до 1,2 мкг/дм3. Запропоновані технологічні схеми глибокого очищення води від йонів важких металів, що дозволяють отримувати очищену воду високої якості. У шостому розділі показано недоцільність використання катіонітів для вилучення йонів амонію. Досліджено ефективність процесів окислення амонію в однокамерному і двокамерному електролізерах в залежності від складу розчинів. Доведено, що наявність в розчині сульфатів сповільнює процес окислення амонію, тобто вони є інгібіторами процесу, а хлориди навпаки пришвидшують даний процес, тобто є каталізаторами, що дозволяє зменшити витрати електроенергії. Вивчено процеси сорбції нітратів та показано, що низькоосновний аніоніт Dowex Maraton WBA і високоосновний аніоніт АВ-17-8 мають високу ефективність їх сорбції в хлоридній формі. Показано, що ефективність розділення сульфатів і нітратів на високоосновному аніоніті аніоніті АВ-17-8 у NO3 - формі є високою за концентрації сульфатів та нітратів нижче 800 й 100 мг/дм3, відповідно та залежить від величини та співвідношення їх концентрацій у воді. Встановлено, що основною перевагою низькоосновного аніоніту DOWEX MARATHON WBA в Cl- формі при очищенні води від фосфатів є його високий ступінь ефективності регенерації, як в слаболужних, так і лужних середовищах. Застосування аміаку і хлориду натрію дозволяє досягти ступеня регенерації понад 97 %. Для впровадженням маловідходних технологій запропоновано методи переробки регенераційних розчинів для виробництва рідких добрив. Показано придатність застосування високоосновного аніоніту в хлоридній та основній формах для очищення води від фосфатів. Встановлено, що ємність аніоніту майже не залежить від його форми, проте виявляє значну залежність від наявності сульфатів, які є конкуруючими іонами, в зв’язку з чим метод перспективний тільки при концентрацій сульфатів < 1,0 мг-екв/дм3. Виявлено, що розчини Na2CO3, NaCl, NH4Cl, (NH4)2SO4, KOH, дозволяють досягти повну десорбцію фосфатів із аніоніту. Визначено перспективи застосування відпрацьованих регенераційних розчинів виробництва рідких добрив. Отримані результати використано в технології іонообмінного очищення питної води від нітратів, та в технології вилучення нітратів і фосфатів при доочищенні стічних вод. Обґрунтовано застосування методів електрокоагуляції в процесах ефективного вилучення фосфатів із розчинів у вигляді осаду. Даний метод забезпечує ефективність процесу на рівні ~ 99 %. Показано, що застосування алюмінієвих електродів в процесі висадження фосфатів є більш ефективним в порівнянні з стальними анодами. Експериментально підтверджено, що електроди не пасивуються при наявності у розчині чи слабокислому середовищі хлоридів, як наслідок, це дозволяє пришвидшити процеси електрокоагуляції. Розроблені принципові маловідходні технологічні схеми очищення води від нітратів та фосфатів. У сьомому розділі показано можливість переробки електрохімічним методом у двокамерному електролізері, що має аніону мембрану, вод різної мінералізації чи навіть концентратів мембранного знесолення. Даний метод дозволяє ефективно знесолити воду та отримати окислені сполуки хлору. Показано, що інтенсивність окислення хлоридів знижується при наявності в концентраті йонів жорсткості та підвищується при збільшенні початкової концентрації хлоридів в розчині і підвищенні анодної густини струму. Визначено перспективність застосування при електрохімічному окисленні хлоридів високоосновного аніоніту АВ-17-8, який внаслідок фіксації окислених сполук хлору на аніоніті дозволяє знизити втрати активного хлору в результаті дегазації. Підтверджено доцільність застосування трикамерних електролізерів з двома аніонними мембранами в процесах демінералізації розчинів, які мають високий вміст хлоридів та сульфатів і значний рівень жорсткості. Показано, що ні введення магнезиту, ні концентрація лугу понад 0,1 г-екв/дм3 в катодній області на даний процес не впливають. Даний метод є перспективним та вирішує проблему знесолення мінералізованих вод. Встановлено, що в процесі електролізу можна отримувати сірчану кислоту і луг та підвищувати їх концентрацію 45 % при використанні двохкамерного електролізера з іонообмінною мембраною. Розроблені методи утилізації осадів, що утворюються при очищенні мінералізованих, шахтних вод та вод у промисловості будівельних матеріалів. Показана перспективність їх застосування як добавки-розширювача для розширливих і тампонажних цементів; замінника природного гіпсового каменю; активатора тверднення цементів з активними мінеральними добавками; добавки-прискорювача тужавлення в складі бетонів і розчинів, що призначені для торкретних робіт. | |
| dc.description.abstractother | Trus I. M. Development of Scientific Foundations for Resource-Efficient and Environmentally Safe Water Use Technologies in Industry – Qualification Scientific Work as Manuscript. Dissertation for the Doctor of Technical Sciences Degree in the Specialty 21.06.01 – Environmental Safety. – National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2023. The dissertation is dedicated to establishment the scientific foundations of resourceefficient and environmentally safe water utilization technologies in industry. It aims to address the pressing issue of expanding the state's water supply sources for both industrial and public use in Ukraine. This involves the creation and implementation of projects for harnessing alternative water sources and safeguarding aquatic ecosystems from the harmful impact of polluted wastewater, especially in the face of water resource shortages, military actions, emergency situations, and other threats to Ukraine's national security. The current state of water supply in Ukraine has long been a cause for concern among experts. Intensive pollution of surface water bodies, significant mineralization, and contamination of groundwater, along with the absence of effective and environmentally friendly water treatment technologies, have created a dire situation. This forces people to consume low-quality water or receive it in limited quantities. Furthermore, the chemical composition of water varies significantly in different regions of Ukraine. While using mineralized mine waters and surface water bodies as water sources is more rational for the eastern regions, the western and southern regions are more oriented toward using water from underground sources, which are also mineralized and have elevated hardness. This work is oriented towards finding solutions to these issues, developing a comprehensive, low-waste water purification technology suitable for use in all regions of Ukraine. The research has investigated the demineralization processes of natural and wastewater and developed low-waste conditioning technologies for mine and other mineralized waters. In conditions of limited fresh water resources, these mineralized waters are often discharged into natural water bodies without proper treatment, further deteriorating water quality. Additionally, the work simultaneously addresses the challenges of demineralizing artesian, groundwater, and seawater to obtain high-quality technical and drinking water. The research also includes the development of technologies for the utilization or safe disposal of liquid and solid waste generated in water treatment processes, with the goal of producing valuable products, which is essential for creating low-waste technologies. The application of the research results will enable the establishment of scientific foundations for organizing comprehensive zero-waste water supply systems in electroplating plants. It will help determine the fundamental principles of water purification from biogenic elements with the prospect of producing materials for liquid fertilizers, create new reagents, materials, and technologies for water stabilization, and reduce its corrosive aggressiveness. This will ensure the effective and environmentally safe use of water in industry and the reliable protection of natural water bodies from anthropogenic pollution. The first chapter provides data on the state of water resources in Ukraine, as well as methods for removing organic and inorganic pollutants from water. These methods prevent the quantitative and qualitative depletion of water resources, enhancing the efficient management of water resources for uninterrupted industrial water supply. The choice of approaches and technologies to ensure the rational use of natural water and the return of industrial wastewater to the production process is justified. This significantly expands existing water supply sources and reduces anthropogenic pressure on aquatic ecosystems. The second chapter provides information about the research objects and methods. It describes quantitative characteristics of the water systems used in the research work. The synthesis methods of aluminum coagulants, including sodium hydroxyaluminate, 5/6 aluminum hydroxychloride, and calcium hydroxyaluminate, are detailed. A list of devices and equipment, along with their technical specifications, used during the research is provided. Natural and wastewater analysis is conducted to identify potential sources of water supply. The composition of model solutions for a comprehensive study of water treatment processes is suggested. Materials and installations used for research are thoroughly described, including the physico-chemical properties of ionites, properties of heterogeneous ion exchange membranes, and reverse osmosis membranes. Schemes and descriptions of laboratory equipment or ion exchange, electrochemical, baromembrane, and reagent-based water treatment processes are presented. The methodologies for implementing these processes are detailed. The methodology for conducting experimental research is based on the analysis of water system characteristics. Methods and formulas are provided to determine the main quantitative and qualitative parameters of the research. To validate the obtained data, mathematical processing methods are presented. In the third chapter, based on calculations considering the chemical composition, volume, and corrosive aggressiveness of water, criteria for water requirements in open and closed systems are defined. It is demonstrated that when aluminum coagulants are used in conjunction with calcium, soda, or alkali, the softening efficiency of bicarbonate-calcium water is more than doubled. Conditions for effective removal of sulfates in concentrates using sodium hydroxyaluminate and aluminum hydroxychlorides, or a combination of sodium hydroxyaluminate and aluminum hydroxychlorides, metallic aluminum, aluminum hydroxide, and lime, are determined. A full factorial design is used to optimize the reagent dosage calculations. Tests are conducted to enhance the desalination efficiency of water using magnesite, as well as through the prior treatment of aluminum hydroxide with lime in the presence of soda. A method for stabilization treatment of water using weakly acidic cationite in acidic form is developed. This method is promising for treating freshwater with a slight difference between total and carbonate hardness, providing complete decarbonization of water in the salt form and effectively softening it by raising the pH of the system. The appropriateness of using highly basic anionites in their basic form to soften water containing high concentrations of strong acid anions, particularly chlorides and sulfates, is experimentally confirmed. Based on the obtained data, a technology for ion exchange separation of anions in wastewater with complete processing of the generated waste into target products is proposed. An evaluation of the effectiveness of scale inhibitors for highly mineralized water is made, and a method to enhance their scale inhibition and anti-scaling effects using ultrasonication or ozonation is suggested. A new cost-effective sediment dispersant based on sodium disulfonate is created. In the fourth chapter, it is shown that when using mineralized water, the only effective method for protecting steel from corrosion in a high-temperature aqueous environment is reliable deoxygenation of the water. Research demonstrates that sulfite anions react relatively slowly with oxygen in water, reducing their effectiveness in deoxygenating water. This process can be accelerated in the presence of catalysts, such as iron or cobalt ions at low concentrations. An innovative technical solution for water deoxygenation has been developed, involving the dosing of sodium bisulfite and cobalt or iron ions, followed by water filtration through an anionite in sulfite form. This ensures economical reagent usage and significantly extends the filter cycle. In the fifth chapter, the effectiveness of ion exchange for removing heavy metals from water is determined. High-efficiency cationites are shown to be effective in removing lead ions from water, while weakly acidic cationites are effective for concentrating lead ions from dilute solutions, using sorption and desorption stages. It is established that the selectivity of ionites for removing cadmium, zinc, and nickel ions from water was higher for cadmium ions when using both strongly acidic and weakly acidic cationites. The desorption processes of zinc, cadmium, and nickel ions with hydrochloric acid and ammonium chloride solutions were investigated, and the extent of heavy metal removal depended on the ionite form. To remove and concentrate copper, cadmium, zinc, and nickel ions, the use of mixed-bed filters allows the reduction of these ions from approximately 50 g/dm3 to around 0.05 g/dm3. It is found that the sorption of heavy metal ions is significantly influenced by the presence of hardness ions, leading to a decrease in the efficiency of ion exchange in removing heavy metal ions from water where hardness ions are present. The choice of the appropriate complexing agent allows for the complete removal of heavy metal ions from water using nanofiltration methods. High removal efficiencies are shown for nickel ions using NTMPK, cadmium ions using OEDPK, and both NTMPK and OEDPK for copper ions. The efficiency of heavy metal removal processes in water by precipitation with potassium ferrocyanide is determined. To ensure high efficiency of the flotation process, selectivity of collectors, reduction of losses of flotation reagent, achievement of optimal qualitative and quantitative indicators for the selection and scientific justification of reagents used as surfactants, quantum chemical calculations using the method of non-empirical molecular dynamics using the HyperChem program were used. Reliable, environmentally friendly, and cost-effective methods for deep water purification from heavy metal ions in the presence of hardness ions using magnetite-based sorbents are developed. It is established that when using modified magnetite-based sorbents, heavy metal concentrations can be reduced to 1.2 g/dm3. Proposed technological schemes for deep water purification from heavy metal ions that allows to obtain high-quality purified water. In the sixth chapter, the inexpediency of using cationites for the removal of ammonium ions is demonstrated. The effectiveness of the ammonium oxidation processes in single-chamber and twochamber electrolyzers is studied depending on the composition of the solutions. It is proven that the presence of sulfates in the solution slows down the ammonium oxidation process, acting as inhibitors, while chlorides, on the contrary, accelerate this process, acting as catalysts, which reduces energy consumption. The processes of nitrate sorption are investigated, showing that the low-base anionite Dowex Marathon WBA and high-base anionite AV-17-8 are highly effective in sorbing them in chloride form. It is shown that the efficiency of separating sulfates and nitrates on the high-base anionite AV-17-8 in the NO3 - form is higher for concentrations below 800 and 100 mg/dm3 , respectively, depending on their concentration and ratio in the water. The main advantage of the low-base anionite DOWEX MARATHON WBA in the Clform in water purification from phosphates is its high regeneration efficiency in both weakly alkaline and alkaline solutions. The use of ammonia and sodium chloride allows achieving a regeneration rate of over 97 %. Methods for processing regeneration solutions to produce liquid fertilizers are proposed for the implementation of low-waste technologies. The suitability of high-base anionites in chloride and hydroxide forms for water purification from phosphates is demonstrated. It is established that the capacity of anionites is almost independent of their form but significantly depends on the presence of sulfates, which are competing ions. Therefore, the method is only promising for sulfate concentrations < 1.0 mg-eq/dm3. It was found out that solutions of Na2CO3, NaCl, NH4Cl, (NH4)2SO4, KOH allow to achieve complete desorption of phosphates from anionite. The prospects of using spent regeneration solutions in the production of liquid fertilizers are determined. The results obtained are used in ion exchange technology for drinking water nitrate removal and in technology for nitrate and phosphate removal in wastewater posttreatment. The application of electrocoagulation methods is substantiated for the effective removal of phosphates from solutions in the form of precipitates. This method ensures process efficiency at around ~99%. It is shown that the use of aluminum electrodes in the phosphate precipitation process is more effective than steel anodes. It is experimentally confirmed that the electrodes do not passivate in the presence of chlorides in the solution, which accelerates the electrocoagulation processes. Innovative low-waste technological schemes for water purification from nitrates and phosphates are developed. In the seventh chapter, the possibility of processing water by electrochemical methods in a two-chamber electrolyzer with an anion membrane is demonstrated, which can be applied to water of various mineralization levels or even to the concentrate from membrane desalination. This method effectively desalinates water and yields oxidized chlorine compounds. It is shown that the intensity of chloride oxidation decreases in the presence of hardness ions in the concentrate and increases with higher initial chloride concentrations in the solution and higher anodic current density. The potential of using the high-base anionite AV-17-8 in electrochemical chloride oxidation is determined. The fixation of oxidized chlorine compounds on the anionite allows for reducing losses of active chlorine due to degassing. The feasibility of using three-chamber electrolyzers with two anion membranes in the demineralization of solutions with high chloride and sulfate content and significant hardness levels is confirmed. The addition of magnesite and a concentration of alkali above 0.1 geq/dm3 in the cathode area does not affect this process. This method is promising and addresses the issue of desalting highly mineralized water. It is established that sulfuric acid and alkali can be obtained and their concentration increased by 45 % in the process of electrolysis using a two-chamber electrolyzer with an ion-exchange membrane. Methods for utilizing sediments formed during the treatment of mineralized mine waters and water in the construction materials industry are developed. Their potential applications include serving as an additive-expander for expansive and tamponing cements, a substitute for natural gypsum stone, an activator for cement hardening with active mineral additives, and an accelerator-additive for hardening in concretes and mortars used in shotcrete work. | |
| dc.format.extent | 499 с. | |
| dc.identifier.citation | Трус, І. М. Створення наукових основ ресурсоефективних екологічно-безпечних технологій використання води у промисловості : дис. … д-ра техн. наук : 21.06.01 – Екологічна безпека / Трус Інна Миколаївна. – Київ, 2023. – 499 с. | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/64420 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | |
| dc.publisher.place | Київ | |
| dc.subject | водопідготовка | |
| dc.subject | водопостачання | |
| dc.subject | стічні води | |
| dc.subject | демінералізація | |
| dc.subject | стабілізаційна обробка | |
| dc.subject | знекиснення | |
| dc.subject | важкі метали | |
| dc.subject | біогенні елементи | |
| dc.subject | будівельні матеріали | |
| dc.subject | water treatment | |
| dc.subject | water supply | |
| dc.subject | wastewater | |
| dc.subject | demineralization | |
| dc.subject | stabilization treatment | |
| dc.subject | deoxygenation | |
| dc.subject | heavy metals | |
| dc.subject | biogenic elements | |
| dc.subject | construction materials | |
| dc.subject.udc | 504.4.062.2; 628.161; 628.33; 66.081.63; 66.097.8 | |
| dc.title | Створення наукових основ ресурсоефективних екологічно-безпечних технологій використання води у промисловості | |
| dc.type | Thesis Doctoral |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 8.98 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: