Використання флокулянтів в процесах пом’якшення води

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorГордієнко, К. Ю.
dc.contributor.authorРадовенчик, Я. В.
dc.date.accessioned2023-12-04T14:30:48Z
dc.date.available2023-12-04T14:30:48Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractПогіршення якості природних вод з кожним роком викликає все більшу стурбованість фахівців та пересічних громадян. Дефіцит води в окремих регіонах та невтішні прогнози на забезпеченість людства водою в майбутньому переводять проблеми гідросфери в категорію катастрофічних. Мінералізація природних вод в результаті антропогенних та природних факторів складає сьогодні одну з найбільш гострих проблем водозабезпечення. Пом’якшення води шляхом видалення іонів кальцію та магнію дозволяє частково вирішувати цю проблему. Найбільшого поширення сьогодні отримали реагентні методи пом’якшення, в яких в якості осаджувача застосовують фосфати, здатні утворювати з іонами кальцію та магнію малорозчинні у воді сполуки. Зважаючи на високу дисперсність частинок твердої фази, утворених в результаті такої обробки, виникають проблеми ефективного розділення рідкої та твердої фаз. Використання флокулянтів дозволяє інтенсифікувати процес фільтрування, попередити закупорювання пор фільтру твердими частками, скоротити тривалість технологічного процесу. В процесі дослідження нами вивчено вплив на розділення фаз різних типів флокулянтів - поліакриламіду – як неіоногенного флокулянту, Magnofloc – 336 фірми Ciba – як флокулянту аніонного типу, Zetag – 7692 фірми Ciba – як флокулянту катіонного типу. Модельні розчини містили приблизно однакову кількість іонів кальцію та магнію загальною жорсткістю 27 мг-екв/дм3 і оброблялися еквівалентною кількістю фосфату натрію в суміші з флокулянтом дозою 1 – 80 мг/дм3. Проведені дослідження показали, що при відстоюванні додавання поліакриламіду в концентраціях 1 – 10 мг/дм3 не супроводжується позитивним ефектом. Після відстоювання протягом 1 год уявний об’єм твердої фази на 30 – 40 % перевищує аналогічний показник без обробки флокулянтом. Відчутний ефект спостерігається лише при дозах флокулянту 30 – 80 мг/дм3. Причому, в останньому впадку освітлення відбувається досить швидко і протягом 10 хв уявний об’єм твердої фази досягає свого мінімуму і при подальшому відстоюванні змінюється дуже мало. При фільтруванні ж додавання флокулянту лише гальмує процес відділення твердої фази і значно подовжує отримання пом’якшеної рідкої фази. Додавання флокулянта навіть в концентраціях 1 мг/дм3 негативно впливає на параметри процесу фільтрування. Тому можливо однозначно стверджувати, що для систем малої та середньої продуктивності (а в них передбачається використовувати саме фільтрування) поліакриламід в якості інтенсифікатора процесу розділення фаз використовуватися не може. За тих же умов ефективність флокулянту аніонного типу Magnofloc – 336 при відстоюванні дещо вища в порівнянні з поліакриламідом. При дозі флокулянту 30 – 80 мг/дм3 основна маса твердої фази осідає протягом 5 хв і формує об’єм біля 30 см3. Без флокулянта пом’якшені води такої жорсткості освітлюються дуже повільно. Тому очевидно, що при відстоюванні цей флокулянт може бути використаний при умові відповідного співвідношення в початковому розчині іонів кальцію та магнію. Флокулянт даного типу виявився більш ефективним і при фільтруванні. Традиційно значні дози флокулянту (30 – 80 мг/дм3) гальмують процес фільтрування. При менший концентраціях ефект спостерігається суттєвіший. Так, при концентраціях флокулянту 1 – 10 мг/дм3 спостерігається збільшення швидкості фільтрування і наближення її значення до параметрів фільтрування дистильованої води. Такий результат можна вважати позитивним як з точки зору підвищення ефективності процесу, так і з точки зору меншої витрати реагентів. Флокулянт катіонного типу Zetag – 7692 при відстоюванні позитивним ефектом не відзначився. В порівнянні з іншими флокулянтами, Zetag – 7692 не забезпечує різниці в швидкостях відстоювання для різних концентрацій. Фактично, вплив флокулянта на утворену тверду фазу досить незначний. Те ж можна сказати і про вплив даного флокулянту на швидкість фільтрування. В діапазоні концентрацій флокулянта 1 – 80 мг/дм3 всі точки графіків на 5 – 10 % відрізняються від кривої швидкості фільтрування без флокулянта і далекі від кривої фільтрування дистильованої води. Таким чином, флокулянт даного типу не забезпечує позитивного ефекту в процесі розділення рідкої та твердої фаз і його використання в процесах пом’якшення є мало перспективним. Таким чином, в процесах пом’якшення рекомендується використання флокулянту аніонного типу Magnofloc – 336 в концентраціях 1 – 10 мг/дм3для інтенсифікації процесу розділення фаз.uk
dc.description.abstractotherDeterioration of the quality of natural waters every year causes increasing concern of specialists and ordinary citizens. The shortage of water in certain regions and the disappointing forecasts for the supply of water for humanity in the future transfer the problems of the hydrosphere into the category of catastrophic. Mineralization of natural waters as a result of anthropogenic and natural factors is one of the most acute problems of water supply today. Water softening by removing calcium and magnesium ions allows you to partially solve this problem. Today, reactive methods of softening, in which phosphates are used as a precipitant, are able to form compounds with calcium and magnesium ions that are poorly soluble in water. Due to the high dispersion of solid phase particles formed as a result of such processing, there are problems of effective separation of liquid and solid phases. The use of flocculants makes it possible to intensify the filtering process, prevent clogging of the filter pores with solid particles, and reduce the duration of the technological process. During the research, we studied the effect on phase separation of different types of flocculants - polyacrylamide - as a nonionic flocculant, Magnofloc - 336 from Ciba - as an anionic flocculant, Zetag - 7692 from Ciba - as a cationic flocculant. The model solutions contained approximately equal amounts of calcium and magnesium ions with a total hardness of 27 mg-eq/dm3 and were treated with an equivalent amount of sodium phosphate mixed with a flocculant dose of 1 – 80 mg/dm3. Conducted studies have shown that the addition of polyacrylamide in concentrations of 1 - 10 mg/dm3 is not accompanied by a positive effect during advocacy. After settling for 1 hour, the apparent volume of the solid phase is 30-40 % higher than the similar indicator without flocculant treatment. A noticeable effect is observed only at flocculant doses of 30 - 80 mg/dm3. Moreover, in the latter case, illumination occurs quite quickly and within 10 min the imaginary volume of the solid phase reaches its minimum and changes very little during further settling. During filtration, the addition of a flocculant only slows down the process of separating the solid phase and significantly prolongs the production of a softened liquid phase. Addition of flocculant even in concentrations of 1 mg/dm3negatively affects the parameters of the filtration process. Therefore, it is possible to unequivocally state that polyacrylamide cannot be used as an intensifier of the phase separation process for systems of low and medium productivity (in which it is intended to use filtering). Under the same conditions, the efficiency of Magnofloc - 336 anionic flocculant during sedimentation is somewhat higher compared to polyacrylamide. At a flocculant dose of 30-80 mg/dm3, the bulk of the solid phase settles within 5 minutes and forms a volume of about 30 cm3. Without a flocculant, softened water of such hardness clears very slowly. Therefore, it is obvious that during settling this flocculant can be used under the condition of the appropriate ratio in the initial solution of calcium and magnesium ions. Flocculant of this type turned out to be more effective during filtration. Traditionally, significant doses of flocculant (30-80 mg/dm3) inhibit the filtration process. At lower concentrations, the effect is more significant. Thus, at flocculant concentrations of 1 - 10 mg/dm3, an increase in filtration speed is observed and its value approaches the filtration parameters of distilled water. Such a result can be considered positive both from the point of view of increasing the efficiency of the process and from the point of view of the lower consumption of reagents. Zetag - 7692 cationic flocculant did not have a positive effect during settling. Compared to other flocculants, Zetag - 7692 does not provide a difference in settling rates for different concentrations. In fact, the effect of the flocculant on the formed solid phase is quite insignificant. The same can be said about the effect of this flocculant on the filtration rate. In the flocculant concentration range of 1 – 80 mg/dm3, all points of the graphs differ by 5 – 10 % from the filtration speed curve without flocculant and are far from the filtration curve of distilled water. Thus, flocculant of this type does not provide a positive effect in the process of separating liquid and solid phases, and its use in softening processes is not very promising. Thus, in softening processes, it is recommended to use Magnofloc - 336 anionic flocculant in concentrations of 1 - 10 mg/dm3 to intensify the phase separation process.uk
dc.format.pagerangePp. 94-100uk
dc.identifier.citationГордієнко, К. Ю. Використання флокулянтів в процесах пом’якшення води / Гордієнко К. Ю., Радовенчик Я. В. // Вісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». – 2023. – № 3 (22). – С. 94-100. – Бібліогр.: 10 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2617-9741.3.2023.288254
dc.identifier.issn2617-9741 (Print)
dc.identifier.issn2664-1763 (Online)
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/62714
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofВісник НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського». Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження»: збірник наукових праць, № 3 (22)uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectпом’якшенняuk
dc.subjectкальційuk
dc.subjectмагнійuk
dc.subjectфлокулянтuk
dc.subjectфільтруванняuk
dc.subjectsofteninguk
dc.subjectcalciumuk
dc.subjectmagnesiumuk
dc.subjectflocculantuk
dc.subjectfiltrationuk
dc.subject.udc628.164-926.41uk
dc.titleВикористання флокулянтів в процесах пом’якшення водиuk
dc.title.alternativeUse of flocculants in processes water softeninguk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
288254-665297-1-10-20230930.pdf
Розмір:
965.42 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 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, № 3 (22)