ИССЛЕДОВАНИЯ ПО УДАЛЕНИЮ ИЗ ВОДЫ СОЛЕЙ ЖЕСТКОСТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН И БЕНТОНИТОВЫХ ГЛИН
Рациональное водопользование является одним из приоритетных направлений в области охраны окружающей среды. Стремительно растущая потребность в воде и ограниченность ее запасов наряду с удорожанием процессов водоподготовки приводят к необходимости создания новых технологий обработки воды.
Для подземных вод Алтайского края выявлено несоответствие качества нормативным требованиям по железу, марганцу и общей жесткости. В этой связи актуальна проблема умягчения воды, подаваемой в целях хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения.
Отдельные виды производств предъявляют к технологической воде высокие требования по содержанию солей жесткости. При использовании воды для питьевых нужд степень жесткости может существенно варьироваться в зависимости от местных условий, при этом высокие ее значения ухудшают органолептические свойства воды и здоровье человека в целом. В соответствии с СанПиН 2.1.4-1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» жесткость питьевой воды не должна превышать 7 мг-экв/л [1].
Наиболее часто для умягчения воды применяется ионный обмен. Однако традиционно используемые синтетические ионообменные смолы имеют высокую стоимость и предъявляют достаточно жесткие требования к воде, подаваемой на очистку, в частности по взвешенным веществам.
В связи с этим представляется целесообразным поиск недорогих сорбентов, не требующих тщательной предварительной подготовки воды. Среди таких материалов в мировой пpaктике используют углеродные нетканые сорбенты, цеолиты, бентонитовые глины. Последние, несмотря на достаточную дешевизну и высокую сорбционную емкость, обладают высоким гидравлическим сопротивлением и легко вымываются при фильтровании. Поэтому применение бентонитовых глин требует их предварительного нанесения на подготовленный каркас с последующим закреплением на нем. Для этих целей нами было предложено использовать в качестве матрицы минеральные базальтовые волокна. Данные материалы являются легкодоступными и недорогими. Однако их непосредственное применение затруднено в связи с тем, что они содержат значительное количество оксидов кальция и магния. Поэтому волокно было подвержено предварительному выщелачиванию соляной кислотой при повышенной температуре [2].
Использование бентонитовых глин предполагает предварительную активацию - замещение преобладающего обменного катиона кальция, на ионы другого, более активного металла, например, натрия. Для этого были применены следующие типы активации: кислотная (20 %-м раствором соляной кислоты), солевая (5 %-м раствором хлорида натрия) и содовая (5 %-м раствором карбоната натрия).
Обработка бентонитов осуществлялась следующим образом: глина в количестве 100 г смешивалась с 1 литром раствора для активации, после чего компоненты тщательно перемешивались и выдерживались для протекания обменных реакций в течение 24 часов. Далее глину промывали дистиллированной водой, высушивали и измельчали.
Были изучены сорбционные хаpaктеристики бентонитов Таганского, Екатеринбургского и Хакасского месторождений.
Значение сорбционной емкости полученных активированных образцов бентонитов определяли в статических условиях при постоянной температуре 20 °С. Для этого были наведены модельные растворы с содержанием ионов жесткости от 1 до 10 мг-экв/л, в которые вносилось по 1 г исследуемой глины, после чего осуществлялось перемешивание в течение 2 часов. После отстаивания суспензии проводился анализ осветленного раствора на содержание ионов жесткости путем титрования трилоном Б в присутствии индикатора эриохрома черного [3].
Анализ полученных данных по активации бентонитов показал, что тип активации существенно влияет на значение их сорбционной емкости. Наименьшие значения отмечены для кислотной, наибольшие - для содовой активации. При этом максимальное значение сорбционной емкости наблюдалось для Екатеринбургского бентонита (0,75 мг-экв/г).
На основе именно этого типа бентонита и выщелоченного базальтового волокна был получен сорбент для умягчения воды, для которого были определены статическая и динамическая обменные емкости, рассмотрена возможность его регенерации.
Изучение динамической емкости проводили на модельных растворах с концентрациями 6 и 10 мг-экв/л. Зависимость эффективности очистки от удельного объема пропущенного раствора приведены на рис. 1. Как видно, максимальный эффект очистки составил 70 и 37 % соответственно после пропускания первых порций модельного раствора, после чего наблюдается плавное снижение эффективности.
Рис. 1. Зависимость эффективности извлечения (Э) ионов жесткости от удельного объема (Vуд) пропущенного раствора
Исследования по регенерации сорбента раствором карбоната натрия представлены на рис. 2, из которого видно, что сорбент может быть использован неоднократно, однако при этом наблюдается снижение сорбционной емкости.
Полученные результаты показали возможность использования сорбционного материала на основе выщелоченного базальтового волокна и бентонитовых глин в целях умягчения воды. Для повышения его эффективности необходимо проведение дальнейших исследований.
Список литературы
- СанПиН 2.1.4-1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.
- Бекман И.Н.// Вестник московского университета // Серия 2. Химия. - 2003. - №5. - С. 44.
- Лурье Ю.Ю.// Унифицированные методы анализа природных и сточных вод. - М.: Химия, 1971. - 375 с.
Статья в формате PDF
269 KB...
11 08 2026 5:52:56
Статья в формате PDF
137 KB...
10 08 2026 3:34:49
Статья в формате PDF
250 KB...
09 08 2026 4:17:56
Статья в формате PDF
283 KB...
08 08 2026 18:37:49
Статья в формате PDF
110 KB...
07 08 2026 0:10:15
Статья в формате PDF
107 KB...
06 08 2026 13:40:35
Формирование эффективной системы работы с детьми, обладающими повышенными естественнонаучными способностями, может стать залогом успешного продвижения экономических и образовательных реформ в нашей стране.
...
05 08 2026 17:44:29
Статья в формате PDF
157 KB...
04 08 2026 13:29:54
Статья в формате PDF
361 KB...
03 08 2026 4:36:35
Статья в формате PDF
295 KB...
02 08 2026 6:45:18
Статья в формате PDF
102 KB...
01 08 2026 1:58:10
Статья в формате PDF
142 KB...
31 07 2026 22:23:27
Статья в формате PDF
181 KB...
30 07 2026 12:47:52
Статья в формате PDF
139 KB...
29 07 2026 19:15:54
Статья в формате PDF
110 KB...
27 07 2026 21:28:11
Статья в формате PDF
92 KB...
26 07 2026 19:11:22
Статья в формате PDF
109 KB...
25 07 2026 5:28:32
Статья в формате PDF
115 KB...
24 07 2026 6:24:26
Статья в формате PDF
420 KB...
23 07 2026 15:23:40
Статья в формате PDF
126 KB...
22 07 2026 16:52:29
Статья в формате PDF
115 KB...
21 07 2026 3:36:37
В настоящей работе предлагается оригинальный подход для объяснения процессов образования и распространения селей в горных условиях в условиях резкого увеличения вовлекаемых в этот процесс водных масс. Нами предлагается модель, согласно которой необходимыми условиями возникновения селя являются следующие: наличие глубинного трещинообразования в русле горной реки, перепад высот, наличие пула водной массы (обычно, – над областью будущего возникновения селя), обеспечивающего необходимый перепад гидростатического давления, а также выпадение осадков в виде обильных дождей, тающих снегов в верховьях селеопасных рек, провоцирующих это явление. Одним из принципиальных базовых допущений, на котором строится наша модель и которое подтверждается наблюдениями селевых катастроф, является то, что объем/масса водного селевого выброса может существенно превосходить оцениваемое количество выпавших осадков на поверхности. В связи с этим естественное объяснение получает общеизвестный факт, что не все ливневые дожди приводят к катастрофическим последствиям. Сущность и новизна нашей модели заключается в том, что в селевом взрыве активно участвуют как поверхностные, так и подземные воды, т.е. речь идет о 3D-механизме формирования селя. При этом в русле создается определенный участок – ворота селя, где начинает идти интенсивная подземная подпитка водой (за счет перепада давлений) основного импульса селя. И этот процесс может играть доминирующую роль. Нами предлагается математическая модель рождения и распространения селя, в основе которой лежат представления нелинейной гидродинамики волновых процессов с формированием солитонов. В рамках развиваемой концепции в заключительном разделе 5 данной статьи приведен краткий анализ возможных причин произошедшего катастрофического наводнения в г. Крымске (июль 2012 г.).
...
18 07 2026 13:51:28
Статья в формате PDF
140 KB...
17 07 2026 18:22:48
Представлены результаты использования дернообразующих сортов растений в биоремедиации нефтезагрязненных земель в почвенно-климатических условиях Якутии. Установлено влияние растений на ускорение процессов биологической очистки мерзлотных почв от загрязнений. Использование растений с развитой корневой системой в качестве заключительного этапа рекультивации позволяет сократить сроки перевода нарушенных земель в состояние, соответствующее безопасному уровню, который хаpaктеризует способность почв к естественному самоочищению.
...
16 07 2026 20:29:32
Статья в формате PDF
123 KB...
15 07 2026 5:22:25
Статья в формате PDF
205 KB...
14 07 2026 17:27:46
Статья в формате PDF
106 KB...
13 07 2026 20:21:16
Статья в формате PDF
295 KB...
12 07 2026 1:42:56
Статья в формате PDF
115 KB...
11 07 2026 2:30:51
Статья в формате PDF
107 KB...
10 07 2026 16:25:20
Статья в формате PDF
120 KB...
09 07 2026 13:44:58
Статья в формате PDF
111 KB...
08 07 2026 4:30:54
Статья в формате PDF
126 KB...
07 07 2026 21:19:11
Статья в формате PDF
204 KB...
06 07 2026 16:51:42
Статья в формате PDF
123 KB...
05 07 2026 16:16:11
Статья в формате PDF
114 KB...
03 07 2026 18:30:33
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
