Аннотация
АННОТАЦИЯ
В научно-исследовательском проекте «Влияние поверхностных явлений на коэффициент разделения сульфатсодержащих растворов в пористых полимерных мембранах» рассмотрено влияние таких факторов как концентрационной поляризации, концентрации, давления и регенерации мембран на коэффициент задержания при обратноосмотическом разделении сульфатсодержащих растворов. Проведенные исследования, позволили выделить объекты исследований, сформулировать цели и задачи исследований, отметить научную значимость и степень практического использования результатов исследований.
Объекты исследования явились сульфатсодержащие растворы гальванических производств, содержащие соли олова, цинка, железа и модельные однокомпонентные растворы (FeSO4, ZnSO4, SnSO4,), эмитирующие реальные стоки, их экспериментальное исследование, теоретическое обоснование и аналитическое описание. В качестве мембран использовались ацетатцеллюлозные на подложке мембраны серии (МГА-95, МГА-80П), полисульфоноамидные ОПМ-К «Владипор», г. Владимир и ESPA «Hydranautics», США.
Отличительной особенностью работы является то, что при проведении экспериментальных исследований применялись два типа обратноосмотических аппаратов промышленного типа – это плоскокамерные и рулонного вида мембранные аппараты.
Цели и задачи работы – это проведение экспериментальных исследований по обратноосмотическому разделению сульфатсодержащих растворов гальванических производств. Теоретическое обоснование результатов исследований и аналитическое описание классическими уравнениями. Методологической основой явилось экспериментальное исследование коэффициента задержания в зависимости от концентрации и давления в процессе обратноосмотического разделения сульфатсодержащих растворов с применением оригинальных установок и методик и опирается на закон сохранения массы и энергии.
Научная значимость работы заключается в получении новых экспериментальных данных по коэффициенту задержания в зависимости от концентрации раствора и давления, их теоретическом обосновании и аналитическом описании классическими уравнениями, основанными на поточно-диффузионном механизме разделения растворов и применением современных вычислительных методов расчета, которые опираются на частные научные результаты других отечественных и зарубежных авторов. Экспериментальные данные по коэффициенту задержания получены с применением современных приборов контроля и диагностики. Экспериментально установлено и теоретически объяснено, что с повышением концентрации растворенных веществ коэффициент задержания возрастает при малых концентрациях растворенных веществ, а при возрастании концентрации снижается на всех видах исследуемых обратноосмотических мембран и при всех концентрациях растворенных веществ. С возрастанием давления коэффициент задержания увеличивается, так как мембрана уплотняется в нормальном положении при протекании раствора над поверхностью активного слоя мембраны. Регенерация обратноосмотических мембран позволяет оценить работоспособность мембран некоторое время отработавших в условиях эксперимента.
На основе анализа полученных экспериментальных и литературных данных при аналитическом описании применяли для расчета коэффициента задержания методику, предложенную В., В., М. и А., учитывающие природу растворенного вещества, его концентрацию, температуру, а также вид полимерной мембраны. Данный подход позволяет учитывать физику процесса, а также перенос растворенного вещества как конвективным, так и диффузионным путем и отражающий взаимосвязь систем «растворенное вещество-мембрана», «растворенное вещество-растворитель» и «растворитель-мембрана» через кинетические коэффициенты – k1, k2, k3.
Степень решения проблемы, полученные экспериментальные данные по коэффициенту задержания и их зависимость от концентрации, природы растворенного вещества и вида мембраны, а также их теоретический анализ и математическое описание с применением современных методов расчета использованы при разработке технологической схемы для очистки и концентрирования промышленных растворов гальваноцеха на заводе «Электроприбор». Расчетные и экспериментальные данные использованы в инженерных методах расчета обратноосмотических установок и аппаратов, а также при прогнозировании процессов электромембранного и баромембранного разделения промышленных растворов содержащих растворенные вещества аналогичного класса.
Научные результаты данного проекта использованы при защите кандидатской диссертации аспирантом А. на тему «Кинетика электрохимического мембранного выделения анилина и морфолина из промышленных растворов органического синтеза» по специальностям: 05.17.03 «Технология электрохимических процессов и защита от коррозии»; 05.17.08 «Процессы и аппараты химической технологии». Проведенные исследования использованы при защите дипломного проекта студентом пятого курса С. по теме “Разработка технологии утилизации барды с использованием ультрафильтрационной установки на мощностью 150 т/год” по специальности «Пищевая биотехнология» и при защите бакаларовской работы студентом А. по теме «Электромембранное и баромембранное разделение промышленных растворов».
Научные результаты докладывались и обсуждались на международных конференциях “Ионный перенос в органических и неорганических мембранах”, “Membrane and Sorption Processes and Technologies”, “Проблемы и инновационные решения в химической технологии” в 2010 г.
Основные порталы (построено редакторами)