Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб очищення води від нітратів, що включає фільтрування води крізь ультрафільтраційну мембрану в присутності катіоноактивної речовини (КПАР) при концентрації, рівній або вищій за критичну концентрацію міцелоутворення КПАР, який відрізняється тим, що як КПАР використовують {1,2-[N,N'-біс(диметил)-N,N'-біc(децилацетат)]-етилдіамонію дихлорид}.

Текст

Реферат: Винахід належить до галузі обробки води, зокрема до баромембранної обробки природних вод з використанням катіонних поверхнево-активних речовин (КПАР), і може бути використаний для очищення поверхневих і підземних вод, забруднених нітратами. Задача, на вирішення якої направлений винахід - підвищення ступеня вилучення нітратів із води з високим їх вмістом при збереженні натурального сольового складу природної води. Запропонований спосіб очищення UA 99752 C2 (12) UA 99752 C2 води від нітратів полягає у фільтруванні води крізь ультрафільтраційну мембрану в присутності катіоноактивної речовини при концентрації, рівній або вищій за критичну концентрацію міцелоутворення КПАР, як КПАР використовують {1,2-[N,N'-біс(диметил)-N,N'-біc(децилацетат)]етилдіамонію дихлорид}. Реалізація способу забезпечує ступінь очищення води від нітратів з їх 3 вмістом 120-130 мг/дм на рівні 84,5-85,3 % при залишковій концентрації нітратів 18,4-44,2 3 мг/дм та практично повній відсутності катіоноактивної речовини та збереженні сольового складу природної води. UA 99752 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід належить до галузі обробки води, зокрема до баромембранної обробки природних вод з використанням катіонних поверхнево-активних речовин, і може бути використаний для очищення поверхневих і підземних вод, забруднених нітратами. Нітрати в організмі людини сприяють виникненню метгемоглобінемії, мультиінфарктної деменції, розсіяного склерозу та різного роду ракових захворювань [Prakasa Rao E.V.S., Puttanna K. Strategies for combating nitrate pollution //Current Science, 2006. - v. 91, No 10. - P. 1335-1338] [1]. Відповідно до вимог глобальної системи моніторингу стану оточуючого середовища нітрати є обов'язковими показниками ступеню забруднення природних об'єктів [Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: справочные материалы /Под ред. Т.В. Гусевой. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007.-192 с., С. 76] [2]. СаНПіН України регламентує 3 вміст нітрат-іонів у воді питної якості не вище, ніж 45 мг/дм [Державні санітарні правила і норми "Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання". - Затверджено наказом Міністерства охорони здоров'я України від 23.12.96 № 383] [3]. Якщо вміст нітратів у воді перевищує регламентований показник, таку воду не можна вважати придатною для питних цілей без відповідного очищення. Відомий спосіб очищення води від нітратів іонним обміном на високолужних аніонітах, які поглинають з води нітрат-іони в обмін на хлор-іони. Воду, що містить нітрати в кількості > 200 3 мг/дм , пропускають крізь шар високолужного аніоніту в Сl-формі з лінійною швидкістю 20-30 м/год.; висота шару аніоніту повинна бути не менш, ніж 60 см при рівні заповнення апарата аніонітом, який не повинен перевищувати 60 % його загального об'єму. Регенерація аніоніту здійснюється розчином хлориду натрію. Якщо твердість води, що надходить на установку, 3 перевищує 2 мг-екв/дм , її потрібно попередньо пом'якшувати, інакше при регенерації в фазі аніоніту утворюватимуться важко розчинні сполуки, що сприятиме зниженню ємності аніоніту. Концентрація нітратів в очищеній воді за цим способом може бути знижена більш, ніж на 90 % [Schreiber G. Solving a nitrate removal problem //Water Technology.-2001. - P. 41-42] [4]. Недоліками способу [4] є істотне збільшення концентрації хлор-іонів у воді, що очищується, 3 тоді як їх вміст у питній воді регламентується і не повинен перевищувати 350 мг/дм [3], витрачання обмінної ємності аніоніту на вилучення з води не тільки нітрат-, але й інших аніонів, необхідність регенерації іоніту та попереднього пом'якшення води, використання складного апаратурного оформлення. Крім того, маса речовин, що скидається при регенерації іонообмінних колонок у стічні води, приблизно на порядок більша маси речовин, які вилучаються з води. Найбільш близьким аналогом до винаходу за технічною суттю та результатом, що досягається, є спосіб вилучення нітратів нанофільтрацією [Paugam L, Така S., Cabon J., Gondrexon К, Dorange G. Nanofiltration of ammonium nitrate solutions. Study of influent parameters //Rev. Sci. Eau.-2001, - v. 14, N4. - P. 511-523] [5]. При вилученні нітратів за способом [5] у баромембранній установці MILLIPORE PROSCALE використовується композитна поліамідна мембрана Nanomax50 (виробництво Millipore Co., Bedford, USA). Процес здійснюється при температурі води 20 °C, вихідному значенні рН 5,8 і робочому тиску 0,4-0,5 МПа. Результати видалення нітрат-іонів за способом [5] представлені в таблиці 1. Як показують дані таблиці 1, реалізація відомого способу [5] не забезпечує ефективного 3 очищення води від нітратів; наприклад, при концентрації нітратів у вихідній воді 200 мг/дм 3 залишкова їх кількість після нанофільтраційного очищення становить 100 мг/дм при 3 регламентованій кількості 45 мг/дм [3]. Крім того, відомо, що нанофільтраційні мембрани майже повністю затримують двозарядні іони при значно нижчій затримувальній здатності відносно однозарядних іонів [Брык М.Т., Нигматуллин P.P. Нанофильтрация и нанофильтрационные мембраны //Химия и технология воды.-1995. - Т. 17, № 4. - С. 375-397, С. 387] [6], внаслідок чого з води майже повністю вилучаються біологічно важливі макроелементи - кальцій і магній, що викликає необхідність подальшого кондиціювання води, тобто збагачення іонами кальцію та магнію. Таблиця 1 № п/п 1. 2. 3. Показник Вихідна концентрація Вимоги нормативного Ступінь вилучення Залишкова концентрація 3 іонів NО3 , мг/дм документу [3] 3 іонів NО3 , % іонів NО3 , мг/дм 50 73,7 13,2 3 100 59,0 42,0 45 мг/дм 200 50,0 100,0 1 UA 99752 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Таким чином, основними недоліками відомого способу [5] є: - низький ступінь вилучення нітратів з води при їх підвищеній концентрації (більше 100 3 мг/дм ), при цьому слід підкреслити, що в воді мілководних свердловин (криниць) вміст нітратів 3 може досягати 300 мг/дм і більш [Митченко Т.Е., Макарова КВ., Федотова Л.П. Особенности процесса очистки питьевой воды от нитратов //Вода і водоочисні технології.-2002. - № 2/3. - С. 61-65] [7]; - надмірне знесолення води і зайве зниження концентрації життєво необхідних компонентів (іонів кальцію та магнію). В основу винаходу поставлена задача розробити спосіб очищення води від нітратів баромембранним методом, в якому використання мембрани іншого класу в поєднанні з неполімерною катіоноактивною речовиною (КПАР) забезпечило б суттєве підвищення ступеня вилучення нітратів із води з високим їх вмістом при збереженні натурального сольового складу природної води. Для вирішення поставленої задачі запропонований спосіб очищення води від нітратів, що включає фільтрування води крізь мембрану, в якому, згідно з винаходом, як мембрану використовують ультрафільтраційну і процес здійснюють у присутності катіоноактивної речовини, наприклад {1,2-[N,N'-біс(диметил)-N,N'-біc(децилацетат)]-етилдіамонію дихлориду}, при концентрації, рівній або вищій за критичну концентрацію міцелоутворення (ККМ) КПАР. Відомо, що за допомогою ультрафільтраційних мембран вилучаються деякі неорганічні іони, щоправда, в невеликій кількості [Первов AT., Дудкин Е.В., Мотовилова Н.Б., Андрианов А.Л. Ультрафильтрация - технология будущего //Водоснабжение и сан. техника.-2001. - № 9. - С. 912] [8] і серед них і іони NО3 . Наші дані також показали, що ультрафільтраційна мембрана ВЛАДИПОР марки УПМ-20 затримує іони NО3 всього лише на 5,9-12 %. Нами встановлено, що введення неполімерної КПАР в кількості, що забезпечує утворення її міцел у воді, сприяє створенню умов зв'язування нітрат-іонів міцелами КПАР, як ми вважаємо, за рахунок солюбілізації, що забезпечує високий рівень вилучення нітрат-іонів з води і при проведенні цього процесу практично не порушується збалансований сольовий склад природної води. Слід відмітити, що повторного забруднення води КПАР не відбувається внаслідок повного її видалення. Таким чином, сукупність ознак способу, що заявляється, очищення природної води від нітратів є необхідною і достатньою для забезпечення технічного результату, що досягається 3 способом - зниження іонів NО3 до концентрації на рівні 18-44 мг/дм у залежності вихідного їх 3 вмісту 120-300 мг/дм при відсутньому забрудненні КПАР (залишкова її концентрація

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Process for the treatment of water from nitrates

Автори англійською

Honcharuk Vladyslav Volodymyrovych, Osypenko Vira Olehivna, Balakina Marharyta Mykolaivna, Kucheruk Dmytro Dmytrovych, Shvydenko Viktor Zinoviiovych

Назва патенту російською

Способ очистки воды от нитратов

Автори російською

Гончарук Владислав Владимирович, Осипенко Вера Олеговна, Балакина Маргарита Николаевна, Кучерук Дмитрий Дмитриевич, Швиденко Виктор Зиновьевич

МПК / Мітки

МПК: C02F 101/16, C02F 1/44, B01D 61/16, B01D 61/14

Мітки: очищення, води, спосіб, нітратів

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/6-99752-sposib-ochishhennya-vodi-vid-nitrativ.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб очищення води від нітратів</a>

Подібні патенти