Особливості пом’якшення води в двокамерному електролізері
Сучасний стан гідросфери в значній мірі визначається антропогенною діяльністю людини. Недостатньо очищені або взагалі не очищені стічні води при скиді у поверхневі водойми суттєво погіршують якість води в них та перешкоджають їх прямому споживанню і використанню. Одним з важливих показників природн...
Saved in:
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
2025-03-01
|
| Series: | Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»: Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження» |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://chemengine.kpi.ua/article/view/325848 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1850196399675670528 |
|---|---|
| author | Богдан Анатолійович Вощенко Вячеслав Михайлович Радовенчик Вероніка Вадимівна Каравацька Ярослав Вячеславович Радовенчик |
| author_facet | Богдан Анатолійович Вощенко Вячеслав Михайлович Радовенчик Вероніка Вадимівна Каравацька Ярослав Вячеславович Радовенчик |
| author_sort | Богдан Анатолійович Вощенко |
| collection | DOAJ |
| description | Сучасний стан гідросфери в значній мірі визначається антропогенною діяльністю людини. Недостатньо очищені або взагалі не очищені стічні води при скиді у поверхневі водойми суттєво погіршують якість води в них та перешкоджають їх прямому споживанню і використанню. Одним з важливих показників природних вод є їх жорсткість, підвищені рівні якої негативно впливають як на окремі органи людини, так і на можливість безпечної експлуатації технологічного обладнання в багатьох технологічних процесах. Традиційною технологією пом’якшення води сьогодні вважається реагентна содово-вапняна чи содово- натрієва технологія, суть котрої полягає в двоетапній обробці жорсткої води спочатку карбонатом кальцію, а потім – вапном чи гідроксидом натрію. Головним недоліком цієї технології є низька ефективність при звичайних температурах та значна витрата реагентів. Більш ефективною сьогодні вважається іонообмінна технологія на основі катіонітів, але її використання супроводжується скидом в довкілля значних об’ємів концентрованих розчинів хлориду натрію з домішками сполук кальцію та магнію. В результаті формується замкнутий кругообіг хлоридів натрію, кальцію і магнію. Тому практично завжди існувала потреба в зниженні масштабів цього кругообігу та скороченні об’ємів забруднень, що скидаються в гідросферу. Одним з можливих перспективних процесів пом’якшення жорстких вод сьогодні вважається електрохімічна технологія, котра дозволяє шляхом обробки розчинів електричним струмом при відповідних умовах корегувати водневий показник, трансформуючи іони кальцію та магнію в нерозчинні сполуки з їх подальшим відділенням від рідкої фази. Проведені нами дослідження показали, що для підтримання необхідної ефективності процесу пом’якшення значення водневого показника для трансформації іонів магнію необхідно тримати на рівні 11,5. Для іонів кальцію аналогічний показник потребує значення в 13,0 одиниць. Експерименти з двокамерним електролізером з діафрагмою показали, що визначальними в цьому процесі є подана на електроди напруга, котра визначає щільність струму на електродах, термін електролізу та початкова жорсткість води. Встановлено, що для отриманні в катодній камері необхідного значення водневого показника необхідно підвищеної жорсткості води та відповідної її провідності. Так, для іонів магнію прийнятні результати отримані вже при їх вмісті 10 мг-екв/дм3 з додаванням 10 мг-екв/дм3 сульфату натрію. Для іонів кальцію досягнення необхідного рівня водневого показника виявилося дуже проблематичним і в зазначених умовах він не перевищував 12,12, що недостатньо для ефективного пом’якшення води. Таким чином, видалення з розчину іонів кальцію у вигляді його гідроксиду електрохімічними методами досить проблематично і можливо, може бути реалізовано в електролізерах особливої конструкції або у вигляді інших сполук, як, наприклад, карбонату кальцію. |
| format | Article |
| id | doaj-art-e6fae1920cdb4d71a990eb7ccdff4e96 |
| institution | OA Journals |
| issn | 2617-9741 2664-1763 |
| language | English |
| publishDate | 2025-03-01 |
| publisher | Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute |
| record_format | Article |
| series | Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»: Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження» |
| spelling | doaj-art-e6fae1920cdb4d71a990eb7ccdff4e962025-08-20T02:13:27ZengIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic InstituteВісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»: Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження»2617-97412664-17632025-03-011687410.20535/2617-9741.1.2025.325848364632Особливості пом’якшення води в двокамерному електролізеріБогдан Анатолійович Вощенко0https://orcid.org/0009-0002-6502-0910Вячеслав Михайлович Радовенчик1https://orcid.org/0000-0001-5361-5808Вероніка Вадимівна Каравацька2https://orcid.org/0009-0002-8555-0193Ярослав Вячеславович Радовенчик3https://orcid.org/0000-0002-0101-0273Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Сучасний стан гідросфери в значній мірі визначається антропогенною діяльністю людини. Недостатньо очищені або взагалі не очищені стічні води при скиді у поверхневі водойми суттєво погіршують якість води в них та перешкоджають їх прямому споживанню і використанню. Одним з важливих показників природних вод є їх жорсткість, підвищені рівні якої негативно впливають як на окремі органи людини, так і на можливість безпечної експлуатації технологічного обладнання в багатьох технологічних процесах. Традиційною технологією пом’якшення води сьогодні вважається реагентна содово-вапняна чи содово- натрієва технологія, суть котрої полягає в двоетапній обробці жорсткої води спочатку карбонатом кальцію, а потім – вапном чи гідроксидом натрію. Головним недоліком цієї технології є низька ефективність при звичайних температурах та значна витрата реагентів. Більш ефективною сьогодні вважається іонообмінна технологія на основі катіонітів, але її використання супроводжується скидом в довкілля значних об’ємів концентрованих розчинів хлориду натрію з домішками сполук кальцію та магнію. В результаті формується замкнутий кругообіг хлоридів натрію, кальцію і магнію. Тому практично завжди існувала потреба в зниженні масштабів цього кругообігу та скороченні об’ємів забруднень, що скидаються в гідросферу. Одним з можливих перспективних процесів пом’якшення жорстких вод сьогодні вважається електрохімічна технологія, котра дозволяє шляхом обробки розчинів електричним струмом при відповідних умовах корегувати водневий показник, трансформуючи іони кальцію та магнію в нерозчинні сполуки з їх подальшим відділенням від рідкої фази. Проведені нами дослідження показали, що для підтримання необхідної ефективності процесу пом’якшення значення водневого показника для трансформації іонів магнію необхідно тримати на рівні 11,5. Для іонів кальцію аналогічний показник потребує значення в 13,0 одиниць. Експерименти з двокамерним електролізером з діафрагмою показали, що визначальними в цьому процесі є подана на електроди напруга, котра визначає щільність струму на електродах, термін електролізу та початкова жорсткість води. Встановлено, що для отриманні в катодній камері необхідного значення водневого показника необхідно підвищеної жорсткості води та відповідної її провідності. Так, для іонів магнію прийнятні результати отримані вже при їх вмісті 10 мг-екв/дм3 з додаванням 10 мг-екв/дм3 сульфату натрію. Для іонів кальцію досягнення необхідного рівня водневого показника виявилося дуже проблематичним і в зазначених умовах він не перевищував 12,12, що недостатньо для ефективного пом’якшення води. Таким чином, видалення з розчину іонів кальцію у вигляді його гідроксиду електрохімічними методами досить проблематично і можливо, може бути реалізовано в електролізерах особливої конструкції або у вигляді інших сполук, як, наприклад, карбонату кальцію.https://chemengine.kpi.ua/article/view/325848пом’якшення водижорсткістьелектролізелектролізер з діафрагмоюіони кальціюіони магнію |
| spellingShingle | Богдан Анатолійович Вощенко Вячеслав Михайлович Радовенчик Вероніка Вадимівна Каравацька Ярослав Вячеславович Радовенчик Особливості пом’якшення води в двокамерному електролізері Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»: Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження» пом’якшення води жорсткість електроліз електролізер з діафрагмою іони кальцію іони магнію |
| title | Особливості пом’якшення води в двокамерному електролізері |
| title_full | Особливості пом’якшення води в двокамерному електролізері |
| title_fullStr | Особливості пом’якшення води в двокамерному електролізері |
| title_full_unstemmed | Особливості пом’якшення води в двокамерному електролізері |
| title_short | Особливості пом’якшення води в двокамерному електролізері |
| title_sort | особливості пом якшення води в двокамерному електролізері |
| topic | пом’якшення води жорсткість електроліз електролізер з діафрагмою іони кальцію іони магнію |
| url | https://chemengine.kpi.ua/article/view/325848 |
| work_keys_str_mv | AT bogdananatolíjovičvoŝenko osoblivostípomâkšennâvodivdvokamernomuelektrolízerí AT vâčeslavmihajlovičradovenčik osoblivostípomâkšennâvodivdvokamernomuelektrolízerí AT veroníkavadimívnakaravacʹka osoblivostípomâkšennâvodivdvokamernomuelektrolízerí AT âroslavvâčeslavovičradovenčik osoblivostípomâkšennâvodivdvokamernomuelektrolízerí |