Отримання фізіологічно повноцінної питної води з використанням модифікованих зворотноосмотичних мембранних елементів

Автор(и)

  • Артем Вікторович Тивоненко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0003-1755-3800
  • Тетяна Євгенівна Мітченко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-4876-5411
  • Олексій Володимирович Гоманюк Всеукраїнське водне товариство WaterNet, Україна https://orcid.org/0009-0006-1174-6766
  • Сергій Леонідович Василюк Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-7028-0517
  • Ірина Володимирівна Косогіна Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-9795-7110
  • Ростислав Ярославович Мудрик ТОВ НВО “Екософт”, Україна https://orcid.org/0009-0000-1180-6286

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.277491

Ключові слова:

зворотний осмос, модифіковані мембранні елементи, задана селективність, фізіологічно повноцінна вода

Анотація

Питна вода, підготовлена з використанням найбільш ефективного та популярного зворотноосмотичного методу, є абсолютно безпечною, проте здебільшого не задовольняє вимогам, що висуваються до фізіологічно повноцінної води. Остання повинна відповідати окрім основних також наступним вимогам: солевміст не менше 100 та не більше 1000 мг/дм3, а загальна жорсткість в діапазоні 1–7,0 ммоль/дм3. Зараз для досягнення їх виконання на наступній після знесолення стадії використовуються різні методи домінералізації зворотноосмотичної води, кожен з яких має певні недоліки.

В роботі вирішувалась проблема одержання безпосередньо після стадії мембранного знесолення безпечної фізіологічно повноцінної води з використанням модифікованих зворотноосмотичних мембранних елементів з заданою селективністю. Об’єктом дослідження виступав процес одержання зворотноосмотичних мембранних елементів із заданою селективністю шляхом їх модифікації розчином гіпохлориту натрію для використання в процесі отримання фізіологічно повноцінної питної води.

Розраховано необхідний рівень селективності модифікованих елементів для одержання безпечної фізіологічно повноцінної води з вихідної в залежності від її солевмісту. Так, для вихідної води з солевмістом 200–300 мг/дм3 задана селективність мембранного елементу має складати не більше 60 % при температурі 25 ℃. Встановлені раціональні умови ведення процесу модифікації для одержання мембранного елементу з саме такою селективністю. Вивчено характер впливу зміни температури води на селективність модифікованого елементу.

Дослідний зразок модифікованого елементу було випробувано у вендинговому автоматі з розливу води, в якому проводилось очищення  водопровідної води м. Києва з солевмістом 230 мг/дм3 при температурі 8–12 ℃. Результати випробувань показали можливість одностадійного отримання безпечної фізіологічно повноцінної води методом зворотного осмосу з використанням модифікованого мембранного елементу з заданою селективністю 50 %

Біографії авторів

Артем Вікторович Тивоненко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Аспірант

Кафедра технології неорганічних речовин, водоочищення та загальної хімічної технології

Тетяна Євгенівна Мітченко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра технології неорганічних речовин, водоочищення та загальної хімічної технології

Олексій Володимирович Гоманюк, Всеукраїнське водне товариство WaterNet

Інженер

Сергій Леонідович Василюк, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник

Лабораторія іонного обміну і адсорбції

Ірина Володимирівна Косогіна, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технології неорганічних речовин, водоочищення та загальної хімічної технології

Ростислав Ярославович Мудрик, ТОВ НВО “Екософт”

Директор

Департамент розвитку бізнесу

Посилання

  1. Pro zatverdzhennia Derzhavnykh sanitarnykh norm ta pravyl "Hihienichni vymohy do vody pytnoi, pryznachenoi dlia spozhyvannia liudynoiu". Nakaz No. 400 vid 12.05.2010. Ministerstvo Okhorony Zdorovia Ukrainy. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0452-10#Text
  2. Directive (EU) 2020/2184 of the European Parliament and of the Council of 16 December 2020 on the quality of water intended for human consumption (recast) (Text with EEA relevance). Available at: https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2020/2184/oj
  3. National Primary Drinking Water Regulations. EPA 816-F-09-004 (2009). Available at: https://www.epa.gov/sites/default/files/2016-06/documents/npwdr_complete_table.pdf
  4. Guidelines for Drinking-Water Quality (2017). World Health Organization. Available at: https://www.who.int/publications/i/item/9789241549950
  5. Remineralizatsiya vody, ochyshchenoi systemoiu zvorotnoho osmosu. Smak vody ta zdorovyi hluzd. Available at: http://www.softwave.com.ua/remineralizatsiya-vodi-ukr/
  6. Vseredyni akvaboksu chystoi vody. BWT Aqua. Available at: https://bwtaqua.com.ua/inside-bwt/
  7. Mitchenko, T. Ye., Ponomarov, V. L., Svietlieisha, O. M., Makarova, N. V., Orestov, Ye. O., Maletskyi, Z. V. et al. (2019). Seriya vydan «Svit suchasnoi vodopidhotovky» Metody i materialy. Kyiv: VUVT WaterNet, 132.
  8. Filter Media. Clack. Available at: https://www.clackcorp.com/water-treatment-ion-exchange-resin-filter-media/
  9. Mitchenko, T. Ye., Ponomarov, V. L., Vasyliuk, S. L., Kuzminchuk, A. V., Poliakov, V. R., Stender, P. V. et al. (2021). Seriya vydan «Svit suchasnoi vodopidhotovky» Tekhnolohichni rishennia. Kyiv: VUVT WaterNet, 80.
  10. Lesimple, A., Ahmed, F. E., Hilal, N. (2020). Remineralization of desalinated water: Methods and environmental impact. Desalination, 496, 114692. doi: https://doi.org/10.1016/j.desal.2020.114692
  11. Tyvonenko, A., Mitchenko, T., Vasilyuk, S. (2022). Environmental problems caused by the use of reverse osmosis membrane elements, and ways to solve them. Water and water purification technologies. Scientific and technical news, 32 (1), 33–42. doi: https://doi.org/10.20535/2218-930012022259491
  12. Khaless, K., Achiou, B., Boulif, R., Benhida, R. (2021). Recycling of Spent Reverse Osmosis Membranes for Second Use in the Clarification of Wet-Process Phosphoric Acid. Minerals, 11 (6), 637. doi: https://doi.org/10.3390/min11060637
  13. Ouali, S., Loulergue, P., Biard, P.-F., Nasrallah, N., Szymczyk, A. (2021). Ozone compatibility with polymer nanofiltration membranes. Journal of Membrane Science, 618, 118656. doi: https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.118656
  14. Ling, R., Yu, L., Pham, T. P. T., Shao, J., Chen, J. P., Reinhard, M. (2017). The tolerance of a thin-film composite polyamide reverse osmosis membrane to hydrogen peroxide exposure. Journal of Membrane Science, 524, 529–536. doi: https://doi.org/10.1016/j.memsci.2016.11.041
  15. García-Pacheco, R., Landaburu-Aguirre, J., Lejarazu-Larrañaga, A., Rodríguez-Sáez, L., Molina, S., Ransome, T., García-Calvo, E. (2019). Free chlorine exposure dose (ppm•h) and its impact on RO membranes ageing and recycling potential. Desalination, 457, 133–143. doi: https://doi.org/10.1016/j.desal.2019.01.030
  16. Govardhan, B., Fatima, S., Madhumala, M., Sridhar, S. (2020). Modification of used commercial reverse osmosis membranes to nanofiltration modules for the production of mineral-rich packaged drinking water. Applied Water Science, 10 (11). doi: https://doi.org/10.1007/s13201-020-01312-1
  17. Maeda, Y. (2022). Roles of Sulfites in Reverse Osmosis (RO) Plants and Adverse Effects in RO Operation. Membranes, 12 (2), 170. doi: https://doi.org/10.3390/membranes12020170
  18. Antony, A., Fudianto, R., Cox, S., Leslie, G. (2010). Assessing the oxidative degradation of polyamide reverse osmosis membrane – Accelerated ageing with hypochlorite exposure. Journal of Membrane Science, 347 (1-2), 159–164. doi: https://doi.org/10.1016/j.memsci.2009.10.018
  19. FilmTecTM Reverse Osmosis Membranes Technical Manual. Water Solutions (2023). Available at: https://www.dupont.com/content/dam/dupont/amer/us/en/water-solutions/public/documents/en/RO-NF-FilmTec-Manual-45-D01504-en.pdf
Отримання фізіологічно повноцінної питної води з використанням модифікованих зворотноосмотичних мембранних елементів

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-04-29

Як цитувати

Тивоненко, А. В., Мітченко, Т. Є., Гоманюк, О. В., Василюк, С. Л., Косогіна, І. В., & Мудрик, Р. Я. (2023). Отримання фізіологічно повноцінної питної води з використанням модифікованих зворотноосмотичних мембранних елементів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(10 (122), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.277491

Номер

Том 2 № 10 (122) (2023): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Artem Tyvonenko, Tetiana Mitchenko, Oleksii Homaniuk, Sergey Vasilyuk, Iryna Kosogina, Rostyslav Mudryk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.