Юрлова Людмила Юріївна. Вилучення урану(VI) та важких металів із забруднених вод методами ультра- і нанофильтрації у поєднанні з комплексоутворенням : Дис... канд. наук: 21.06.01 - 2006.
Анотація до роботи:
Юрлова Л.Ю. Вилучення урану(VI) та важких металів із забруднених вод методами ультра- і нанофильтрації у поєднанні з комплексоутвореням. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека (хімічні науки). – Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України, Київ, 2006.
Дисертація присвячена вивченню особливостей процесу очистки забруднених вод від радіонуклідів на прикладі U(VI) і важких металів реагентними баромембранними методами: комплексоутворення–ультрафільтрації та комплексоутворення–нанофільтрації.
Визначені оптимальні умови, необхідні для ефективної очистки вод методами комплексоутворення–ультра- та нанофільтрації: тип мембрани, величина робочого тиску, співвідношення масових концентрацій поліетиленіміну та металу, рН. Встановлено, що вищенаведені методи можна застосовувати як для очистки вод від окремих металів, так і від суміші важких металів. Показана можливість ефективного застосування методу хімічної деструкції комплексів метал–поліетиленімін з метою регенерації поліетиленіміну.
Запропонована технологічна схема для очистки від U(VI) та важких металів Cd(II), Co(II), Cr(VI), Cu(II), Ni(II), Pb(II), Zn(II) вод із загальним солевмістом, меншим за 2 г/дм3. Проведена економічна оцінка вартості очистки 1 м3 забрудненої води.
Проведеними систематичними дослідженнями вивчені особливості процесів очистки забруднених вод методами комплексоутворення–ультрафільтрації та комплексоутворення–нанофільтрації від U(VI) та важких металів Cd(II), Co(II), Cr(VI), Cu(II), Ni(II), Pb(II), Zn(II) і встановлена їх висока ефективність (95,0–99,9%).
Встановлено, що для вилучення U(VI) і важких металів Cd(II), Co(II), Cr(VI), Cu(II), Ni(II), Pb(II), Zn(II) із забруднених вод при застосуванні методу комплексоутворення–ультрафільтрації доцільне використання поліелектролітів розгалуженої будови та молекулярної маси 60000, в той час як для методу комплексоутворення–нанофільтрації краще застосовувати поліелектроліти розгалуженої будови та молекулярної маси 10000.
Визначені оптимальні параметри для ефективної очистки вод від U(VI) і важких металів методами комплексоутворення–ультрафільтрації та комплексоутворення–нанофільтрації: застосування крупнопористих мембран (розмір пор – 10–20 нм); низький робочий тиск (0,2–0,5 МПа); рН (7–10); співвідношення масових концентрацій поліетиленіміну та металу, яке відповідає стехіометричному для Cd(II), Cu(II), Ni(II), Zn(II) або перевищує таке для U(VI), Co(II), Cr(VI), Pb(II), що пов'язане із відмінністю констант стійкості комплексів металів з ПЕІ та механізмом утворення комплексів.
Показано, що використання методу хімічної деструкції комплексів урану та важких металів з поліетиленіміном у поєднанні з наступним розділенням металу та поліетиленіміну на ультрафільтраційних мембранах дозволяє забезпечити ступінь регенерації поліелектролітів на 93% і дає можливість їх багаторазового використання у процесі очистки забруднених вод.
Запропоновані рівняння, які описують процеси очистки вод, забруднених ураном і важкими металами.
За даними, отриманими методом диференціальної скануючої калориметрії, розрахована кількість вільної і зв'язаної води у досліджених мембранах. Встановлений взаємозв'язок між величиною коефіцієнта затримування U(VI) та кількістю зв'язаної води. Показано, що збільшенню кількості зв'язаної води відповідає збільшення коефіцієнта затримування U(VI), що повязане зі зміною порового простору мембран у процесі очистки.
Запропонована технологічна схема очистки від важких металів вод, отриманих після обробки осадів стічних вод Бортничскої станції аерації (м. Київ), з використанням методів комплексоутворення–ультрафільтрації та комплексоутворення–нанофільтрації. Показана економічна доцільність запропонованої технології.
Показано, що розроблена технологія з використанням методів комплексоутворення–ультрафільтрації та комплексоутворення–нанофільтрації є ефективною для очистки забруднених вод із загальним солевмістом до 2 г/дм3 від U(VI) та важких металів до рівня ГДК і нижче, що дозволяє скидати очищені води до водних об'єктів господарсько-питного використання.
