УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ УДАЛЕНИЯ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ВОДЫ ДЛЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

Краткое содержание

У вступі обґрунтована необхідність очищення води від гумінових речовин; сформульовані мета і задачі дослідження, викладена наукова новизна отриманих результатів і їх практичне значення, описано особистий внесок автора, а також зв'язок дисертаційної роботи з науковими програмами, представлена структура й обсяг роботи.

У першому розділі розглянуті сучасні дані про структуру, властивості і поведінку у водних розчинах гумінових речовин (ГР), проаналізована інформація щодо основних сорбційних методів видалення гумінових речовин з води, а також щодо властивостей і сорбційних характеристик сорбентів для видалення ГР. Аналіз цих даних показав, що при виборі найбільш ефективного сорбенту для доочищення води від ГР необхідно виходити як з інформації про структурні і фізико-хімічні властивості сорбентів, так і з характеристик конкретного зразка гумінових речовин, що видаляються (у першу чергу з його молекулярно-масового розподілу), а при розробці оптимальних умов реалізації обраного методу необхідно також враховувати здатність ГР до трансформування при зміні умов зовнішнього середовища. З урахуванням різноманіття форм присутності ГР у природних водах, а також недосконалості методик для точного опису молекулярно-масового розподілу конкретного зразка ГР і пористої структури сорбційних матеріалів вибір оптимального сорбенту для видалення конкретного типу ГР із води є складною і трудомісткою задачею. У ході її вирішення було висунуто припущення, що створити умови для максимально ефективного видалення більшості фракцій ГР (з різними молекулярними масами і характеристиками) можливо за рахунок використання комбінації сорбційних матеріалів різних типів, кожен з яких характеризується високою спорідненістю до певних фракцій ГР.

В другому розділі детально вивчені об'єкти дослідження – водні розчини гумінових речовин і сорбційні матеріали різних типів.

При постановці задачі дослідження були розглянуті два типи дніпровської води, очищеної різними традиційними методами, доочищення яких становить особливий інтерес з технологічної точки зору: (1) вода, що надходить на лінії іонообмінної демінералізації ВПУ ТЕС після попередньої реагентної підготовки, і (2) водопровідна вода, що пройшла централізоване очищення за існуючою технологією, яка відрізняється від попередньої наявністю стадії хлорування та відсутністю стадії вапняної обробки.

Як об'єкти дослідження використовували зразки зазначених типів води, а також модельні розчини, отримані при розведенні концентратів виділених з них ГР.

Для вивчення молекулярно-масового розподілу гумінових речовин у роботі використовувався метод РХ-РОВ (LC-DOC), заснований на гель-фільтраційному поділі молекул ГР на інертному пористому сорбенті.

Графічне представлення молекулярно-масового розподілу ГР у зразках дніпровської води, очищеної вищезгаданими методами, і модельних розчинів (рис. 1) показує, що гумінові речовини розподілені в них в інтервалі молекулярних мас від 6000 до 200 Да, що відповідає відомим з літератури даним відносно превалювання фульвокислот у складі гумінових речовин вод дніпровського басейну. Лінійний розмір молекул такої маси оцінюється величиною 1-10 нм.

В цілому, зразки водопровідної води м. Києва і води р. Дніпро, що пройшла попередню підготовку на ТЕЦ (1 і 3 на рис.1), характеризуються близьким молекулярно-масовим розподілом ГР, однак частка низькомолекулярних фракцій (3000-200 Да) у водопровідній воді вище, ніж у воді для ТЕЦ, яка пройшла попередню підготовку, а частка високомолекулярних (6000-3000 Да) – нижче. Цей факт пов’язується з істотною окисною деструкцією великих органічних молекул при хлоруванні водопровідної води. Спостерігається також подібність ММР гумінових речовин у зразках 1 і 2, та 3 і 4, відповідно, що свідчить про коректність вибору методу концентрування ГР і правомірність використання модельних розчинів для проведення сорбційних експериментів.