Reducing the concentration of Ca2+ Ions in Water Using Ultra- and Nanofiltration Ceramic Membranes

Abstract

Визначено основні закономірності процесів очищення води від іонів Са 2+ ультра- інанофільтраційними керамічними мембранами, зокрема впливу робочого тиску, тривалості експериментів, концентрації іонів Са 2+ у вихідному розчині та його температури на зниження вмісту цих іонів у фільтраті. Процес очищення модельного розчину СаСl 2 здійснювали на дослідній баромембранній установці із застосовуванням ультра- і нанофільтраційних трубчастих мембран з оксидної кераміки (виробництво Німеччини). За результатами експериментів розраховано розділові характеристики керамічних мембран: коефіцієнт затримки R (%) іонів Са 2+ і питома продуктивність J v (м 3 /(м 2 . год) мем­брани. Встановлено, що процеси очищення води від іонів Са 2+ ультра- та нанофільтраційною керамічними мем­-бранами доцільно здійснювати при тиску відповідно 0,6 і 1,0 МПа. Досліджено, що для таких мембран зі збіль­шенням концентрації іонів Са 2+ відповідно до 90,0 і 120,0 мг/дм 3 значення коефіцієнта затримання цих іонів зменшувалося до 22,2 і 83,33 %. При цьому питома продук­тивність мембран майже не змінювалася. Зниження температури вихідного розчину СаСl 2 призвело до зменшення питомої продуктивності мембрани, що пов’язано зі зменшенням густини розчину, практично не впливаючи на ступінь його очищення від іонів Са 2+ . Зроблено висновок, що проведені дослідження свідчать про високу ефективність очищення води від іонів Са 2+ керамічними нанофільтраційними мембранами порівняно з ультрафільтраційними. На основі одержаних результатів запропоновано використовувати керамічні нанофільтраційні мембрани на першій стадії зменшення твердості води, наприклад перед іонним обміном для забезпечення нею парових котлів ТЕЦ, під­живлення тепломереж і бойлерів.