Процессы ионного обмена на катионите Н+ для снижения жесткости воды

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Рассматривается процесс ионообмена на катионите Н+ в картриджах для умягчения воды. Предлагается математическая модель этого процесса, содержащая два настраиваемых параметра, один из которых связан со свойствами катионита. Идентификация параметров модели и проверка ее адекватности осуществлялась по собственным экспериментальным данным. Результаты моделирования позволили выявить ряд особенностей протекания процесса изменения жесткости воды на катионитах Н+, которые будут полезны при решении проектных и поверочных задач в области ионообменных процессов и аппаратов для умягчения воды.

About the authors

А. В. Клинов

Казанский национальный исследовательский технологический университет

Author for correspondence.
Email: alklin@kstu.ru
Russian Federation, Казань

А. И. Разинов

Казанский национальный исследовательский технологический университет

Email: alklin@kstu.ru
Russian Federation, Казань

А. Е. Прокопович

ООО “АкваБрит”

Email: alklin@kstu.ru
Russian Federation, Москва

Е. В. Саблин

ООО “АкваБрит”

Email: alklin@kstu.ru
Russian Federation, Москва

References

  1. Crittenden J.C., Trussell R.R., Hand D.W., Howe K.J., Tchobanoglous G. MWH’s Water Treatment: Principles and Design. 3rd ed. John Wiley & Sons, 2012. P 1920.
  2. Vecino X., Reig M. Wastewater treatment by adsorption and/or ion-exchange processes for resource recovery // Water. 2022. V. 14. P. 911. https://doi.org/10.3390/w14060911
  3. Sirajudheen P., Karthikeyan P., Ramkumar K., Meenakshi S. Effective removal of organic pollutants by adsorption onto chitosan supported graphene oxide-hydroxyapatite composite: A novel reusable adsorbent // J. Mol. Liq. 2020. V. 318. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114200.
  4. Parsons S.A. The effect of domestic ion-exchange water softeners on the microbiological quality of drinking water // Water Res. 2000. V. 34, Is. 8. P. 2369–2375. https://doi.org/10.1016/S0043–1354(99)00407–8
  5. Al-Sheikh F., Moralejo C., Pritzker M., Anderson W. A., Elkamel A. Batch adsorption study of ammonia removal from synthetic/real wastewater using ion exchange resins and zeolites // Sep. Sci. Technol. 2021. V. 56. № 3. P. 462–473. https://doi.org/10.1080/01496395.2020.1718706
  6. Bashir A., Malik L.A., Ahad S. et al. Removal of heavy metal ions from aqueous system by ion-exchange and biosorption methods // Environ Chem. Lett. 2019. V. 17. P. 729–754. https://doi.org/10.1007/s10311-018-00828-y
  7. Dixit F., Dutta R., Barbeau B., Berube P., Mohseni M. PFAS removal by ion exchange resins: A review // Chemosphere. 2021. V. 272. P. 129777.
  8. Simonič M. Reverse osmosis treatment of wastewater for reuse as process water – a case study // Membranes. 2021. V. 11. P. 976. https://doi.org/10.3390/membranes11120976
  9. https://aquabrit.ru/
  10. https://horecawater.ru
  11. https://www.tokem.ru/ru/
  12. Sachin N., Jayshri V., Shilpi K., Amit B., Tapan C., Rajesh B. Equilibrium isotherm and kinetic modeling of the adsorption of nitrates by anion exchange Indion NSSR resin // Desalination. 2011. V. 276. № 1–3. P. 38–44. https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.03.015
  13. Chabani M., Amrane A., Bensmaili A., Kinetic modelling of the adsorption of nitrates by ion exchange resin // Chem. Engin. J. 2006. V. 125. № 2. P. 111–117, https://doi.org/10.1016/j.cej.2006.08.014
  14. Judith K., Reinhold C., Dietmar R. Adsorption and ion exchange: basic principles and their application in food processing // J. Agricult. Food Chem. 2011. V. 59. № 1. P. 22–42 https://doi.org/10.1021/jf1032203
  15. Montes P., Abeywickrama J., Hoth, N., Grimmer M., Drebenstedt, C. Modeling of ion exchange processes to optimize metal removal from complex mine water matrices // Water. 2021. V. 13. P. 3109. https://doi.org/10.3390/w13213109
  16. Boyer T., Miller C., Singer P., Advances in modeling completely mixed flow reactors for ion exchange // J. Environ. Eng. 2010. V. 136. № 10. P. 1128–1138. https://doi.org/10.1061/(ASCE)EE.1943–7870.0000241
  17. Hwang S., Lu W. Ion exchange in a semifluidized bed // Ind. Eng. Chem. Res. 1995. V. 34. № 4. P. 1434–1439. https://doi.org/10.1021/ie00043a052
  18. Hekmatzadeh A., Karimi-Jashani A., Talebbeydokhti N., Kløve B., Modeling of nitrate removal for ion exchange resin in batch and fixed bed experiments // Desalination. 2012. V. 284. P. 22–31. https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.08.033
  19. LeVav M., Carta G. Perry’s Chemical engineers’ handbook: adsorption and ion exchange. McGraw-Hill Professional: New York, 2007.
  20. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой / Под ред. А.Н. Плановского. М.: Химия, 1980. 248 с.
  21. Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача / Пер. с англ. М.: Химия, 1982. 696 с.
  22. Helfferich F. Ion Exchange. Dover Publications: New York, 1995.
  23. Дьяконов С.Г., Разинов А.И. Описание изобарно-изотермической диффузии в идеальных жидких смесях // Теорет. основы хим. технологии. 1982. Т. 16. № 1. С. 105.
  24. Klinov A., Anashkin I. Diffusion in binary aqueous solutions of alcohols by molecular simulation // Processes. 2019. V. 7. № 12. P. 947. https://doi.org/10.3390/pr7120947
  25. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. школа, 1984. 519 с.
  26. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей / Пер. с англ. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Химия, 1982. 592 с.
  27. https://www.mathcad.com/en/
  28. Butler J. N. Carbon dioxide equilibria and their applications. Lewis Publishers, 1991. 272 p.
  29. https://www.msulab.ru/

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».