ИОНООБМЕННАЯ ОЧИСТКА ВОДЫ В АППАРАТЕ С НЕПОДВИЖНЫМ ПЛОТНЫМ СЛОЕМ ПРИРОДНОГО СОРБЕНТА

Натареев Сергей Валентинович; Рябиков Алексей Александрович; Захаров Дмитрий Евгеньевич

Натареев Сергей Валентинович
Рябиков Алексей Александрович
Захаров Дмитрий Евгеньевич

Ключевые слова: природный сорбент, льняное волокно, хитозан, математическая модель

Аннотация

Предложена конструкция адсорбера с механически сжатым слоем ионита для очистки воды от ионов тяжелых металлов. В качестве ионообменного материала используется катионит, полученный из льняного волокна и хитозана. Для сжатия слоя катионита используются частицы инертного материала с плотностью, превышающей плотность очищаемой воды. Предложено математическое описание ионного обмена в аппарате. Математическое описание включает в себя следующие уравнения: уравнение диффузии в ионите, уравнение изотермы ионного обмена, уравнение для средней концентрации вещества в ионите, уравнения однопараметрической диффузионной модели, начальные и граничные условия. Проведены исследования равновесия и динамики ионообменной сорбции ионов меди (II) и цинка, на основании которых определены параметры процесса, использованные для расчета на ЭВМ. В результате расчета найдены время защитного действия слоя сорбента, его динамическая обменная емкость до проскока сорбируемых ионов в фильтрате и рабочая обменная емкость.

Литература

REFERENECES
1. Natareev S.V., Zaharov D.E., Lapshin N.A. Ion exchange water treatment from heavy metal ions in the devices of periodical and continuous action. Modern high technologies. Regional application. Ivanovo. 2019. N 2 (58). P. 150-159.
2. Natareev S.V., Zakharov D.E., Shilov N.M. Purification of water from heavy metal ions in a flow-through capacitive apparatus. Modern high technologies. Regional application. Ivanovo. 2021. N 3 (67). P. 70-76.
DOI:10.6060/snt.20216703.00010
3. Acharya J., Kumar U., Mahammed. P.R. Removal of heavy metal ions from wastewater by chemically modified agricultural waste material as potential adsorbent: a review. International Journal of Current Engineering and Technology. 2018. V. 8. N 3. P. 526-530.
4. Sahmoune M.N., Yeddou A.R. Potential of sawdust materials for the removal of dyes and heavy metals: examination of isotherms and kinetics. Desalination and Water Treatment. 2016. V. 57. N 50. P. 1-16.
5. Gordina N.E., Prokof’ev V.Yu., Borisova T.N., Elizarova A.M. Synthesis of granular low-modulus zeolites from metakaolin using mechanochemical activation and ultrasonic treatment. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2019. V. 62. N 7. P. 99-106.
6. Natareev S.V., Zakharov D.E., Snigirev M.Yu. Study of the structure of the cation exchange resin based on sawdust and chitosan. Modern high technologies. Regional application. Ivanovo. 2022. N 3 (71). P. 67-71.
DOI:10.6060/snt.20227103.0008
7. Natareev S.V., Zakharov D.E., Ryabikov A.A. Processes of ion exchange sorption and desorption of Cu2+ and Zn2+ ions on a composite sorbent. Ros. Khim. Zh. 2023. V. 67. N 2. P. 4551. DOI: 10.6060/RCJ.2023672.5
8. Water treatment: Handbook / Ed. S.E. Belikov. Moscow: Aqua-Therm, 2007. 240 p.

9. Patent 2789979 Russian Federation. Ion exchange apparatus / S.V. Natareev, N.A. Lapshin, A.A. Ryabikov, A.Y. Semenov, A.A. Krasnov; proprietor(s): Ivanovo state university of chemistry and technology, Ivanovo fire and rescue academy of the State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia – № 2022105442; effective date for property rights: 28.02.2022; date of publication: 14.02.2023. Bull. N 5.
10. Patent 2789979 Russian Federation. Method of extracting heavy metal ions from aqueous solutions / S.V. Natareev, V.A. Kozlov, T.E. Nikiforova, A.A. Bykov, D.E. Zakharov; proprietor(s): Ivanovo state university of chemistry and technology – № 2017133411; effective date for property rights: 25.09.2017; date of publication: 14.06.2018. Bull. N 17.
11. Polyansky N.G., Gorbunov G.V., Polyanskaya N.L. Methods of ionite research. M.: Chemistry, 1976. 208 p.
12. Alekseev V.N. Quantitative analysis. M.: AlyanS. 2007. 504 p.