Basic laws of elektrobaromembrane of wastewater treatment process from Fe3+ ions with obtaining the alkali, acid and hydrogen

Тетяна Юріївна Дульнева, Дмитро Дмитрович Кучерук

Abstract


Background. The various methods used to clean the wastewater for the iron removal do not always provide a high degree of purification by ion Fe3+. Therefore, the development of new highly effective methods of treatment of waste water is very important and urgent.

Objective. The study of basic laws of non-reagent elektrobaromembrane process wastewater treatment of Fe3+ ions with the help of a tubular titanium membrane-cathode to obtain alkali, acid and hydrogen, as well as development on this basis of the principal block scheme of such treatment is considered.

Methods. The Elektrobaromembrane method is used with tubular membranes of titanium as the cathode.

Results. It has been investigated an influence of current density, of operating pressure, duration of the process, the concentration of Fe3+ ions in the initial solution on the delay factor R of the ions, their concentration in the filtrate, specific performance Jv of the membrane-cathode in water and leachate, pH leachate and recirculating solution. It is shown that for water with a concentration of ions Fe3+ in the range 50–100 mg/dm3 should be used the current density of 150–300 A/m2 at an operating pressure of about 0,1–0,2 MPa.

Conclusions. Based on the results has been developed principal block scheme of water treatment from Fe3+ ions to obtain alkali, acid and hydrogen by elektrobaromembrane method. At the same time can get in 1 hour on 1 m2 of the surface tubular membrane-cathode 15–60 dm3 of alkali with pH ~ 12; 20–65 dm3 of hydrogen and appropriate amount of acid with pH ~ 2.5.



Keywords


Wastewater treatment; Elektrobaromembrane method; Membrane of titanium; Hydroxo-complexes of iron; Production of alkali, acid and hydrogen

References


B.N. Zhitenev and L.E. Naumenko, “Energy-efficient technology for cleaning wash waters stations of deferrization”, in Proc. Congress “Water–2010”, Minsk, April 28, 2010, pp. 26–28 (in Russian).

G.I. Zahvatov et al., “Treatment of wastewater CHP from metal ions”, Izvestiya KGASU, no. 4 (18), pp. 208–212, 2011 (in Russian).

V.I. Ilyin et al., “The method of sewage treatment from ions of heavy and non-ferrous metals and device for its implemen­tation”, Patent 2453502 RF C2 RU IPC C02F1/46 (2006.01), C02F1/465 (2006.01), C02F101/20 (2006.01), № 2010128122/05, June 20, 2012 (in Ukrainian).

V.I. Romanovskyi and N.A. Andreeva, “Cleaning the the wash water stations of deferrization”, Trudy BGTU. Himiya i Tehnologiya Neorganicheskih Vechestv, no. 3, pp. 66–69, 2012 (in Russian).

E.Y. Kurochkin, “Cleaning wash waters stations of deferrization using a vacuum filtration”, Ph.D tesis, Tomsk, 2003 (in Russian).

V.V. Kotov et al., “Sorption of iron (III) in synthetic composite sorbent”, Sorbzionnye i Hromatograficheskie Processy, vol. 14, is. 3, pp. 413–418, 2014 (in Russian).

D.D. Kucheruk et al., “Elektrobaromembrane water treatment by Zn2+ ions with the concomitant release of hydrogen and alkali”, Vsnyk NTUU KPI. Ser. Hіchna Inzhenerіya, Ekologіya ta Resursozberezhennya, no. 2 (10), pp. 74–78, 2012 (in Ukrainian).

V.V. Goncharuk et al., “The device for water purification from heavy metals”, Ukraine Patent 80088, MEC 8C02 F 1/46 (2006.01), B01D 39/20 (2006.01), № U 2012 13958, May 13, 2013 (in Ukrainian).

B.N. Zhitenev and L.E. Sheina, “Problems of reusing wash waters stations of deferrization”, Vestnik BGTU. Vodohozyistvennoe Sstroitelstvo, Teploenergetika i Ekologiya, no. 2 (14), pp. 31–32, 2002 (in Russian).

P.G. Kocharov, Theoretical Foundations of Reverse Osmosis. Moskow, Russia: RHTU im. Mendeleeva, 2007, 143 p. (in Russian).

Y.V. Novikov et al., Methods of Investigation of Water Quality Ponds. Moskow, Russia: Medicina, 1990, 400 p. (in Russian).

Regulations Reception of Sewage Enterprises into the Sewer System in Kyiv: approved of Kyiv Municipal Administration on June 18, 2003, no. 1073, Kyiv, Ukraine: KMDA, 2003 (in Ukrainian).

T.Y. Dulneva, “Microfiltrations cleaning from the ions of Fe3+ the wash water stations of deferrization”, Naukovі Visti NTUU KPI, no. 3, pp. 119–122, 2013 (in Ukrainian).

S.I. Frolova et al., “Cleaning of technological wastewater by iron hydroxide”, Vеstnik Pеrmskogo Universiteta, no. 2 (2), pp. 60–88, 2011 (in Russian).


GOST Style Citations


  1. Житенев Б.Н., Науменко Л.Е. Энергоэффективная технология очистки промывных вод станций обезжелезивания подземных вод // Конгресс “Вода–2010”, 28 апреля 2010 г.: Тезисы докл. – Минск, 2010. – С. 26–28.

  2. Захватов Г.И., Егоров Л.Я., Никитин Ю.В. Очистка сточных вод ТЭЦ от ионов металлов // Известия КГАСУ. – 2011. – № 4 (18). – С. 208–212.

  3. Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых и цветных металлов и устройство для его осуществления: Пат. 2453502 РФ C2 RU МПК C02F1/46 (2006.01), C02F1/465 (2006.01), C02F101/20 (2006.01) / В.И. Ильин, В.А. Колесников, С.О. Вараксин и др. – № 2010128122/05; Заявлено 08.07.2010, Опубл. 20.06.2012.

  4. Романовский В.И., Андреева Н.А. Очистка промывных вод станций обезжелезивания // Труды БГТУ. Химия и технология неорганических веществ. – 2012. – № 3. – С. 66–69.

  5. Курочкин Е.Ю. Очистка загрязненных промывных вод станций обезжелезивания вакуум-фильтрованием: Автореф. дис. … канд. хим. наук. – Томск, 2003. – 20 с.

  6. Сорбция ионов железа (III) на синтетических композитных сорбента / В.В. Котов, Е.И. Горелова, И.С. Горелов,  Г.Н. Данилова // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2014. – 14, вып. 3. – С. 413–418.

  7. Кучерук Д.Д., Дульнева Т.Ю., Редькович В.І. Електробаромембранне очищення води від іонів Zn2+ із супутнім виділенням водню та лугу // Вісник НТУУ “КПІ”. Сер. Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження. – 2012. – № 2 (10). – С. 74–78.

  8. Пристрій для очищення води від важких металів: Пат. 80088 Україна, MПК 8C02 F 1/46 (2006.01), B01D 39/20 (2006.01) / В.В. Гончарук, Т.Ю. Дульнева, Д.Д. Кучерук, В.І. Редькович. – № U 2012 13958; Заявлено 07.12.2012; Опубл. 13.05.2013, Бюл. № 9.

  9. Житенев Б.Н., Шеина Л.Е. Проблемы повторного использования промывных вод станций обезжелезивания воды // Вестник БГТУ. Водохозяйственное строительство, теплоэнергетика и экология. – 2002. – № 2 (14). – С. 31–32.

  10. Кочаров Р.Г. Теоретические основы обратного осмоса. – М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007. – 143 с.

  11. Новиков Ю.В., Ласточкина К.О., Болдина З.Н. Методы исследования качества воды водоемов. – М.: Медицина, 1990. – 400 с.

  12. Правила приймання стічних вод підприємств у систему каналізації м. Києва: затв. розпорядженням Київської міськ. держ. адміністрації 18.06.03, № 1073. – К.: КМДА, 2003. – 20 с.

  13. Дульнева Т.Ю. Мікрофільтраційне очищення від іонів Fe3+ промивних вод станцій знезалізнювання // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2013. – № 3. – С. 119–122.

  14. Фролова С.И., Козлова Г.А., Ходяшев Н.Б. Очистка техногенных сточных вод оксигидратами железа // Вестник Пермского ун-та. Химия. – 2011. – Вып. 2 (2). – С. 60–88.




DOI: https://doi.org/10.20535/1810-0546.2015.3.60709

Refbacks

  • There are currently no refbacks.




Copyright (c) 2017 NTUU KPI