автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.03, диссертация на тему:Кинетика электрохимической мембранной очистки фосфатсодержащих сточных вод

кандидата технических наук
Чепеняк, Павел Александрович
город
Тамбов
год
2011
специальность ВАК РФ
05.17.03
цена
450 рублей
Диссертация по химической технологии на тему «Кинетика электрохимической мембранной очистки фосфатсодержащих сточных вод»

Автореферат диссертации по теме "Кинетика электрохимической мембранной очистки фосфатсодержащих сточных вод"

«048879

На правах рукописи

ЧЕПЕНЯК Павел Александрович

КИНЕТИКА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ МЕМБРАННОЙ ОЧИСТКИ ФОСФАТСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД

Специальности: 05.17.03 - Технология электрохимических процессов и

защита от коррозии 05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 ИЮН 2011

Тамбов 2011

4848879

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» на кафедре «Прикладная геометрия и компьютерная графика».

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Головашип Владислав Львович

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Лазарев Сергей Иванович

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Полянский Константин Константинович

доктор технических наук, профессор Арзамасцев Александр Анатольевич

Ведущая организация ФГУП «Научно-исследовательский

физико-химический институт им. Л.Я. Карпова», Москва

Защита состоится « /У» июня 2011 г. в 42 " часов на заседании диссертационного совета Д 212.260.06 Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования\«Тамбовский государственный технический университет» по адресу: 392000/г. Тамбов, ул. Ленинградская, д. 1а, ауд. 160/Л.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научной библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Мичуринская, д. 112 а.

Автореферат разослан « // » мая 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.260.06 2 ___

кандидат химических наук И.В. Зарапина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. На предприятиях агропромышленного комплекса при промывке технологических машин и оборудования образуются фос-фатсодержащие сточные воды значительного объема, ценные компоненты которых при утилизации безвозвратно утрачиваются. Для очистки и разделения компонентов сточных вод данных производств используют процесс ультрафильтрации. Актуальным является изучение влияния различных физических полей на процесс массопереноса и разработка новых методов извлечения отходов производств с учетом этого влияния. Одним из таких методов является электроультра-фильтрация, реализуемая при одновременном воздействии электрического потенциала и градиента давления.

Одним из новых интенсивно развивающихся направлений химической промышленности является электробаромембранная технология. Преимущества элек-тробаромембранной технологии заключаются в ее экологичности, отсутствии химических реагентов, простоте аппаратурного оформления и возможности выделения из растворов веществ малой концентрации. Однако применение электробаро-мембранных методов сдерживается малой изученностью кинетики процесса, отсутствием его математического описания, аппаратов и технологических схем для его реализации. Работа выполнена при поддержке грантов по Федеральной целевой программе «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.» по темам «Теоретико-экспериментальные исследования влияния поверхностных явлений на сорбционные и проницаемые коэффициенты пористых тел» (Государственный контракт № 02.740.11.0272), «Влияние поверхностно-активных веществ на кинетику разделения агропромышленных растворов в пористых электроультрафильтрационных мембранах» (Государственный контракт № П2065) на 2009-2010 гг.

Цель данной работы: изучение кинетических закономерностей процесса электроультрафильтрационной очистки фосфатсодержащих сточных вод, разработка математической модели и аппаратурно-технологического оформления процесса.

Задачи работы:

1. Разработать методики экспериментов и конструкции экспериментальных установок для исследования кинетических коэффициентов электроультрафильтрационной очистки и концентрирования фосфатсодержащих сточных вод.

2. Получить экспериментальные данные по электродиффузионному, диффузионному, электроосмотическому потокам растворенного вещества и растворителя как функции вида мембраны, плотности тока, концентрации и температуры раствора.

3. Выполнить экспериментальные исследования по коэффициенту распределения как функции типа мембраны, концентрации и температуры раствора.

4. Получить экспериментальные данные, характеризующие коэффициент задержания и удельный поток растворителя как функцию градиента давления и плотности тока.

5. Разработать математическую модель и методику расчета электроультра-фильтрационного аппарата с учетом электродиффузионного и электроосмотиче-

ского переноса. Зарегистрировать программу расчета электроультрафильтрацион-ных аппаратов. Запатентовать конструкцию электробаромембранного аппарата. Разработать технологическую схему очистки и концентрирования фосфатсодер-жащих сточных вод с применением электроультрафильтрационных аппаратов.

Научная новизна. Впервые получены экспериментальные данные по электродиффузионному и диффузионному переносу растворенного вещества, электроосмотическому переносу растворителя, а также коэффициенту распределения при электроультрафильтрационном разделении фосфатсодержащих сточных вод.

Получены кинетические зависимости коэффициента задержания и удельного потока растворителя от плотности тока и рабочего давления.

Разработана математическая модель кинетики элекгроультрафильтрацион-ной очистки и концентрирования, учитывающая электродиффузионный и электроосмотический перенос, позволяющая рассчитывать концентрацию растворенного вещества в пермеате, ретентате и величину удельного потока растворителя.

Практическая значимость. Разработана методика расчета электроультра-фильтрационных аппаратов трубчатого типа, которая позволяет определять рабочую площадь мембран и проводить секционирование этих аппаратов.

Разработана и запатентована конструкция электробаромембранного аппарата (патент РФ № 2324529), которая может быть использована в схемах очистки фосфатсодержащих сточных вод. Разработана программа для ПК «Расчет поля концентраций в плоском баромембранном канале», номер госрегистрации № 2010613145.

Предложена технологическая схема очистки и концентрирования промышленных фосфатсодержащих растворов с применением разработанных и запатентованных конструкций электробаромембранных аппаратов. Практические результаты исследований приняты к реализации на Тамбовском ТЦ «Хамелеон» с эколого-экономическим эффектом 150 тыс. р. в год в ценах 2010 г.

На защиту выносятся:

1. Методики и экспериментальные установки для исследования кинетических коэффициентов при электроультрафильтрационном разделении.

2. Результаты экспериментальных исследований по электроультрафильтра-ционной очистке и концентрированию фосфатсодержащих растворов.

3. Математическая модель кинетики электроультрафильтрационного процесса концентрирования фосфатсодержащих сточных вод.

4. Методика расчета электроультрафильтрационного аппарата.

5. Технологическая схема процесса электроультрафильтрационной очистки и концентрирования с использованием разработанных и запатентованных электробаромембранных аппаратов.

Апробация работы. Основные результаты и выводы по диссертационной работе докладывались на: Российской конференции с международным участием «Ионный перенос в органических и неорганических мембранах» (г. Туапсе, 2008, 2009, 2010); XXI Международной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-23» (г. Саратов, 2010); Международном совещании «Электрохимия органических соединений ЭХОС-2010» (г. Тамбов, 2010), а также на научных конференциях аспирантов и молодых ученых, ТГТУ 2007 - 2010 гг.

Публикации. Материалы, отражающие основное содержание диссертации, изложены в 13 публикациях, 4 из которых в журналах, рекомендуемых ВАК, одном патенте РФ и одном свидетельстве о регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, пяти приложений, списка литературы из 195 источников. Работа изложена на 168 страницах, содержит 31 рисунок и 11 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, ее научная новизна и практическая значимость, сформулированы задачи, цель исследований и положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены литературные данные, посвященные кинетике массопереноса при электробаромембранном разделении водных растворов. Показаны проблемы и трудности, возникающие при использовании традиционных методов разделения. Проанализированы явления массопереноса в мембранах, рассмотрены основные теории электробаромембранного разделения растворов, существующие инженерные методики расчета электробаромембранных процессов и аппаратов, математические модели процесса.

В результате анализа отмечено, что для успешного применения электроульт-рафильтрации при разделении фосфатсодержащих водных растворов необходимы изучение влияния параметров, присущих данному методу; изучение характеристик и выбор мембран; разработка математической модели массопереноса и методики расчета процесса; разработка на этой основе технологической схемы очистки и концентрирования сточных вод предприятий агропромышленного комплекса.

Во второй главе приведено описание объектов исследований. Некоторые характеристики объектов даны в табл. 1, 2. Рассмотрены конструкции лабораторных и промышленной установок (рис. 1, 2, 3), на которых проводились исследования по электроультрафильтрационному разделению и концентрированию сточных вод и модельных растворов. Изложены разработанные методики проведения экспериментальных исследований.

1. Промышленные и модельные растворы

Наименование и состав промышленных и модельных растворов Параметр Содержание (кг/м3)

Сточные воды, содержащие тринатрийфосфат Концентрация Температура Цвет -5 5...20 °С прозрачный

Сточные воды, содержащие триполифосфат натрия Концентрация Температура Цвет -5 5...20 °С прозрачный

Тринатрийфосфат 5...20

Триполифосфат натрия 5...20

2. Ультрафильтрационные мембраны

Тип мембраны, Основные характеристики

элемента 105,м3/м2сПа РН °с

УАМ-50П 12 93. ..95 5...8 10. ..50

УПМ-100 72 72...86 1...14 10. .150

УФМ-100 72 94...96 1...14 10. .150

и

I РИ1П|-П~

12

^ э

Рис. 1. Установка для исследования электродиффузионного и электроосмотического переноса растворенного вещества:

1 - мембрана; 2-5 - емкости; 6 - электромагнитные мешалки; 7 - амперметр; 8 - вольтметр; 9 - источник постоянного тока; 10 - пористые электроды; 11,12 — измерительные капилляры; 13 - перфорированные решетки

Рис. 2. Установка для исследования диффузионного переноса растворенного вещества:

1 - трубчатый модуль; 2,3 — термостатированные емкости для исходного раствора и дистиллированной воды; 4 - термосопротивление; 5,6- потенциометры

Экспериментальные исследования коэффициентов электродиффузионного и электроосмотического переноса растворенных веществ проводились на лабораторной установке, схема которой изображена на рис. 1. Экспериментальные исследования коэффициентов диффузионного переноса растворенных веществ проводились на лабораторной установке, схема которой изображена на рис. 2. Экспериментальные исследования коэффициента задержания и удельной производительности мембран проводились на лабораторной установке, схема которой изображена на рис. 3.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований кинетических характеристик процесса массопереноса при электроультрафильтра-ционной очистке и концентрировании фосфатсодержащих водных растворов.

Исследования проводились при варьировании концентраций, плотности тока, температуры, рабочего давления. Были получены зависимости для коэффициента задержания, удельного потока растворителя, коэффициентов электродиффузионной, электроосмотической и диффузионной проницаемости мембран, а также данные по коэффициенту распределения.

кг/А-с

3,95

3,40 2,85 2,30

УАМ-50П

УФМ-100

N>0 О

УПМ-100

10

15 С, кг/м3

Рис. 3. Установка для исследования коэффициента задержания и удельного потока растворителя:

1 - исходная емкость; 2 - насос; 3 - трубчатый

модуль; 4 - дроссель; 5 - ротаметр; 6 - ресивер; 7 - электроконтактный манометр; 8 - манометр; 9 - компрессор; 10- емкость; 11 — источник постоянного тока

Рис. 4. Концентрационные зависимости коэффициента электродиффузиопной проницаемости:

тринатрийфосфат; плотность тока - 2,73 А/м2; сплошная линия - эксперимент, штриховая - расчет по формуле (2)

Примеры полученных зависимостей показаны на рис. 4-8.

Для исследуемых мембран УАМ-50П, УПМ-100 и УФМ-100 и водных фос-фатсодержащих растворов в диапазоне изменения концентраций (5...20 кг/м3) полученные экспериментальные и расчетные данные представлены на рис. 4.

Значение коэффициента электродиффузионной проницаемости растворенного вещества определяли по формуле

Р (1)

где М - масса перенесенного вещества, кг; Ри - площадь мембраны, м2; т - время эксперимента, с;/ — плотность тока, А/м2.

Коэффициенты электродиффузионной проницаемости с увеличением концентрации уменьшаются. Это, вероятно, связано с уменьшением порозности мембран (за счет сорбции), повышением вязкости раствора и образованием пограничных диффузионных слоев. По результатам экспериментальных данных была получена эмпирическая формула для расчета коэффициента электродиффузионной проницаемости:

; = ь(с«)-(г"")-ехр(с-г)

•ехр

(2)

где С- концентрация раствора, кг/м3; А, т, п, к, g- эмпирические коэффициенты (табл. 3); / -плотностьтока, А/м2; Т— температура, К.

3. Значения эмпирических коэффициентов для формулы (2)

Раствор Мембрана к- 106 п т е А

УАМ-50П 14,723 -0,444 0,0549 0,0067 -171,2

Тринатрийфосфат УПМ-100 15,928 -0,413 0,0733 0,0049 -162,8

УФМ-100 7,284 0,112 0,0701 -0,0373 -162,4

Коэффициент электроосмотической проницаемости является одной из кинетических характеристик процессов электробаромембранного разделения. Данная величина характеризует перенос растворителя через мембрану под действием электрического потенциала:

(3)

где V- объем растворителя, перенесенного через мембрану, м3.

Объяснить ход зависимостей коэффициента электроосмотической проницаемости от концентрации можно, базируясь на классической формуле электроосмотического течения Гельмгольца-Смолуховского, которая имеет вид:

V =-

(4)

4-я-ц-К

где Кэо - объемный поток жидкости, электроосмотически протекающий в единицу времени через мембрану, м3/м2-с; Е, р., К - соответственно диэлектрическая проницаемость, динамическая вязкость и электропроводность раствора; Е, - дзета потенциал; е - пористость мембраны; /<*м - площадь мембраны, м2.

С увеличением концентрации растворов увеличиваются их вязкость и электропроводность. Кроме того, в результате сорбции мембранами растворенных веществ может снизиться пористость мембран. Исходя из этих соображений, следует ожидать снижения коэффициента электроосмотической проницаемости с увеличением концентрации растворов.

При обработке экспериментальных данных по коэффициентам электроосмотической проницаемости была получена для расчета следующая эмпирическая формула:

РЭ0=5ехр(пС)-ехр^, (5)

где С - концентрация раствора; Т - температура; А, В, п — эмпирические коэффициенты (табл. 4).

4. Значения эмпирических коэффициентов для формулы (5)

Раствор Мембрана Й107 п А

УАМ-50П 3,531 -0,020 ^,161

Тринатрийфосфат УПМ-100 4,709 -0,025 -3,837

УФМ-100 3,761 -0,022 -3,814

Для исследуемых мембран УАМ-50П, УПМ-100 и УФМ-100 и водных фос-фатсодержащих растворов в диапазоне изменения концентраций (5...20 кг/м3) полученные экспериментальные и расчетные данные представлены на рис. 5.

Аналогичные зависимости по коэффициенту электроосмотической проницаемости были получены и для других концентраций растворов и плотностей тока.

2,00

РдЮ" м!/с

0,014 ■ 0,012 0,010 0,008

УАЛ^-50П / УПМ-100

Кч 2 *|~ — —

УФМ-100

10

15

С, кг/м3

5,0

10,0

15,0 С, кг/м3

Рис. 5. Концентрационные зависимости коэффициента электроосмотической проницаемости:

тринатрийфосфат; плотность тока - 2,73 А/м2; сплошная линия - эксперимент, штриховая - расчет по формуле (5)

Рис. 6. Концентрационные зависимости коэффициента диффузионной проницаемости:

тринатрийфосфат; температура — 311 К; сплошная линия - эксперимент, штриховая — расчет по формуле (6)

Экспериментальные и расчетные данные по коэффициенту диффузионной проницаемости представлены на рис. 6. Как следует из рис. 6, коэффициент диффузионной проницаемости для всех исследованных растворов с увеличением концентрации уменьшается. Это связано с уменьшением сечения пор в результате сорбции мембраной растворенного вещества и образованием пространственных структур, состоящих из воды и растворенного вещества.

Аналогичные зависимости по коэффициенту диффузионной проницаемости были получены и для других температур раствора.

Для расчета коэффициентов диффузионной проницаемости было получено аппроксимационное уравнение вида

Рд=ЬСи-ехр(гг-С)-ех р

(6)

5. Значения эмпирических коэффициентов для формулы (6)

Раствор Мембрана к ■ 10й п £ А

УАМ-50П 0,1030 -0,1845 0,0048 -511,4

Тринатрийфосфат УПМ-100 0,1473 -0,2085 0,0026 -623,9

УФМ-100 0,1913 -0,2218 0,0060 -750,2

Экспериментальные и расчетные данные по коэффициенту распределения представлены на рис. 7. Аналогичные зависимости по коэффициенту распределения были получены и для других температур и растворов.

Для расчета равновесных коэффициентов распределения было предложено аппроксимационное уравнение вида

¿р=6-Си-1-(Г„/Г)т, (7)

где Ь,т- эмпирические коэффициенты (табл. 6); Т0 - реперная температура (293 К).

0,0110 0,0090 0,0070 0,0050

ч УФМ-100

УАМ-50П

ч

УПМ-100]

Рис. 7. Концентрационные зависимости коэффициента распределения:

тринатрийфосфат; температура — 313 К; сплошная линия - эксперимент, 5,0 10,0 15,0 С кг/иг штриховая - расчет по формуле (7)

6. Значения эмпирических коэффициентов для формулы (7)

Раствор Мембрана Ь т п

УАМ-50П 0,0219 0,508 -2,79

Тринатрийфосфат УПМ-100 0,0124 0,789 2,45

УФМ-100 0,0387 0,486 4,15

Исследования коэффициента задержания и удельного потока растворителя проводились на установке, схема которой представлена на рис. 3.

Коэффициент задержания растворенного вещества рассчитывали по формуле

С

с

(8)

где С, Сп - концентрации растворенных веществ в исходном растворе и пермеате, кг/м3.

Значение удельного потока растворителя рассчитывали по зависимости

V

'=—х* (9)

•'м 1

где V - объем пермеата, м3; - площадь мембраны, м2; т - время проведения эксперимента, с.

Для теоретического расчета коэффициента задержания (Л) использовалась формула Б.В. Дерягина, Н.В. Чураева, Г.А. Мартынова, В.М. Старова, которая для наших исследований имеет следующий вид:

1 -, (Ю)

Д = 1-

1 +

1

ку у

-1

1-ехр

Р +Р

ехр(-Аз ■/)

где ку ,к2, - эмпирические коэффициенты (табл. 7), характеризующие систему мембрана-раствор; у - коэффициент распределения (определяется при исследовании сорбционных свойств мембран); I—удельный поток растворителя, м3/м2-с.

7. Значения эмпирических коэффициентов для формулы (10)

Раствор Мембрана кг кг

УАМ-50П 83 0,00065 5500

Тринатрийфосфат УПМ-100 58 0,00025 2500

УФМ-100 35 0,00035 4500

а) б)

Рис. 8. Зависимости коэффициента задержания:

прикатодные мембраны: а - тринатрийфосфат; б~ триполифосфат натрия; температура -313 К; сплошная линия - эксперимент, штриховая - расчет по формуле (10)

Для теоретического расчета удельного потока растворителя через мембрану было получено выражение следующего вида:

3 = к • (ДР-(*! ■ С"1 + 1т ■ к2 ■ С"2)) • ехр(*3 • С"3) • ехр^-^ , (11)

где к - коэффициент водопроницаемости мембраны, м/с-МПа; ДР - перепад давления на мембране, МПа; г - плотность тока, А/м2; С - концентрация растворенного вещества в исходном растворе, кг/м3; к^3, л 1-3, т,А - числовые коэффициенты (табл. 8); Т— температура раствора, К.

Результаты экспериментальных исследований по влиянию плотности тока на коэффициент задержания и удельный поток растворителя при электробаромембран-ном разделении фосфатсодержащих водных растворов приведены на рис. 8,9.

В процессе электробаромембранного разделения коэффициент задержания и удельный поток растворителя находятся в определенной зависимости от плотности тока. И чем выше плотность тока, тем больше значения этих двух параметров.

8. Значения эмпирических коэффициентов для формулы (11)

Раствор Мембрана к\ л1 кг т п2 ¿3 лЗ А

Тринатрийфосфат УАМ-50П 0,001 0,72 -0,479 0,68 0,19 -0,050 0,72 -62

УПМ-100 0,001 0,72 -0,479 0,65 0,17 -0,056 0,83 -246

УФМ-100 0,001 0,72 -0,479 0,67 0,18 -0,059 0,73 -222

0,4 0,6 р, мпа

а)

;"уф\1-100 УПМ-100

• » УАМ-50П

20,0 40,0 /, А/м2

б)

Рис. 9. Зависимости удельного потока растворителя от давления (в) и плотности тока (б):

прикатодные мембраны триполифосфат натрия: температура — 313 К; сплошная линия - эксперимент, штриховая - расчет по формуле (И)

Четвертая глава посвящена разработке математической модели, позволяющей рассчитывать зависимости объемных потоков растворителя и концентрацию раствора от времени проведения процесса, а также концентрацию и удельный поток растворителя на выходе из электробаромембранных аппаратов путем введения в нее ранее не учитывавшегося коэффициента электродиффузионной проницаемости.

При разработке математической модели кинетики процесса электроультра-фильтрационной очистки и концентрирования приняты следующие допущения: 1) скорость электродных реакций ниже скорости массопереноса; 2) рабочая плотность тока ниже критической; 3) насос обеспечивает постоянство подачи; 4) микропотоки растворителя и растворенного вещества учитываются через коэффициент задержания и удельный поток растворителя; 5) течение стационарное, режим движения жидкости ламинарный.

На рисунке 10 изображена схема массопереноса с учетом электроосмотического потока в межмембранном канале (М1, М2 - ультрафильтрационные мембраны; Ь - длина канала; Лу - полувысота канала; С, С„ - концентрации растворенного вещества в растворе и пермеа-те; и (х, у) - продольная составляющая скорости раствора; 1'(х, у) - поперечная составляющая скорости раствора; Кэ, ош - скорость электроосмотического потока; Я — коэффициент задержания мембран).

Задача решается в следующей последовательности: из решения задачи гидродинамики находится выражение для распределения скоростей по длине и высоте канала и давления по длине канала. Полученные выражения под-

Рис. 10. Схема массопереноса в межмембранном канале

ставляются в уравнения Нернста-Планка. В результате система уравнений, описывающих массоперенос с учетом электроосмотического потока, имеет вид:

7-(-0-Чс-2-ит-Р-Уи) = -и-Ус; (12)

(13)

-V ■г0■гr■VU = ^

и(.х,у) = *— 2-|1

у(х,у) = -

^ ¡АРнсЬ((1-Х)Щ + АРксъ((х)^\Х\

-АРтсЬ ((£ - х)Щ + АРексЬ((х)$\

'АРнВЬ[(Ь-х)Щ + ЬРкСЬ((Х)Щ

(яу2-у2); (И)

Граничные условия:

-ДР£я5ь((1 - х)Щ + АРекьЬ({х)Щ

С(О,У) = С0;

(15)

(16)

Еу(х,Ду)С(х,Лу) = ВдС(Х'КуКг-ит-Рс(х,Яу)Уи(х,Яу); (17)

ду

Я■ у(х,-Ку)■ С{х-Щ) = + г-ит ■ Р с(х,-Яу)- Чи{х,-1{у); (18)

ду

и(0,1) = 0, и(х,Яу) = и0; (19)

и(х,-Яу) = -и0. (20)

Полученная система уравнений решается численным методом. В результате находится распределение концентраций по длине и высоте канала, средние проницаемость и коэффициент задержания по длине канала.

Расчетные и экспериментальные данные по изменениям концентрации три-натрийфосфата в пермеате и ретентате представлены на рис. 11.

0,4 а) 0,6 ЛМПа о,о

Рис. 11. Графики зависимости средней концентрации в пермеате (а) и

среднего удельного потока растворителя (б): 1 - прикатодная мембрана УАМ-50П; 2 - прианодная мембрана УАМ-50П (сплошная линия - эксперимент, штриховая - расчет)

/, А/м

Методика расчета электробаромембранного аппарата трубчатого типа. Масса вещества, переносимого с пермеатом в одной трубке:

М = Сг V(x) ■ Fx = V(x) - (1 - Я) ■ С0 • fi, (21)

где С] q - концентрация растворенного вещества у поверхности мембраны и в ядре потока, кг/м3; У (х) - средняя проницаемость по длине мембранного элемента, м/с; Fi - площадь одного трубчатого мембранного элемента, м2.

Средняя проницаемость по длине мембраны

L

1 L

] I

Й(*) = *,-]>(*)&, (22) О

где Ь - длина мембранного элемента, м; Р{х) - распределение давления по длине аппарата, Па.

С другой стороны, масса вещества, переносимого к мембране:

Л/ = Р,(С,-С0) = Р1(*:-СЬ-Со)> (23)

где Р) — коэффициент массоотдачи, м/с,

М = ^(^-1). (24)

После преобразования получили выражение для рабочей площади мембраны:

К = -Г' р I . (25)

Коэффициент массоотдачи можно определить как

<26>

где Ыи - диффузионный критерий Нуссельта; - диаметр трубчатой мембраны, м.

Критериальное уравнение:

№ = 1,67 ■ Яе0'34• Рг0'34(с!э/Ь). (27)

Количество трубок в аппарате

п =(28) Г(х)

Площадь аппарата

^а = (29)

Расход энергии на процесс концентрирования водного раствора в электроба-ромембранном аппарате

= ---, (30)

Л

где С, Со - концентрации в ретентате и исходном растворе соответственно, кг/м3; ^пер~ объем пермеата, м3; Г| - выход по току.

В пятой главе изложены вопросы разработки конструкций аппаратов практического применения для разделения фосфатсодержащих водных растворов и разработаны схемы выделения вещества из промышленных стоков. Для реализации процесса электроультрафильграционного разделения растворов разработана и запатентована новая конструкция электробаромембранного аппарата (патент РФ № 2324529). Аппарат отличается от аналогов наличием монополярного электрода -пластины, являющейся электропроводящим материалом, которая с дренажной сеткой и диэлектрической камерой корпуса образуют канал для отвода прикатод-ного или прианодного пермеата через каналы на диэлектрических камерах корпуса, а по всем межмембранным каналам проходит последовательно соединенная через переточные эллиптические окна электропроводящая сетка-турбулизатор, на все вершины которой нанесен диэлектрический элемент в точках касания с поверхностью мембран, и получением на выходе из аппарата прианодного или при-катодного ретентата в зависимости от схемы подключения «плюс» или «минус».

Запатентованная конструкция электробаромембранного аппарата (рис. 12) может быть использована для разработки технологических схем очистки и концентрирования растворов на химических производствах. На рисунке 13 представлена для примера схема очистки и концентрирования промышленных фосфатсодержащих сточных вод.

Б Г

Рис. 12. Схема плоскокамерного электробаромембранного аппарата

Включение стадии электрохимического разделения в схему очистки фосфатсодержащих растворов позволяет увеличить качество очистки промышленных стоков и повысить экономические показатели производства.

Фосфатсодержащие сточные воды

В технологический цикл

Рис. 13. Технологическая схема очистки и концентрирования фосфатсодержащнх промышленных сточных вод:

1 - маслоуловитель; 2 - песчаный фильтр; 3 - электробаромембранный аппарат; 4 - выпарной аппарат; 5 - емкость

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В результате проведения критического обзора литературных данных по разделению фосфатсодержащнх растворов рассмотрены существующие методы разделения промышленных растворов, определены область применения, преимущества и недостатки данных методов. Произведен обзор конструкций мембранных аппаратов и установок. Рассмотрены существующие методы расчета электро-баромембранных аппаратов. Сформулированы цели и задачи исследования.

2. По разработанным методикам впервые получены экспериментальные данные по коэффициентам электродиффузионного и электроосмотического переноса растворенного вещества через мембрану в зависимости от концентрации растворенного вещества (5...20 кг/м3), плотности тока (0,44...5,26 А/м2) и вида мембраны.

3. Полученные экспериментальные данные по коэффициенту задержания и удельному потоку растворителя в зависимости от градиента давления (0,2.. .0,8 МПа) и плотности тока (4,4...52,6 А/м2) выявили повышение коэффициента задержания прикатодных мембран с увеличением плотности тока и возрастание удельного потока растворителя с повышением градиента давления.

4. Разработана стационарная математическая модель электробаромембран-ного концентрирования, которая позволяет рассчитывать среднюю концентрацию в пермеате и ретентате и средний удельный поток растворителя с учетом электроосмотического потока.

5. Разработанная методика расчета электробаромембранных аппаратов трубчатого типа позволяет определять рабочую площадь мембран и количество элементов в аппарате. Адекватность разработанной математической модели проверена путем сравнения расчетных и экспериментальных концентрационных зависимостей.

6. На конструкции электробаромембранного плоскокамерного аппарата проведены экспериментальные исследования по очистке и концентрированию фосфатсодержащих промышленных растворов. Результаты экспериментальных

исследований позволили получить патенты на плоскокамерный (патент РФ № 2324529) электробаромембранный аппарат.

7. Разработана программа для ПК «Расчет поля концентраций в плоском баромембранном канале», номер госрегистрации №2010613145, позволяющая рассчитывать среднюю концентрацию растворенного вещества в ретентате.

8. Предлагаемая технологическая схема разделения позволяет концентрировать в электробаромембранном аппарате вещества из промышленных фосфат-содержащих растворов. Метод позволяет повысить количество получаемого из отходов продукта, снизить энергозатраты и дает возможность создания малоотходной технологии. Результаты по концентрированию растворов приняты к реализации на Тамбовском ТЦ «ХАМЕЛЕОН» с зколого-экономическим эффектом 150 тыс. р. в год в ценах 2010 г.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

В периодических изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:

1. Чепеняк, П.А. Исследование сорбционной способности обратноосмоти-ческих мембран в водных растворах сульфатов железа, цинка и натрия / C.B. Ковалев, С.И. Лазарев, П.А. Чепеняк // Журнал прикладной химии. - СПб., 2010. -Т. 83, вып. I.-С. 47-51.

2. Чепеняк, П.А. Сорбционные характеристики обратноосмотических мембран / В.Л. Головашин, C.B. Ковалев, К.С. Лазарев, П.А. Чепеняк // Сорбционные и хроматографические процессы. - Воронеж, 2010. - Т. 10, вып. 2. - С. 201 - 207.

3. Экспериментальные исследования коэффициентов разделения и удельной производительности сульфатсодержащих растворов обратным осмосом / C.B. Ковалев, Г.С. Кормильцин, К.С. Лазарев, К.И. Кураков, П.А. Чепеняк // Известия вузов. Химия и химическая технология. — Иваново, 2010. - Т. 53, вып. 3. — С. 62 - 65.

4. Чепеняк, П.А. Исследование сорбции пористых полимерных мембран в водных натрийсодержащих растворах / П.А. Чепеняк, O.A. Абоносимов, С.И. Лазарев, C.B. Ковалев // Известия вузов. Химия и химическая технология. - Иваново, 2009.-Т. 52, вып. 12. - С. 114-116.

В других изданиях'.

5. Чепеняк, П.А. Диффузионная проницаемость водного раствора кальцинированной соды через мембранный элемент трубчатого типа с турбулизатором / П.А. Чепеняк, О.Б. Глухова, A.C. Буланов // Сборник статей магистрантов ТГТУ. -Тамбов, 2009. - Вып. 16. - С. 17.

6. Чепеняк, П.А. Массоперенос в канале с оттоком и турбулизаторами / П.А. Чепеняк, В.Л. Головашин // Ионный перенос в органических и неорганических мембранах. Электромембранные технологии на базе фундаментальных явлений переноса : материалы конференции / НИИ мембран КубГТУ. - Краснодар, 2008.-С. 84-87.

7. Чепеняк, П.А. Математическая модель обратноосмотического разделения водного раствора уротропина с учетом осмотического давления / П.А. Чепеняк,

B.JI. Головашин // Ионный перенос в органических и неорганических мембранах. Электромембранные технологии на базе фундаментальных явлений переноса : материалы конференции / НИИ мембран КубГТУ. - Краснодар, 2009. - С. 61 - 63.

8. Чепеняк, П.А. Математическое описание массопереноса триполифосфата натрия через ультрафильтрационную мембрану УПМ-100 / П.А. Чепеняк, B.JI. Головашин // Ионный перенос в органических и неорганических мембранах. Электромембранные технологии на базе фундаментальных явлений переноса : материалы конференции / НИИ мембран КубГТУ. - Краснодар, 2010. - С. 89 - 92.

9. Чепеняк, П.А. Математическое описание электродиффузионного переноса в электробаромембранных процессах / П.А. Чепеняк, B.JI. Головашин, С.И. Лазарев // Материалы совещания с международным участием ЭХОС-2010. - Тамбов, 2010.-С. 49-51.

10. Чепеняк, П.А. Влияние многокомпонентности на обратноосмотическое разделение водных растворов, содержащих анилин и уротропин / П.А. Чепеняк, B.JI. Головашин, С.И. Лазарев // Конденсированные среды и межфазные границы. - Воронеж, 2008. - Т. 10, № 2. - С. 95 - 97.

11. Чепеняк, П.А. Исследование сорбционной емкости ультрафильтрационных мембран в водном растворе триполифосфата натрия и тринатрийфосфата / П.А. Чепеняк, O.A. Абоносимов, A.C. Лазарев // Вестник ТГУ им. Г.Р. Державина. -Тамбов, 2008. - № 5. - С. 124 - 126.

В патентах и свидетельствах:

12. Пат. 2324529 РФ от 13.10.2010 г. Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа / Чепеняк П. А., Лазарев С.И., Ковалев C.B. и др.

13. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2010613145 РФ от 13.05.2010 г. Расчет поля концентрации в плоском баромембранном канале / Чепеняк П.А., Головашин В.Л., Лазарев С.И., Вязовов С.А. и др.

Подписано к печати 27.04.2011. Формат 60 X 84/16. 0,93 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 182

Издательско-полиграфический центр ГОУ ВПО ТГТУ 392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, к. 14

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Чепеняк, Павел Александрович

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ 10 КИНЕТИКИ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОУЛЬРАФИЛЬТРАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАСТВОРОВ

1.1 Традиционные методы разделения промышленных растворов

1.2 Мембранные методы разделения промышленных растворов

1.3 Обзор работ посвященных мембранному разделению 21 промышленных растворов

1.4 Обзор конструкций мембранных установок и аппаратов

1.5 Виды ультрафильтрационных мембран и основные гипотезы 28 механизма массопереноса через них

1.6 Уравнения массопереноса для процесса электроультрафильтрации

1.7 Основные кинетические характеристики массопереноса в мембранах и 40 в растворах

1.8 Влияние внешних факторов на процесс массопереноса при 49 электроультрафильтрационном разделении промышленных растворов

1.9 ВЫВОДЫ И ФОРМУЛИРОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ 54 ИССЛЕДОВАНИЙ

2. ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ 56 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследований

2.1.1 Мембраны

2.1.2 Растворы

2.2 Установки и методики для проведения исследований

2.2.1 Установка и методики определения коэффициента 59 задержания и удельного потока растворителя через мембраны

2.2.2 Установка и методики определения электродиффузионной и 63 электроосмотической проницаемостей мембран

2.2.3 Установка и методики определения диффузионной проницаемости 66 мембран

2.2.4 Методика проведения экспериментов по исследованию 68 сорбционных свойств мембран

2.3 ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 72 И ИХ АНАЛИЗ

3.1 Коэффициент задержания мембран

3.2 Удельный поток растворителя через мембраны

3.3 Электродиффузионная проницаемость мембран

3.4 Электроосмотическая проницаемость мембран

3.5 Диффузионная проницаемость мембран

3.6 Коэффициент распределения мембран

3.7 ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ

4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ MAC С ОЛЕГЕ НО С А И 91 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОУЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И АППАРАТОВ

4.1 Математическая модель процесса электроультрафильтрационной очи- 91 стки

4.2 Проверка адекватности математической модели

4.3 Методика расчета электроультрафильтрационного аппарата трубчато- 103 го типа

4.4 ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ

5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ ПРИМЕНЕНИЮ 106 ЭЛЕКТРОУЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННОГО МЕТОДА ОЧИСТКИ ФОСФАТСОДЕРЖАЩИХ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАСТВОРОВ

5.1 Разработка электробаромембранного аппарата

5.2 Использование электроультрафильтрационного метода очистки 111 фосфатсодержащих сточных вод на Тамбовском ТЦ «Хамелеон»

5.3 ВЫВОДЫ ПО ПЯТОЙ ГЛАВЕ 112 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 114 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 116 ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

С - концентрация растворенного вещества в растворе, кг/м^; АР - рабочее давление, Па; Т - температура раствора, К; Я - коэффициент задержания мембран; 3 - удельный поток растворителя, мЗ/м^- с;

Рэл - коэффициент электродиффузионной проницаемости, кг/А-с;

Рд - коэффициент диффузионной проницаемости, м^/с;

Р - коэффициент электроосмотической проницаемости, мЗ/А-с; кр - коэффициент распределения;

0 - коэффициент диффузии в растворе, м^/с; £>т - коэффициент диффузии в мембране, м^/с; Р - коэффициент массоотдачи, м/с; к - коэффициент водопроницаемости мембраны, м/(Па • с);

У(рс) - средняя проницаемость по длине мембранного элемента, м/с;

Рм - рабочая площадь мембраны, м2;

- площадь одного трубчатого мембранного элемента, м2. Ь - длина мембранного элемента, м; № - диффузионный критерий Нуссельта; Яе - критерий Рейнольдса; с!э - диаметр трубчатой мембраны, м.

Введение 2011 год, диссертация по химической технологии, Чепеняк, Павел Александрович

Существует несколько видов мембранных процессов, базирующихся на различных явлениях и механизмах разделения растворов содержащих молекулы различных размеров и природы. Мембрана является главным элементом каждого мембранного процесса и она рассматривается в технологическом процессе как селективно-проницаемая перегородка между двумя фазами.

Эффективность или эксплуатационные качества мембраны определяются двумя показателями: коэффициентом задержания и удельным потоком растворителя. Последний показатель обозначается как скорость проницания растворителя и определяется как объем проникающий через единицу рабочей площади в единицу времени.

Другим важным показателем является коэффициент задержания. Растворенное вещество частично или полностью задерживается, в то время как молекулы растворителя (воды) свободно проходят через мембрану.

Процессы мембранного разделения зависят от свойств мембран, потоков в них и движущих сил. Для этих процессов также важен характер потоков к мембране со стороны разделяемых сред и отвода продуктов разделения с противоположной стороны [1-4].

Принципиальное отличие мембранного метода от традиционных приемов фильтрования - разделение продуктов в потоке, т.е. разделение без осаждения на фильтроматериале осадка, постепенно закупоривающего пористую рабочую поверхность фильтра.

Основные требования, предъявляемые к полупроницаемым мембранам, используемым в процессах мембранного разделения, следующие:

- высокая разделяющая способность (коэффициент задержания);

- высокая удельная производительность;

- химическая стойкость к воздействию среды разделяемой системы;

- неизменность характеристик при эксплуатации;

- достаточная механическая прочность, отвечающая условиям монтажа, транспортировки и хранения мембран;

- низкая стоимость.

Для разделения или очистки некоторых нетермостойких продуктов применение мембранного метода является решающим, так как этот метод работает при температуре окружающей среды.

В то же время мембранный метод имеет недостаток - накопление разделяемых продуктов вблизи рабочей поверхности разделения. Это явление называют концентрационной поляризацией, которая уменьшает проникновение разделяемых компонентов в пограничный слой, удельную производительность и коэффициент задержания, а также сокращает сроки службы мембран.

Для борьбы с этим явление проводят турбулизацию слоя жидкости, прилегающего к поверхности мембраны [5, 6].

Для мембран используют разные материалы, а различие в технологии изготовления мембран позволяет получить отличные по структуре и конструкции мембраны, применяемые в процессах разделения различных видов.

Процессы, возникающие при разделении смесей, определяются свойствами мембран. Необходимо учитывать молекулярные взаимодействия между мембранами и разделяемыми потоками, физико-химическую природу которых определяет скорость переноса. Эти взаимодействия с материалом мембран отличают мембранный метод от микроскопических процессов обычного фильтрования [7, 8-39].

Мембранные методы отличаются типами используемых мембран, движущими силами, поддерживающими процессы разделения, а также областями их применения.

Все поляризационные явления, такие как концентрационная поляризация, геле- и осадкообразование, а так же сорбция растворенного вещества ультрафильтрационными мембранами, приводят к тому, что коэффициент задержания мембран может иметь существенно разные значения, отличные от исходных, поэтому необходимо во первых обеспечить оптимальные технологические параметры процесса (гидродинамику, температуру и т.д.), во вторых детально изучить влияние различных факторов на процесс разделения, чтобы прогнозировать свойства ультрафильтрационных мембран относительно растворов разных веществ, с различным компонентным составом, и концентрациями. Хотя поляризационные явления в большинстве случаев обратимы, на практике часто наблюдается значительное изменение коэффициента задержания. Коэффициент задержания мембран сложно и трудно поддается теоретическому описанию, поскольку даже для определенных растворов он зависит от значительного числа физических и химических параметров, таких как концентрация, температура, рН, ионная сила раствора, а также от специфики межмолекулярных взаимодействий, способности образовывать водородные связи и диполь — дипольных взаимодействий [40-42].

Важной проблемой является очистка стоков промышленных производств, например, таких как агропромышленный комплекс. Агропромышленный комплекс — одно из производств, серьезно влияющих на загрязнение окружающей среды, в частности поверхностно-активными веществами и маслосодержащими растворами, наиболее опасных для биосферы. Главным поставщиком токсикантов в агропромышленном комплексе являются промывные воды [30-35]. Объем сточных вод очень велик из-за несовершенного способа промывки деталей, ко

3 2 торый требует большого расхода воды (до 2 м и более на 1 м поверхности деталей). В ряду технологических приемов, используемых для разделения смесей по размерам частиц, мембранным методам уделяют большое значение. Выбор процесса для применения в заданной области разделения смесей зависит от различных факторов: характера разделяемых веществ, требуемой степени разделения, производительности процесса и его экономической оценки.

Промышленное использование процессов мембранного разделения требует надежного, стандартного и технологического оборудования. Для этой цели в настоящее время применяют мембранные модули, которые компактны, надежны и экономичны. Выбор конструкции модуля зависит от вида процесса разделения и условий эксплуатации в промышленных установках [1-40].

При анализе механизма электробаромембранного разделения особую сложность вызывают вопросы, связанные с влиянием электрического поля на сам процесс разделения и извлечения ценных компонентов, а также математическое описание процессов разделения неорганических соединений под воздействием электрического поля [50-57].

Развитие электробаромембранной технологии требует более глубокого и детального исследования кинетике механизма массопереноса протекающей при переносе растворителя и растворенного вещества через селективные баромем-браны. При этом справедливость предположений о сущности того или иного механизма должна быть подтверждена независимым расчетом кинетических характеристик и сравнением полученных результатов с экспериментальными значениями.

Таким образом, данная работа посвящена исследованию кинетики и интенсификации процессов массопереноса при электробаромембранном разделении промышленных фосфатсодержащих растворов.

Одной из важных проблем исследования является разработка универсальных конструкций аппаратов для использования в процессах электробаро-мембранного разделения как с наложением электрического поля, так и без него. Дальнейшей целью исследования является разработка математического описания процесса связанного с инженерной методикой расчета. Определение возможности практического использования процессов разделения с использованием электробаромембранных аппаратов.

Данная работа состоит из пяти разделов.

Первый раздел содержит критический обзор литературных данных, посвященных проблемам мембранного разделения.

Во втором разделе проведен анализ объектов исследования, техника и методы проведения экспериментов.

Третий раздел посвящен анализу полученных экспериментальных данных.

В четвертом разделе приводится разработанная математическая модель массопереноса при электробаромембранном разделении для аппаратов трубчатого типа с наложением электрического поля, основанная на уравнениях гидродинамики, электростатики и электроконвективной диффузии. Приведены результаты экспериментов на лабораторной установке, подтверждающие адекватность математической модели. Разработана инженерная методика расчета электробаромембранных аппаратов трубчатого типа.

В пятом разделе приводится описание возможного практического применение разработанных технологических схем для очистки и концентрации промышленных фосфатсодержащих растворов с использованием электробаромембранных аппаратов.

В приложении приводятся таблицы с результатами экспериментов, методики анализа растворов, алгоритмы расчета математической модели, а также приведены материалы промышленной реализации.

Работа выполнена при поддержке гранта по Федеральной целевой программе «Научные и научно — педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 гг.» по теме «Теоретико-экспериментальные исследования влияния поверхностных явлений на сорбционные и проницаемые коэффициенты пористых тел» (Государственный контракт № 02.740.11.0272), а так же гранта по теме «Влияние поверхностно-активных веществ на кинетику разделения агропромышленных растворов в пористых электроультрафильтрационных мембранах» (Государственный контракт № П2065).

Автор выражает благодарность коллективу кафедры «ПГ и КГ» и другим сотрудника ТГТУ за помощь в работе.

Заключение диссертация на тему "Кинетика электрохимической мембранной очистки фосфатсодержащих сточных вод"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. В результате проведения критического обзора литературных данных по разделению фосфатсодержащих растворов рассмотрены существующие методы разделения промышленных растворов, определены область применения, преимущества и недостатки данных методов. Произведен обзор конструкций мембранных аппаратов и установок. Рассмотрены существующие методы расчета электробаромембранных аппаратов. Сформулированы цели и задачи исследования.

2. По разработанным методикам впервые получены экспериментальные данные по коэффициентам электродиффузионного и электроосмотического переноса растворенного вещества через мембрану, в зависимости от концентрации растворенного вещества (5+-20 кг/м3), плотности тока (4,4-^-52,6 А/м2), температуры (293 . 317 °К) и вида мембраны.

3. Полученые экспериментальные данные по коэффициенту задержания и удельному потоку растворителя в зависимости от градиента давления л

0,2-Ю,8 МПа) и плотности тока (4,4-^-52,6 А/м ), выявили повышение коэффициента задержания прикатодных мембран с увеличением плотности тока и возрастание удельного потока растворителя с повышением градиента давления.

4. Разработана стационарная математическая модель электробаромем-бранного концентрирования, которая позволяет рассчитывать среднюю концентрацию в пермеате и ретентате, и средний удельный поток растворителя, с учётом электроосмотического потока.

5. Разработанная методика расчета электробаромембранных аппаратов трубчатого типа, позволяет определять рабочую площадь мембран и количество элементов в аппарате. Адекватность разработанной математической модели проверена путём сравнения расчётных и экспериментальных концентрационных зависимостей.

6. На конструкции электробаромембранного плоскокамерного аппарата проведены экспериментальные исследования по очистке и концентрированию фосфатсодержащих промышленных растворов. Результаты экспериментальных исследований позволили получить патенты на плоскокамерный (патент № 2324529 РФ) электробаромембранный аппарат.

7. Разработана программа для ПК "Расчет поля концентраций в плоском баромембранном канале" номер госрегистрации №2010613145, позволяющая рассчитывать среднюю концентрацию на выходе из аппарата в ретентате.

8. Предлагаемая технологическая схема разделения позволяет концентрировать в электробаромембранном аппарате вещества из промышленных фосфатсодержащих растворов. Метод позволяет повысить количество получаемого из отходов продукта, снизить энергозатраты и даёт возможность создания малоотходной технологии. Результаты по концентрированию растворов приняты к реализации на Тамбовском ТЦ «Хамелеон» с эколого-экономическим эффектом 150 тыс. р. в год в ценах 2010 г.

Библиография Чепеняк, Павел Александрович, диссертация по теме Технология электрохимических процессов и защита от коррозии

1. Дытнерский, Ю.И. Мембранные процессы разделения жидких смесей/ Ю.И. Дытнерский// М.: Химия, 1975.- 252 с.

2. Хванг, С.Т. Мембранные процессы разделения: пер. с анг./ Т.С. Хванг, К. Каммермейер; под ред. Ю.И.Дытнерского. М.: Химия, 1981.- 464 с.

3. Свитцов A.A. Введение в мембранную технологию.-М.: ДеЛи принт, 2007.-208 с.

4. Духин, С.С. Электрохимия мембран и обратный осмос/ С.С. Духин, М.П. Сидорова, А.Э Ярощук// Л.: Химия, 1991.- 192 с.

5. Дытнерский, Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчет/ Ю.И.Дытнерский// М.: Химия, 1975.- 252 с.

6. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация. М.: Химия. 1978. - 352 с.

7. Брык, М.Т. Ультрафильтрация/.Т. Брык, Е.А. Цапюк// Киев: Науко-ва думка, 1989.-288 с.

8. Тимашев, С.Ф. Физикохимия мембран/ С.В.Тимашев// М.: Химия, 1988.- 240 с.

9. Карелин, Ф.Н. Обессоливание воды обратным осмосом/ Ф.Н.Карелин// М.: Стройиздат, 1988.- 208 с.

10. Технологические процессы с применением мембран/ пер. с анг.Л.А. Мазитова, Т.М. Мнацаканян; под ред. Р.Е.Лейси и С. Лёба.- М.: Мир, 1979.- 372 с.

11. Брык, М.Т. Мембранная технология в промышленности/ М.Т. Брык, Е.А. Цапюк, A.A. Твердый// Киев: Тэхника, 1990.- 247 с.

12. Слесаренко В.Н. Опреснение морской воды. М.: Энергоатомиздат, 1991.-278 с.

13. Мулдер, М. Введение в мембранную технологию: пер. с англ./ под ред. С.И. Япольского, В.П. Дубяги.-М.: Мир, 1999.-513с.

14. Кестинг P.E. Синтетические полимерные мембраны. М.: Химия, 1991.-336 с.

15. Кочаров Р. Г. Теоретические основы обратного осмоса. Учебное пособие М: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2007, - 143 с.

16. Применение мембран для создания систем кругового водопотреб-ления / М.Т. Брык, Е.А. Цапюк, К.Б. Греков и др. — М. : Химия, 1990. 40 с.

17. Слесаренко, В.Н. Опреснение морской воды / В.Н. Слесаренко. М. : Энергоатомиздат, 1991. — 278 с.

18. Агилар Перис, X. Транспорт в мембранах / X. Агилар Перис ; пер. с англ. — М., 1985.-340 с.

19. Дубяга, В.П. Полимерные мембраны / В.П. Дубяга, Л.П. Перепеч-кин, Е.Е. Каталевский. М. : Химия, 1981. — 232 с.

20. Обработка воды обратным осмосом /А.А. Ясминов, А.К. Орлов, Ф.Н. Карелин и др. М. : Стройиздат, 1978. — 122 с.

21. Брок Т. Мембранная фильтрация. Пер. с англ. М.: Мир, 1987,- 464с.

22. Membrane Technology and Applications By Richard Baker Wiley, 2004, p. 552.

23. Suzana Pereira Nunes, Klaus-Viktor Peinemann. Membrane Technology: in the Chemical Industry(2ed), Wiley-VCH, 2006, 354 p.

24. Suzana Pereira Nunes, Klaus-Viktor Peinemann. Membrane Technology: in the Chemical Industry. 2001. 314p.

25. Mark C. Porter. Handbook of Industrial Membrane Technology, 1990,604.

26. Water Environment Federation. Membrane Systems for Wastewater Treatment, 2005, 264 p.

27. R.D. Noble, S.A. Stern. Membrane Separations Technology (Membrane Science and Technology). Elsevier Science: 2008. P. 738.

28. JosA© G. Sanchez Marcano, Theodore T. Tsotsis. Catalytic Membranes & Catalytic Membrane Reactors. John Wiley & Sons Canada: 2002. P. 243.

29. Carola Hunte, Gebhard von Jagow, Hermann Schagger. Membrane Protein Purification and Crystallization: A Practical Guide, Second Edition. Academic Press. 2007. P. 316.

30. Anil К. Pabby, Syed S.H. Rizvi, Ana Maria Sastre. Handbook of Membrane Separations: Chemical, Pharmaceutical, Food, and Biotechnological Applications. CRC: 2008 P. 316.

31. Enrico Drioli, A. Criscuoli, E. Curcio. Membrane Contactors: Fundamentals, Applications and Potentialities, Volume 11 (Membrane Science and Technology). Elsevier Science: 2005. P. 316.

32. H. Strathmann Ion-Exchange Membrane Separation Processes (Membrane Science and Technology, Volume 9). Elsevier Science: 2003. P. 360.

33. William K. Wang. Membrane Separations in Biotechnology, Second Edition, (Biotechnology and Bioprocessing Series) CRC: 2001. P. 432.

34. Norman N Li. Advanced Membrane Technology and Applications. Wi-ley-Interscience: 2008. P. 994.

35. Finean. Membrane Structures: Volume 1 (New Comprehensive Biochemistry. Elsevier Science & Technology: 1981. P. 272

36. CJM van Rijn. Nano and Micro Engineered Membrane Technology (Membrane Science and Technology, Vol 10). Elsevier Science: 2004. P. 398.

37. Peter Hillis. Membrane Technology in Water and Wastewater Treatment (Special Publication). Royal Society of Chemistry: 2000. P. 398.

38. Osada. Membrane Science and Technology. CRC: 2009. P. 488.

39. S. P. Nunes and K.-V. Peinemann. Membrane Technology: in the Chemical Industry. Wiley-VCH: 2001. P. 314

40. Takeshi Matsuura. Synthetic Membranes and Membrane Separation Processes. CRC: 1993. P. 480.

41. Нагагаки, M. Физическая химия мембран/ M. Нагагаки// пер. с япон.: М.: Мир, 1991.- 255 с.

42. Чураев Н.В. Физикохимия процессов массопереноса в капиллярно-пористых телах/ Н.В.Чураев//М.: Химия.- 1990.- 272 с.

43. Д.Н. Калюжный., В.В. Булгаков., Я.И. Костовецкий. Гигиена внешней среды в районе размещения промышленных предприятий. Киев, "Здоровье", 249с., 1972.

44. Вопросы гигиены воды и санитарной охраны водоемов. Сборник. Москва, 145с., 1968.

45. Очистка сточных вод производства синтетических волокон. Обзорная информация. Сер. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных рессурсов. Москва, НИИТЭХИМ, вып. 5, 41с., 1976.

46. Климовицкая Л.М., Дедков Ю.М. Компонентный состав водостоков и сточных вод. Сообщение 5 Сточные воды различных производств химической промышленности. Казань, 42с, 1984.

47. Гигиенические нормативы химических веществ в окружающей среде. Изд. 4-е, перераб. и доп./ Л.А. Аликбаева, и др. СПб.: НПО "Профессионал", 2008. - 768 с.

48. Электроосмофильтрация новый метод разделения растворов/ Ю.И. Дытнерский, и др.// М.: Труды МХТИ им. Д.И. Менделеева, 1982,- вып. 122, С. 15-22.

49. Карелин, Ю.В. Влияние электрического поля на ионный транспорт через обратноосмотические мембраны: дис. канд. техн. наук, М.: 1984.- 179 с.

50. Дмитриева, Н.С. Исследования влияния электрического поля на процесс ультрафильтрации: дис.канд.техн.наук, М.: 1983.- 120 с.

51. Сухов, Т.Д. Разделение многокомпонентных растворов электролитов методом электроосмофильтрации: дис.канд.техн.наук, М.: 1983.- 165 с.

52. Шапошник В.А. Явления переноса веществ в ионообменных мембранах/ В.А. Шапошник. — Воронеж : Изд-во ВГУ, 2001- 176 с.

53. Кульский, JI.Л. Электрохимия в процессах обработки воды/ Л.Л. Кульский//Киев: Техника, 1987.-222с.

54. Бобровник, Л.Д. Электромембранные процессы в пищевой промышленности/ Л.Д Бобровник, П.П. Загородний// Киев: Выща школа, 1989.272 с.

55. Зыков, Е.Д. Исследования влияния электрического поля на процесс обратного осмоса: дис.канд.техн.наук, М.: 1978.- 120 с.

56. Плановский, А.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. Изд. 3-е/ А.Н. Плановский, П.И. Николаев// М.: Химия, 1987.- 496 с.

57. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов 14-е изд. — М.: ООО ИД «Альянс», 2008. 753 с.

58. Хаммер, М. Технология обработки природных и сточных вод / М. Хаммер ; пер. с англ. М.: Стройиздат, 1979. - 400 с

59. Комплексная переработка минерализованных вод /А.Т. Пилипенко, И.Г. Вахнин, И.Т. Гороновский и др. Киев : Наукова думка, 1981. - 284 с.

60. Основные процессы и аппараты химической технологии/ Г.С. Борисов, и др.//М.: Химия, 1992.-496 с.

61. Jozsef Toth. Adsorption: Theory, Modeling, and Analysis (Surfactant Science Series) 2006. P. 871

62. Li Zhou. Adsorption: Progress in Fundamental and Application Research: Selected Reports at the 4th pacific Basin Conference on Adsorption Science and Technology Tianjin. 2008 P. 281.

63. Motoyuki Suzuki. Fundamentals of Adsorption: Proceedings of the Fourth International Conference on Fundamentals of Adsorption Kyoto, May 17-22, 1992 (Studies in Surface Science and Catalysis). Elsevier Science & Technology: 2009 P. 818.

64. Jean Rouquerol. Adsorption by Powders and Porous Solids: Principles, Methodology and Applications. 2005. P. 467.

65. Hellmut G. Karge, Jens Weitkamp. Adsorption and Diffusion (Molecular Sieves) 2008. P. 467.

66. Адсорбция растворенных веществ / A.M. Когановский и др. — Киев : Наукова думка, 1977. — 223 с.

67. Адсорбция органических веществ из воды /A.M. Когановский, И.А. и др. Л.: Химия, 1990. - 256 с.

68. Чекушин, B.C., Борбат, В.Ф. Экстракция благородных металлов сульфидами и сульфоксидами. М: Наука 1984. — 257с.

69. Ковалева, И.Г. Ковалев, В.Г. Биохимическая очистка сточных вод предприятий химической промышленности. -М. Химия, 1987.-160с.

70. Лялин В.А., Старов В.М., Филиппов А.Н. Классификация и математическое моделирование режимов ультрафильтрации // Химия и технология воды, 1990. Т. 12. №5. С.З87-393

71. Чагоровский А.П. Ультрафильтрационная обработка молочного сырья и тенденции дальнейшей его переработки. Обзорная информация. / А.П. Чагоровский, М.А. Гришин, В.П. Чагоровский и др. М.: ЦНИИТЭИмясомол-пром. 1986. -57 с.

72. Чагоровский А.П. Переработка ультрафильтрата молочного сырья. Обзорная информация. / А.П. Чагоровский, М.А. Гришин. М.: АгроНИЙТЭ-ИММП. - 1987. - 32 с.

73. Зубарев С.В. Применение мембранных процессов в нефтехимической и нефтеперабатывающей промышленности. Обзорная информация. / С.В.

74. Зубарев, H.A. Алексеева, Н.С. Баринов и др. М.: ЦНИИТЭнефтехим. - 1989. 76 с.

75. Климкин E.H. Очистка жиросодержащих сточных вод ультрафильтрацией. Очистка промышленных выбросов и утилизация отходов. / E.H. Климкин, B.C. Мачигин. JL: 1985. - С. 31-36.

76. Козлов М.П. Ультрафильтрационная очистка сточных вод от красителя ярко-голубого. / М.П. Козлов, Г.И. Гасанов, В.И. Тихонов и др. // Мембраны и мембранная технология: Сборник научных трудов ВНИИСС. НИИ-ТЭХИМ. - М.: 1985. - С. 42-47.

77. Осипов Л.А. Очистка сточных вод красильного производства ультрафильтрацией/ Массообмен в химической технологии. Сб. статей. / Л.А.Осипов, Э.М. Гуревич, А.Ф. Искендеров. Рига: - 1986. - С. 109 - 115.

78. Греков К.Б. Ультрафильтрационное извлечение органических загрязнений из сточных вод производства печатных плат/ К.Б. Греков, H.A. Мар-тикова, Е.Г. Ризо / Журнал прикладной химии. 1988. №7. - С. 1615-1617.

79. Ярошенко H.A. Очистка отработанных дубильных растворов методом ультрафильтрации/ Кожевенно-обувная промышленность. 1989. - №2. — С. 42-45.

80. Дубицкая Н.И. Применение метода обратного осмоса для очистки сточных вод. / Н.И. Дубицкая, С.А. Перлов // Бумажная промышленность. — 1987, №6. С. 5-6.

81. Кульский Л.А. Перспективы мембранной очистки промышленных вод от ПАВ и красителей. / Л.А. Кульский, Т.В. Князькова, И.А. Клименко и др. -Киев.-1986.-48 с.

82. Карнаух Г.С. Концентрирование соленых стоков нефтеперерабатывающих заводов методом обратного осмоса. / Г.С. Карнаух, В.И. Костюк // Химия и технология топлив и масел. 1983, №7. — с. 38.

83. Окунь ЯЗ. Принципиальные технологические схемы установок обратного осмоса для ТЭС. / ЯЗ. Окунь, Н.М. Рудерман, В.К. Тяпченко // Электрические станции. 1986, №1. - с. 39-42.

84. Артемов Н.С. Аппараты и установки для мембранных процессов. — М.: Машиностроение, 1994. —240 с.

85. Скрибная, В.П. Влияние растворенных органических веществ на полупроницаемые мембраны и способы стабилизации их обратноосмотических свойств/ В.П. Скрибная, Д.Д. Кучерук// Киев: Химия и технология воды, 1981.-Т.З.- №3, с.204-204.

86. Дытнерский, Ю.И. Некоторые проблемы теории и практики использования баромембранных процессов// Ю.И. Дытнерский, Р.Г. Кочаров// М.: ЖВХО им. Д.И. Менделеева, 1987.- Т. 32, №6.- С. 607-614.

87. Эман, М.И. Изменение структуры и селективных свойств композитных мембран под влиянием концентрации электролита / М.И. Эман, Н.В. Чураев // Коллоидный журнал, 1990. Т. 52, - № 5, - С. 942-947.

88. Пилипенко А.Т. Развитие методов опреснения вод. / А.Т. Пилипенко, И.Г. Вахнин, В.И. Максин // Химия и технология воды. 1984. - Т. 6, №5.-С. 414-441.

89. Мембраны и мембранная техника: каталог.- Черкассы: НИИТЭ-ХИМ, 1988.- 32 с.

90. Мембраны, фильтрующие элементы, мембранные технологии. Каталог. Владимир: ЗАО НТЦ «Владипор», 2004. — 22 с.

91. Chen J.Y. Temperature dependense of membrane transport parametrs in haperfiltration // Desalination, 1983. - V.46. - P. 473-446/

92. Ясминов A.A. Анализ основных параметров микро- и ультрафильтрации особо чистых веществ. / A.A. Ясминов, И.П. Гайдукова, A.B. Греков и др. // Высокочистые вещества. — 1987. №6. - с. 89-98.

93. Бильдюкевич А.В. Ультрафильтрация модельных растворов высоко-молекулярных соединений. / А.В. Бильдюкевич, Островский Э.Г., Капуцкий Ф.Н. // Коллоидный журнал. 1989 №1 - с. 133-137.

94. Jonsson G. The mehanism of reverse osmosis separation of organic solutes using cellulose acetate membranes./ G. Jonsson, C.E. Boesen // Desalination. 1978.-V. №1/3.-P. 17-18.

95. Коржов, E.H. Модель электродиализа в ламинарном режиме/ Е.Н.Коржов// Химия и технология воды, 1986.- Т.8, №5.- С. 20-23.

96. Заболоцкий В.И., Никоненко В.В. Перенос ионов в мембранах. — М. Наука, 1996. -322 с.

97. Шапошник В.А. Кинетика электродиализа. Воронеж: ВГУ, 1989.176 с.

98. Shaposhnik V.A., Kessore К. An early history of electrodialysis with permselective membranes // J. Membr. Sci. — 1997. — v. 136. — p. 35-39.

99. Rubinstein I. Electro-diffusion of ions. SIAM:11 Philadelphial990263p.

100. Гуцалюк B.M. Вариационная постановка задачи массопереноса в процессах разделения через мембраны под давлением //Тез. докл. 1У Всес. конф. по мембранным методам разделения смесей. М.: -1987. - Т. 4. - С. 13-15.

101. Мартынов Г.А. К теории мембранного разделения растворов. I. Постановка задачи и решение уравнений переноса./ Г.А. Мартынов, В.М. Старов, Н.В. Чураев // Коллоидный журнал. 1980. - Т. 42, №3. - С. 489-499.

102. Мартынов Г.А. К теории мембранного разделения растворов. 2. Анализ полученных решений. / Г.А. Мартынов, В.М. Старов, Н.В. Чураев // Коллоидный журнал. 1980. - Т. 42, №4. 657-664.

103. Дерягин Б.В. Теория разделения растворов методом обратного осмоса / Б.В.Дерябин, Н.В.Чураев, Г.А.Мартынов и др. // Химия и технология воды. 1981.- Т.З, №2.- С.99-104.

104. Волгин Д.В. Математическое описание процесса обратного осмоса. / Д.В. Волгин, Е.Д. Максимов, В.И. Новиков. // Химия и технология воды. — 1989. Т.2. №3. - С. 222-225.

105. Эман М.И. Разделение обратным осмосом. //Химия и технология воды. 1980. Т.2., №2. - С. 107-111.

106. Ивара М. Механизм разделения растворенных веществ методом обратного осмоса. / Перевод с японского языка статьи из журнала «Хёмэи», 1978. Т. 16, И7. С. 399-412/ Перевод №Г-16892 ВШ. -М.: 1981. - 38 с.

107. Tone S. Separation of aromatic substances from aqueonssolutions using a reverse osmosis technique with thin, dense cellulose acetate membranes// Journal of membrane sciense/ S.Tone и др. 1984. - V. 19, P. 195 - 208.

108. Кочергин H.B. К исследованию полупроницаемости обратно-осмотических мембран в разбавленных растворах. / Н.В. Кочергин, C.B. Фомичев, A.B. Огневский // Труды МХТИ им. Д.И. Менделеева. — 1982, Вып. 122. С. 3-15.

109. Волынский A.JI. Влияние взаимодействия пенетрат-мембрана на проницаемость полимерных мембран, получаемых вытяжкой полимерных пленок в жидких средах. / A.JI. Волынский, О.В. Козлова, JI.M. Ярышева и др. // Моск. гос. унив-т. -М., 1985. 15 с.

110. Абоносимов O.A. Кинетика процесса массопереноса при обратноосмотическом разделении гальваностоков и сточных вод химводоочистки: Дис. .канд. тех. наук. -Тамбов, 2000. -196с.

111. Прохоренко Н.И. Зависимость характеристик ацетатцеллюлозных мембран в процессе обратного осмоса от температуры и природы электролита. / Н.И. Прохоренко, М.А. Корбутяк, Д.Д. Кучерук, А.Т. Пилипенко // ДАН УССР. Сер. Б. №1. - С. 50-53.

112. Лазарев, С.И. Очистка сточных вод производства сульфенамида Ц обратным осмосом/ С.И. Лазарев, В.Б. Коробов, М.Б. Клиот// Иваново: Изв.вузов. Химия и химическая технология, 1993.- №6, С. 79-80.

113. Лазарев, С.И. Выделения анилина из водного раствора методом обратного осмоса/ С.И. Лазарев, В.Б. Коробов, В.И. Коновалов// Ученые вуза -производству, Тамбов: Тез.докл XXV обл.конф., 1989.- С. 50.

114. М.П. Сидорова, О.В. Арсентьев, Е.Е. Каталевский и др. Электропроводность и числа переноса ионов в обратноосмотических ацетилцеллюлоз-ных мембранах / //Химия и технология воды. -1983. Т. 5, №6. - С. 496-499.

115. Певницкая М.В., Козина A.A., Евсеев Н.Г. Электроосмотическая проницаемость ионообменных мембран //Изв. СО АНСССР Сер. Химическая. -1974, №4. -С. 137-141.

116. Певницкая М.В., Козина A.A., Евсеев Н.Г. Электроосмотическая проницаемость ионообменных мембран //Изв. СО АНСССР Сер. Химическая. -1974, №4.-С. 137-141.

117. Гнусин Н.П., Березина Н.П., Демина O.A. К вопросу об электроосмотической проницаемости ионообменных мембран //ЖПХ- 1986. Т. 59,- №3. - С. 679-682.

118. Гнусин Н.П., Демина O.A., Березина Н.П. Транспорт воды в ионообменных мембранах во внешнем электрическом поле // Электрохимия. 1987. -Т. 23, №9.-С. 1247-1249.

119. Березина Н.П., Гнусин Н.П., Демина O.A. Модельное описание электротранспорта воды в ионообменных мембранах //Электрохимия. 1990. -Т. 26, №9.-С. 1098-1104.

120. Чалых, А.Е. Диффузия в полимерных системах/А.Е.Чалых. М.: Химия, 1987. -312 с.

121. Рейтлинг, С.А. Проницаемость полимерных материалов/ С.А. Рейт-линг// М.: Химия, 1974.- 272 с.

122. Горбачев A.C. Кинетика электробаромембранного разделения водных сульфатосодержащих растворов (в производстве оптических отбеливателей): Дис. .канд. тех. наук. -Тамбов, 2006. -196с.

123. Лазарев, С.И. Исследование диффузионной и осмотической проницаемости полимерных мембран/ С.И.Лазарев, В.Б.Коробов, В.И.Коновалов;

124. Тамб. ин-т хим. машиностр. Тамбов, 1989. - 12 с. -Деп. в ОНИИТЭХИМа 21.08.89, №. 807-хп 89.

125. Гребенюк, В.Д. Осмотическая и диффузионная проницаемость гомогенных ионообменных мембран/В.Д.Гребенюк, Т.Д. Гудрин // Коллоидный журнал. 1987. - Т. 49, №2. С. 336-339.

126. Лазарев С.И., Горбачев A.C., Кузнецов М.А. Влияние давления, температуры и концентрации на обратноосмотическое разделение водного раствора сульфанилата натрия. Известия вузов. Химия и химическая технология. Иваново. 2005. Т.48. Вып. 4. С. 126-129.

127. C.B. Поляков, В.Д. Волгин, Е.Д. Максимов, Ю.Е. Синяк Рассчет концентрационной поляризации в аппаратах обратного осмоса с плоскокамерным фильтрующим элементом // Химия и технология воды. —1982. Т.4, № 4. с. 299-304.

128. Дмитриев, Е.А. Исследование явления концентрационной поляризации и его учет в процессах разделения растворов обратным осмосом: Автореферат дис.канд.техн.наук, М.: 1980.- 16 с.

129. Коржов, E.H. Модель электродиализа в ламинарном режиме/ Е.Н.Коржов// Химия и технология воды, 1986.- Т.8, №5.- С. 20-23.

130. Справочник химика.- М.: Химия, 1964.- Т.З.- 1008 с.

131. Продан Е.А., Продан Л.И., Ермоленко Н.Ф. Триполифосфаты и их применение. Минск: "Наука и техника", 1969 536 с.

132. Новый справочник химика и технолога. Аналитическая химия / И.П. Калинкин (общая редакция) — Санкт-Петербург.: AHO НПО "Мир и Семья", 2003. Т. 2.4. 1.-964 с.

133. Новый справочник химика и технолога. Аналитическая химия / И.П. Калинкин (общая редакция) Санкт-Петербург.: AHO НПО "Мир и Семья", 2003. - Т. З.Ч. 2. - 984 с.

134. Новый справочник химика и технолога. Аналитическая химия / И.П. Калинкин (общая редакция) Санкт-Петербург.: AHO НПО "Мир и Семья", 2004. - Т. 4.4. 3. - 692 с.

135. Лурье Ю.Ю. Химический анализ производственных сточных вод. / Ю.Ю. Лурье, А.И. Рыбников // Изд. 4-е перераб. И доп. М.: Химия, 1974. -336 с.

136. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. Изд. 2-е. М.: Химия, 1976. -512с.

137. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия/ А.Д. Зимон, Н.Ф. Лещенко//М.: «Агар», 2001.

138. Коллоидная химия: Учебник для университетов и ¡химико-технологических вузов/ Е.Д. Щукин, A.B. Перцов, Е.А. Амелина// 4 изд. испр. — М.: Высш. шк., 2006.- 444 с.

139. Дерягин Б.В. Поверхностные силы. / Б.В. Дерягин, Н.В. Чураев, В.М. Муллер М.: Наука, 1985. - 396 с.

140. Дерягин Б.В. Смачивающие пленки. / Б.В. Дерягин, Н.В. Чураев — М.: Наука, 1984.-160 с.

141. Антонченко В.Я. Микроскопическая теория воды в порах мембраны. — Киев: Наукова думка, 1983. 160 с.

142. Батунер Л.М., Позин М.Е. Математические методы в химической технике. Государственное научно-техническое издательство химической литературы. 1963 638 с.

143. Боглаев Ю.П. Вычислительная математика и программирование. — М.: Высшая школа, 1990.

144. Демидович Б.П., Марон H.A. Основы вычислительной математики.- M.: Наука, 1970. 660 с.

145. Гловацкая А.П. Методы и алгоритмы вычислительной математики.- М.: Радио и связь, 1999. 408 с.

146. Васильков Ю.В., Василькова H.H. Компьютерные технологии вычислений в математическом моделировании. — М.: Финансы и статистика, 1999.

147. Потёмкин В.Г. Система MATLAB. Спр. пособие. — М.: Диалог -МИФИ. 1998-350 с.

148. Умергалин Т.Г. Основы вычислительной математики: Учебное Пособие. Уфа, Изд-во УГНТУ, 2003. - 106 с.

149. Джонсон К. Численные методы в химии. М.: Мир, 1983. - 504 с.

150. Шуп Т.Е. Прикладные численные методы в физике и технике. М:. Высш. Шк., 1990.

151. Очков В.Ф. MathCAD 7.0 Pro для студентов и инженеров. М:. Компьютер-Пресс, 1998. = 384 с.

152. Дьяконов В.П. Справочник по применению системы EUREKA.-M.: Физматлит, 1993.-96 с.

153. Филиппов А.Н., Старов А.Н.,, Глейзер C.B., Ясминов A.A. Математическое моделирование процесса микрофильтрации с помощью вероятностно-ситового механизма. // Химия и технология воды. 1989. Т. 10. №4. С.273-277.

154. Торкунов A.M., Филиппов А.Н., Старов В.М. Вероятностная модель ситового механизма микрофильтрации полидисперсных суспензий. // Колло-идн. журн., 1992. Т.54. №5 С.126-137.

155. Лялин В.А., Старов В.М., Филиппов А.Н. Классификация и математическое моделирование режимов ультрафильтрации // Химия и технология воды, 1990. Т.12. №5. С.З87-393.

156. Кирдун В.А. Исследование методов интенсификации работы электродиализных установок для опреснения природных вод: Дис. канд наук.- М.: 1972.- 235 с

157. Новый справочник химика и технолога. Электродные процессы. Химическая кинетика и диффузия. Коллоидная химия. / С.А. Симанова (общая редакция) - Санкт-Петербург.: AHO НПО "Мир и Семья", 2004. - 838 с.

158. Гринчик Н.Н. Процессы переноса в пористых средах, электролитах и мембранах. Минск: Изд-во АНК «Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова», 1991. 252 с.

159. Николаев Н.И. Диффузия в мембранах. М.: Химия, 1980. -232 с.

160. Чалых, А.Е. Современные представления о диффузии в полимерных системах. / А.Е.Чалых, В.Б.Злобин // Успехи химии. 1988. - Т. 57, Вып. 6. - С. 903-928.

161. Муравьев Л.Л. Моделирование работы обратноосмотических установок с рулонными фильтрующими элементами. // Химия и технология воды. -1989. Т.11, №2. - С. 107-109.

162. Байков В.И., Зновец П.К. Ультрафильтрация в плоском канале с одной проницаемой поверхностью. // ИФЖ.- 1994.- Т.72, №1.- с.32-37

163. Байков В.И., Бильдюкевич А.В. Нестационарная концентрационная поляризация при ламинарной ультрафильтрации в плоском канале. // ИФЖ. -1994. Т. 67, №1-2. С. 103-107.

164. Горбатюк В.И., Старов В.М. Гидродинамика мембранных процессов при ламинарном режиме течения. // Химия и технология воды.- 1983. Т. 5, №1. С. 8-12.

165. Computer simulation of membrane separation processes. R.E. Lebrun, C.R. Bouchard, A.L. Rollin, T. Matsuura, Sourirajan // Chem. Eng. Sci. 1989. -44, №2. C. 366-375.

166. Evangelista T. Improved graphical-analitical method for the design of reverse-osmosis plants // Ind. and Eng. Chem. Process Pess. and Dev. 1986. №2. C. 366-375.

167. Горбачев A.C. Кинетика электробаромембранного разделения водных сульфатосодержащих растворов , (в производстве оптических отбеливателей): Дис. .канд. тех. наук. —Тамбов, 2006. —196с.

168. Камке Э. Справочник по обыкновенным дифференциальным уравнениям. М.: Наука, 1971. - 526с.

169. Листовые материалы, полученные методом прокатки порошков. Проспект. Выкса, завод ВМЗ.

170. Бобровник, JI.Д. Электромембранные процессы в пищевой промышленности/ Л.Д Бобровник, П.П. Загородний// Киев: Выща школа, 1989.272 с.

171. Лазарев, С.И. Применение электроосмофильтрации для очистки сточных вод от примесей органического характера/ С.И. Лазарев, В.Б. Коробов,

172. B.И. Коновалов// Воронеж: Тез.докл. Всесоюз.конф. Экологичес кие проблемы производства синтетического каучука, 1990.- С. 38-39.

173. A.c. 1691316 СССР, МКИ С 02 Р 1/45. Способ очистки сточных вод от анилина методом электроосмофильтрации/ С.И. Лазарев, В.Б. Коробов, В.И. Коновалов.- № 4493659/26; заяв. 14.10.88; опубл. 15.11.91, бюл. №42.

174. Цапюк, Е.А. Влияние заряда полупроницаемых мембран, природы и концентрации электролита на их обессоливающие действия при обратном осмосе/ Е.А. Цапюк, В.П. Бадеха, Д.Д. Кучерук// Химия и технология воды, 1981.-Т.З, №4.- С. 307314.

175. В.И.Федоренко. Основные критерии для технологического расчета и эксплуатации мембранных систем водоподготовки. Ж. Мембраны. Серия: Критические технологии, ВИНИТИ, РАН, Москва, № 17 (2003), с. 22-29 '

176. Федоренко В.И., Кудряшов В.Л., Балюк И.З. Применение обратного осмоса в системах водоподготовки в ликероводочной промышленности // ЦНИИТЭИПищепром, Обзорная информация, серия 24, вып. 12.- М., 1985. 24 с.

177. Яковлев C.B., Краснобородько Н.Г., Рогов В.М. Технология электрохимической очистки воды Л.: Стройиздат, 1987. -312с.

178. Чепеняк П.А. Исследование сорбционной способности обратноос-мотических мембран в водных растворах сульфатов железа, цинка и натрия/

179. C.B. Ковалев, С.И. Лазарев, П.А. Чепеняк// СПб.: Прикладная химия, 2010. Т. 83, вып. 1.- С. 47-51.

180. Чепеняк П.А. Сорбционные характеристики обратноосмотических мембран/ В.Л. Головашин, C.B. Ковалев, К.С. Лазарев, П.А. Чепеняк// Воронеж: Сорбционные и хроматографические процессы, 2010, Т. 10, вып. 2.- С. 201-207.

181. Чепеняк П.А. Исследование сорбции пористых полимерных мембран в водных натрийсодержащих растворах. / П.А. Чепеняк, O.A. Абоносимов, С.И. Лазарев, C.B. Ковалев // Иваново: Изв. Вузов. Химия и химическая технология. 2009. Т. 52, - Вып. 12. - С. 114-116.

182. Чепеняк П.А., Глухова О.Б. , Буланов A.C. Диффузионная проницаемость водного раствора кальцинированной соды через мембранный элемент трубчатого типа с турбулизатором. Сборник статей магистрантов ТГТУ, Тамбов: Вып. 16 2009.- С. 184-17.

183. Чепеняк П.А. Математическое описание электродиффузионного переноса в электро-баромембранных процессах/ П.А. Чепеняк, B.JI. Головашин. С.И. Лазарев. Материалы совещания с международным участием ЭХОС2010. Тамбов 2010. С.49-51.

184. Чепеняк П.А. Исследование сорбционной емкости ультрафильтрационных мембран в водном растворе триполифосфата натрия и тринатрийфос-фата. / П.А. Чепеняк, O.A. Абоносимов, A.C. Лазарев // Тамбов: Вестник ТГУ, 2008-№5-С. 124-126.

185. Патент РФ№2324529 от 13.10.2010г. Электробаромембранный аппарат плоскокамерного типа /. Чепеняк П.А, Лазарев С.И., Ковалев С.В и др.

186. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ №2010613145 от 13.05.2010г. РФ. Расчет поля концентрации в баромембранном канале/ Чепеняк П.А., Головашин В.Л., Лазарев С.И., Вязовов С.А. и др.