Знефторення води модифікованими мембранами з природних матеріалів

Abstract

Встановлено умови модифікування мембран з природних матеріалів — керамічних з глинистих мінералів та лігноцелюлозних (з деревини) гідроксосполуками Al(ІІІ) у вигляді динамічних мембран (ДМ) для знефторення води. Показано, що нормативні значення ГДК для F− у питній воді в результаті знефторен- ня розчинів керамічними та лігноцелюлозними мембранами було досягнуто при вихідній концентрації F− до 10 мг/дм3, pH 6,5—7,0, робочому тиску 1,0 МПа, концентрації Al(ІІІ) у модифікувальному розчині відповідно 33,4—65,0 і 42,2—65,6 мг/дм3 та мембранопідтримувальній добавці — 11 мг/дм3. За цих умов концентрація Al(ІІІ) у пермеаті була нижчою, ніж його ГДК у питній воді. У результаті цього на поверхні обох мембран формувався додатковий затримувальний шар у вигляді ДМ з частинок гідроксосполук Al(ІІІ), що зменшувало їх питому продуктивність. Високу ефективність знефторення розчинів можна пояснити утворенням стійких алюмофторидних комплексів між іонами F− і позитивно зарядженими ча- стинками Al(ОН)3 при рН нижче ізоелектричної точки. Адсорбція незв’язаних фторид-іонів відбувалася на поверхні ДМ, утвореної із Al(ОН)3. Важливу роль у підвищенні ефективності процесу знефторення води відігравав також додатковий затримувальний шар із Al(ОН)3, який формувався на поверхні обох мембран. Це відбувалося за рахунок адсорбції F− гідроксидом алюмінію, що подавався як мембранопідтримувальна добавка. Запропоновано також використовувати зазначені мембрани для сумісного очищення води від Al(ІІІ) та іонів F− при вихідних концентраціях F− до 10 мг/дм3 і Al(ІІІ) 30 мг/дм3, рН 6,5—7,0 та робочо- му тиску 1,0 МПа. Ефективність знефторення можна пояснити утворенням стійких алюмофторидних комплексів, що затримувалися мембранами за рахунок стеричного фактору.