Исследование процессов ионообменного извлечения фосфатов

Фосфор є одним з продуктів метаболізму або деградації мікроорганізмів, але його надлишок призводить до прискореної евтрофікації. Основна причина евтрофікації - надмірна концентрація поживних речовин у воді, в тому числі фосфатів. Серед існуючих методів очищення води від фосфатів найбільш ефективним і дешевим методом є іонний обмін. Цей метод є переважаючим через можливість переробки регенераційних розчинів для отримання рідких добрив або інших корисних продуктів. В якості іонообмінних матеріалів використовувалися високоосновний аніоніт AB-17-8 і низькоосновний аніоніт Dowex Marathon WBA. Як середовище використовували дистильовану і водопровідну воду, близьку за характеристиками до стічних вод Бортницької станції аерації. Було показано, що обмінна ємність аніоніту Dowex Marathon WBA є низькою для фосфатів і його використання для видалення фосфатів недоцільне. Високоосновний аніоніт AB-17-8 в хлоридній та в лужній формі забезпечує ефективне видалення фосфатів з модельних розчинів. Вивчено вплив конкуруючих сполук сульфатів і хлоридів у водопровідній воді на ефективність сорбції фосфат-аніонів. Досліджено процеси регенерації з використанням розчинів хлориду натрію або амонію в концентрації 10-15%. Запропоновано спосіб видалення заважаючих сполук сульфатів з регенераційних розчинів у вигляді гіпсу, що дозволить повторно використовувати ці розчини для регенерації аніоніту.Phosphorus is one of the products of metabolism or degradation of microbial organisms, but its excess leads to accelerated eutrophication. The primary cause of eutrophication – is excessive concentration of nutrients in the water, including phosphates. Among the existing methods of water purification from phosphates ion exchange is the most effective and cheap one. This method is advantageous because of the possibility of processing of the regeneration solutions to produce liquid fertilizers or other useful products. Highly basic anionite AB-17-8 and low basic anionite Dowex Marathon WBA are used as the ion exchange materials. Distilled and tap water close to the characteristics of wastewater of Bortnichy aeration station was used as the medium . It was shown that the exchange capacity of anionite Dowex Marathon WBA for phosphates is low and its use for the removal of phosphates is inappropriate. The highly basic anionite AB-17-8 in chloride and in alkaline form provides effective removal of phosphates from model solutions. The influence of competing compounds of sulfate and chloride in tap water on efficiency of phosphate anions extraction was studied. Regeneration processes were investigated using solutions of sodium or ammonium chlorides in concentration of 10-15%. Method for the removal of interfering compounds of sulfates from regeneration solutions in the form of gypsum is proposed, which will allow re-use of these solutions for the regeneration of the anion exchanger.Фосфор является одним из продуктов метаболизма или деградации микробных организмов, но его избыток приводит к ускоренной эвтрофикации. Основная причина эвтрофикации – чрезмерная концентрация питательных веществ в воде, в том числе фосфатов. Среди существующих методов очистки воды от фосфатов наиболее эффективным и дешевым методом является ионный обмен. Этот метод является преимущественным из-за возможности переработки регенерационного раствора для получения жидких удобрений или других полезных продуктов. В качестве ионообменных материалов используется высокоосновный анионит AB-17-8 и низкоосновный анионит Dowex Marathon WBA. В качестве среды использовали дистиллированную и водопроводную воду, близкую по характеристикам к сточным водам Бортнической станции аэрации. Было показано, что обменная емкость анионита Dowex Marathon WBA является низкой для фосфатов и его использование для удаления фосфатов нецелесообразно. Высокоосновный анионит AB-17-8 в хлоридной и в щелочной форме обеспечивает эффективное удаление фосфатов из модельных растворов. Изучено влияние конкурирующих соединений сульфатов и хлоридов в водопроводной воде на эффективность сорбции фосфат-анионов. Исследованы процессы регенерации с использованием растворов хлорида натрия или аммония в концентрации 10-15%. Предлагается способ удаления мешающих соединений сульфатов из регенерационных растворов в виде гипса, что позволит повторно использовать эти растворы для регенерации анионита