Презентация на тему Новые процессы и новые материалы в водоподготовке

хотел бы сегодня говорить...
О значимости воды
Новые виды мембран
Track Etched

Membranes
Аквапорин-содержащие мембраны
Наноматериалы в водоподготовке
Фуллерены
Графены
F(orward) O(smosis), новый мембранный процесс
Некоторые вопросы водоподготовки, связанные с темой моего доклада

воды
Из моей презентации в Каунасе, октябрь 2008 и всех

последующих
Вода – эта основа жизни и любой человеческой деятельности.
Служба разведки ВМФ MI6 Великобритании в 2008 г. заявила: в интервале 2015 – 2020 гг. между Индией и Бангладеш развязывается первая в мире война за воду в последствии интенсификации конфликтов из-за уменьшающихся гималайских водных ресурсов. (Home Security News Wire, 13-09-2012)
Необходимо экономить воду, беречь чистоту водоемов!!!

мембран 2.1. Track Etched Membranes
Получают путем
обработкой лучом лазера
бомбардировки

заряженными частицами с последующей химической обработкой полимерной пленки
Заранее заданные и практически одинаковые – несколько десятков нм - размеры получаемых пор
Некоторые области применения:
ультрафильтрация
выделение определенных видов клеток
отделение/удержание частиц заданных размеров
регулирование потока жидкости в биосенсорах
в Дубне организовано серийное производство ТЕМ

мембран 2.2. Аквапорин-содержащие – 1.
Аквапорины – это интегральные мембранные белки,

которые формируют поры в мембранах клеток
избирательно пропускают молекулы воды, позволяя ей поступать в клетку и покидать ее
в то же время препятствуют протоку ионов и других растворимых веществ
Петер Агре в 2003 г получил Нобелевскую премию за открытие аквапоринов

Схема движения воды через селективный аквапорин-канал (взята из Википедии)

мембран 2.2. Аквапорин-содержащие – 2.
Aquaporin Inside – эта PES мембрана,

поверхность которой модифицорована аквапоринами, включенными в биоподобный матрикс
производительность мембраны растет на 40 – (250) % - с 25 на 100 и более л/м2/час/бар
NASA уже проводит испытания AIT мембран

водоподготовке Замечания автора
Нано-частицы способны проникнуть в живые клетки, по этой

причине представляют огромную опасность для любых живых организмов, включая Homo sapiens на всей планете
Они могут попадать и обязательно попадают в сточные воды
Они проходят через установку ультрафильтрации – считается Best Applicable Technology в очистке сточных вод и получает все большее распространение - и могли бы прожодить даже через нанофильтры
Сегодня на городских установках очистки сточных вод НЕТ ни нанофильтрации, ни осмотических установок, которые бы удаляли наночастицы
Человек не должен играть с огнем, пока нет эффективных технологий удаления наночастиц из стоков!

водоподготовке 3.1. Фуллерены
Это молекулярные соединения, аллотропные формы углерода
Представляют собой выпуклые

замкнутые многогранники, составленные из чётного числа трёхкоординированных углеродных атомов
Нобелевская премия 1996 присуждена Крото, Смолли и Кёрлу за открытие фуллеренов

Фуллерен С60
(из Википедии)

Фуллерен С540
(из Википедии)

водоподготовке 3.1. Фуллерены – 2.
Хорошо адсорбируют органику из воды (о

десорбции нет данных)
Могут быть удалены коагуляцией
Считают безопасным для человека (одиночные данные)
Шингит – это природный фуллерен, который начиная с 1990 используется в России в очистке воды (бактерии, нитраты, органика, тяжелые металлы)
Залежи в области озера Онега

водоподготовке 3.2. Графены -1
Двумерная аллотропная модификация углерода
Представляет собой слой

атомов С
Толщинна слоя - один атом
Атомы С соединены в гексагональную двумерную кристаллическую решетку
Получают при механическом воздействии на высокоориентированный пиролитический графит или действием серной и соляной кислот на графит
из нанотрубок и т.д.

Графен
(из Википедии)

водоподготовке 3.2. Графены - 2
Истинно плоский кристалл обладающий
большой механической

жесткостью
очень высокой теплопроводностью
самой высокой подвижностью носителей зарядов среди известных материалов

Возможное применение:
Perforene RO membrane (Lockheed-Martin patented)
возможна коммерциализация
возможно изменить, регулировать размер пор
Дистилляция этанола при комнатной температуре
биоэтанол
Транзисторы, конденсаторы, IC, нанокомпьютер, и т.д.
и многое другое

новый мембранный процесс - 1
Вода приникает через мембрану, чтобы

снизить осмотическое давление draft solution, солевого раствора с высоким осмотическим давлением
внешнее давление отсутсвует
более простые примемы предочистки

мембранный процесс - 2
Чистая вода получается путем концентрирования –

восстановления осмотического давления draft solution
термическая обработка
- обратный осмос
и т.д.

Your Attention
My Hungarian colleges and me are opened
for

discussions
for technical and
commercial co-operation
ready to work out a feasibility study and
to supply the WTP

Author and Contact person
Mr Lajos LŐRINCZ
Phone:
+ 7 985 773 39 14
Fax:
+ 7 495 236 53 32
E-mail
lorincz@co.ru

фильтрования

for wastewater treatments
Recirculated or external MBR
Integrated or submerged MBR

(sMBR)

SMBRs are today considered as a BAT
(Best Available Technology) (Enrico Drioli, Italy)

в первую очередь, в поверхностных водах (реки, озера)
Продукты вегетации

(tannic and fulvic acids)
Промышленные отходы
Бытовые отходы
Отходы животного происхождения
и т.д.

воды
Ионообменные смлоы адсорбируют органику и частично удаляют их путем

ионного обмена
Слабоосновные аниониты удаляют 40-70%
Сильноосновные стирольные аниониты удаляют 20-90%
Сильноосновные сакриловые аниониты удаляют 50-90%
Активированный уголь после 4 недели работы удаляет < 20%
Для питьевой воды можно использовать: PUROLITE TANEX
Мембраны, в первую очередь, RO

удельной электропрово-димостью 0,5 – 2,0 µS/cm для паровых котлов

высокого давления (100 – 140 bar)
Ионный обмен с прямоточной регенерацией
Вода на собственные нужды около 35 %
Ионный обмен с противоточной регенерацией
Вода на собственные нужды около 3 - 6 %
Reverse osmosis (RO)
Вода на собственные нужды 20 - 30 % в зависимости от recovery
Рабочее давление: 5 – 15 – 100 бар
Будущее: Forward or Direct osmosis (FO, DO)
Нет внешнего давления
DM воду получают из комбинированной FO/RO установки

удельной электропрово-димостью 0,5 – 2,0 µS/cm для паровых котлов

высокого давления (100 – 140 bar)

Физические процессы
Reverse osmosis (RO)
Вода на собственные нужды 20 - 30 % в зависимости от recovery
Рабочее давление: 5 – 15 – 100 бар
Будущее: Forward or Direct osmosis (FO, DO)
Нет внешнего давления
DM воду получают из комбинированной FO/RO установки

Химические процессы
Ионный обмен с прямоточной регенерацией
Вода на собственные нужды около 35 %
Ионный обмен с противоточной регенерацией
Вода на собственные нужды около 3 - 6 %