Mavzu: Ion almashinuvi ustunlari

Mavzu: Ion almashinuvi ustunlari

Reja:

• 
  Ion almashinuvi haqida umumiy ma’lumot.
  
• 
  Ion almashinadigan ustunlarning dizayni va ishlash prinspi haqida
  

Ion almashinuvi - bu erimaydigan qattiq moddada mavjud bo'lgan bir turdagi ionning boshqa bir turdagi zaryad bilan qattiq moddalarni o'rab turgan eritmada mavjud bo'lgan teskari almashinuvi, ayniqsa suvni yumshatish yoki mineralizatsiya qilish, kimyoviy moddalarni tozalash va moddalarni ajratish uchun ishlatiladigan reaktsiy.

Ion almashinuv ustunlari , ushbu ustunlar ion almashinish parametirlarini hisobga olgan holda hamda kon maydonidan kelayotgan eritma hajmiga nisbatan ustun balandligi va diametiri tanlanadi.
Ion almashinuv ustunlari asosan balandligi 10 m gacha diametiri esa 3 m gacha bo’ladi , bazi hollarda o’lchamlari kattaroq b’lishi mumkin
Yadro energetikasi va uning asosiy yoqilg'isi uran (U) global energiya ta'minotini karbonsizlantirishda hal qiluvchi rol o'ynaydi [1] , [2] . Atom energetika sanoatining gullab-yashnashi bilan bir qatorda, U rudalarini qazib olish va maydalash jarayonida ko'p miqdorda U tarkibidagi oqava suvlar ajralib chiqadi [3] . U biosfera uchun juda xavfli bo'lganligi sababli, oqava suvlar to'g'ri ishlov berilmasa, ekotizimga jiddiy tahdid solishi mumkin [4] .


Ion almashinuv jarayoni - bu eritma tarkibidagi zaryadlangan ionlarning smola tarkibidagi zaryadlangan ionlar (funksinal guruhlar) bilan o’zaro almanishuvi va birikishidir. Bu jarayon turli xil fazali ionlar o’rtasida kechishi mumkin

Uranil (U ^VI O ₂ ²⁺ ) tarkibida U boʻlgan oqava suvlarda dominant U turi hisoblanadi [5] . Ion almashinuvi (IX) oqava suvlarni tozalash amaliyotida U(VI) ni yo'qotishning eng ko'p qabul qilingan usuli hisoblanadi [6] , [7] . Kuchli asosli anion (SBA) almashinadigan qatronlar to'rtlamchi amin guruhlariga ([-N(CH ₃ ) ₃ OH]), keng ishlaydigan pH diapazoniga va U uchun yuqori selektivlikka ega . SBA shuning uchun U ni davolashda eng ko'p ishlatiladigan IX qatronlari hisoblanadi. -tarkibida oqava suvlar [5] . Bugungi kunga kelib, IX tomonidan U olib tashlash bo'yicha ko'plab tadqiqot harakatlari yangi materiallarni ishlab chiqishga, olib tashlash samaradorligi va imkoniyatlariga va muayyan davolash maqsadlari uchun ish sharoitlariga qaratilgan [7] , [8] , [9] , [10] . Biroq, sanoat operatsiyalarida IX qatronlarining progressiv deaktivatsiyasi ushbu keng tarqalgan texnologiya [11] uchun doimo to'siq bo'lib qolmoqda . Tarixiy jihatdan, IX-ga asoslangan U konining oqava suvlarini tozalash jarayoni odatda toza fizik-kimyoviy suvni tozalash jarayoni sifatida qabul qilinadi. Ekstraksiya qilingan ionlar tomonidan IX funktsional guruhlarning bloklanishi odatda qatronlar deaktivatsiyasining asosiy sababi hisoblanadi [12] . Biroq, IX samaradorligi ham massa uzatish jarayonlariga, ham ion adsorbsiyasi/almashinuv jarayoniga bog'liq [13] , ayniqsa birinchisiga [14] . Shuning uchun, to'siq bo'lgan massa o'tkazuvchanligi IX jarayonida qatronlarning deaktivatsiyasi uchun ham javobgar bo'lishi mumkin.

IX ustunlarning uzoq muddatli uzluksiz ishlashi davomida qatronlar makrog'ovak tuzilishi tufayli mikroorganizmlarning biriktirilishi va o'sishi uchun mos muhitni ta'minlaydi [15] . Ayni paytda, qatron matritsasi moddasi mikroorganizmlarning rivojlanishi uchun ozuqa moddalari sifatida ishlatilishi mumkin [16] , [17] . Shu sababli, IX tizimlarida qatronlar yuzalarida biofilmlarning paydo bo'lishi muqarrar [16] , bu biofouling va massa uzatish samaradorligini pasaytirishi, hatto ishlash muddatini qisqartirishi va yuqori operatsion xarajatlarga olib kelishi mumkin. 
Bundan tashqari, biofilmlarning mavjudligi potentsial uzoq muddatli mikrobial U metabolizmiga imkon beradi [18] . Bioreduksiya, bioakkumulyatsiya, biosorbsiya va biopresipitatsiya kabi mikroorganizmlar ishtirokidagi jarayonlar U [19] ni harakatsizlantirishi mumkin . Shuning uchun IX ustunlardagi mikrobial vositachilik faoliyatini chuqur tushunish IX texnikasini amalga oshirish uchun foydali bo'ladi. Biroq, real sharoitlarda qatronga biriktirilgan mikroorganizmlar to'g'risidagi ma'lumotlar kam va qatron biofilmidagi mikrobial jamoa U ning olib tashlanishiga qanday ta'sir qiladimi va qanday ta'sir qilishi noma'lumligicha qolmoqda.
Shu sababli, biz haqiqiy U shaxta suvini tozalash uchun to'liq miqyosli IX kolonnada IX qatronlarini deaktivatsiya qilish mexanizmlarini ochib berishni maqsad qilganmiz . Ushbu tadqiqotning maqsadlari (1) IX qatronini deaktivatsiya qilish mexanizmlarini ochish; (2) IX tizimida mikrobial vositachi U olib tashlashni tasdiqlash; (3) qatron biofilmidagi yadro a'zolari va mikrobial o'zaro ta'sirlarni aniqlang. Ushbu tadqiqot U o'z ichiga olgan chiqindi suvlarni tozalashda IX qatronlarini o'chirish mexanizmlari bo'yicha yangi tushunchalarni taqdim etadi, bu esa U o'z ichiga olgan oqava suvlarni tozalashda IX tizimlarini kelajakda amaliy qo'llashni osonlashtirishi mumkin.