Національний науковий центр «Харківський Фізико-Технічний Інститут» Електросорбційний очищувач води з нанопористыми карбоновими електродами Дмитро Кудін, молодший науковий співробітник, ННЦ ХФТІ Харків 21 травня 2015
Проблеми якості питної води Ø Забруднення нітратами Ø Забруднення важкими металами Ø Високий рівень мінералізації Ø Жорсткість Причини: • Інтентенсивна с/г діяльність • Промислові викиди
Принцип ємнісної деіонізації води
Схема експериментального стенду WATER FLOW Низьковольтне джерело живлення Система електродів Вхідний клапан Прототип електросорбційного очищувача води Вихідний клапан
Модифікація карбонового матеріалу Питомий електричний опір до нанесення шару титану становив 32 Ом/см, після нанесення титану з однієї сторони карбонового матеріалу - 11 Ом/см, після нанесення титану з двох сторін - 8 Ом/см. Рис. 1. Поверхня карбонового матеріалу без нанесеного титану (ліворуч), з нанесеним титаном (праворуч). Поверхню зразків матеріалу САУТ-1 С було досліджено з використанням електронного скануючого мікроскопу. Отримані фотографії наведено на Рис. 2. Поверхня карбонового матеріалу з нанесеним титаном
Деіонізація модельних розчинів Na. Cl TDS, ppm 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 900, ppm 450, p pm - 0 5 10 Time, min 15
Дослідження деіонізаціі реальних водних розчинів Результати тестування наведено в таблиці: Параметр Зразок 1 до обробки Зразок 1 після обробки Зразок 2 до обробки Зразок 2 після обробки p. H 8. 24 6. 69 7. 68 6. 84 TDS, ppm 607 130 480 180 NO 3, mg/l 264, 5 15, 22 70, 93 12, 68 Na, mg/l 26, 8 0, 8 31, 76 14, 82 Cl, mg/l 82, 56 10, 1 18, 72 7, 22 K, mg/l 7, 8 0, 7 49, 51 4, 68 Ca, mg/l 23, 64 6, 55 69, 54 27, 32 ГДК NO 3 - 45 мг/л.
Проривна технологія (конкурентні переваги) ь Низькі енерговитрати ь Низька вартість пристрій+обслуговування ь Не потребує тиску ь Низький рівень промивної води (20%) у порівнянні зі зворотнім осмосом (80%) ь Висока ефективність видалення нітратів ь Стабильность уровня очистки воды ь Екологічно чиста технологія ь Не потребує хімічних реагентів ь Легка у використанні
Порівняння технологій деіонізації води Зворотній осмос Вистати на пристрій Операційні витрати Промивна вода Енерговитрати Витратні матеріали Біологічне заростання Видалення іонів Іон-обмінні смоли $$ $$ Ємнісна деіонізація води $$ $$ $ Up to 60 -80% Високі Мембрани Up to 15%, Salt brine Низькі Хімікати Високе Низьке 15 -20% Низькі Карбонові електроди Низьке Так Видаляються іони тільки одного типу Так У порівнянні з ємнісними системами Voltea прототип ємнісної деіонізації води у два-три рази дешевше за рахунок більш високої сорбційної здатності та дешевого матеріалу.
Ринок Target customers : Власники заміських котеджів і заможні жителі сільської місцевості піклуються про власне здоров'я, міні-готелі. Без централізованого водозабезпеченя, 2, 6 млн (75%) Перспективних споживачів, 130 000 (5 % ) Централізоване водозабезпечення, 1 млн (25%) 5 років життєвий цикл CDI Кіл-сть в сільскій місцевості, 3, 6 млн (32%) Кіл-сть домогосподарств, 7, 4 млн. (68%) Ємність ринка 10 ml $ / year 380 долл. /од. Ємність ринка 26 000 unit/year The global water purifiers' market revenues are anticipated to grow at the compounded annual growth rate of around 10% during 2013 -18. (“Global Water Purifier Market Forecast & Opportunities, 2018”)
Міжнародна співпраця Проект УНТЦ Р 658
Висновки • У ННЦ ХФТІ розроблено прототип системи ємнісної деіонізації води, що може використовуватись для денітрифікації, знесолення та пом'якшення питної води. • Питома сорбційна здатність розробленої системи знаходиться на рівні кращих світових зразків. • Розроблений зразок пристою викликав високу зацікавленість у приватної компанії Somnio. Global (США), що призвело до укладання угоди про виконання спільного науково-дослідного проекту з подальшого вдосконалення систем ємнісної деіонізації води та створення комерційного привабливого прототипу.
Контактна інформація Дмитро Кудін, молодший науковий співробітник, ННЦ ХФТІ Phone: +38 (057) 335 39 26 Email: kudin@kipt. kharkov. ua
Скачать презентацию Національний науковий центр Харківський Фізико-Технічний Інститут Електросорбційний очищувач
Електросорбционный очиститель воды.ppt