Том 9 стр. 720-740

О.У. Гапурова, В.Б. Наумовский, И.Г. Галиулин, И.Т. Гарипов, Р.Р. Хайдаров

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ БИОЦИДНЫХ МЕМБРАН ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОПРЕСНЕНИЯ ВОДЫ

Аннотация. Рассмотрены технологические аспекты создания биоцидных обратноосмотических мембран для очистки и опреснения солоноватых артезианских, сточных и оборотных вод. Отработаны три способа поверхностной модификации промышленных полиамидных мембран: адсорбция ионов металла с последующим восстановлением боргидридом натрия; формирование на поверхности мембраны комплекса металла с катионным полиэлектролитом; нанесение предварительно синтезированных коллоидных частиц. Получены четыре образца мембран, содержащих наночастицы серебра, меди, оксида меди и биметаллические наночастицы Cu–Ag. Все модифицированные образцы проявили выраженный бактерицидный эффект; наилучшее сочетание биоцидной активности и сохранения транспортных характеристик обеспечивают мембраны с наночастицами Cu–Ag (снижение производительности не более 1 %). На их основе изготовлены опытно-промышленные образцы блочно-модульной системы опреснения, внедрённые на ряде объектов Республики Узбекистан.

Ключевые слова: обратный осмос, полиамидная мембрана, биообрастание, биоплёнка, наночастицы серебра и меди, биметаллические наночастицы, полигексаметиленбигуанидин, полиэтиленимин, опреснение воды.

 

Для цитирования: Технологические аспекты создания биоцидных мембран для очистки и опреснения воды / О.У. Гапурова, В.Б. Наумовский, И.Г. Галиулин, И.Т. Гарипов, Р.Р. Хайдаров // Управление техносферой: электрон. журнал, 2026. Т. 9. Вып. 3. C. 720 – 740. DOI: 10.35634/UdSU.2026.76.71.010

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. JooH., TanselB. Novel technologies for reverse osmosis concentrate treatment: A review, Journal of Environmental Management, 2015. vol. 150, рр. 322–335.
  2. GreenleeF., LawlerD.F., Freeman B.D. et al. Reverse osmosis desalination: water sources, technology, and today’s challenges, Water Research, 2009, ol. 43, no.9, pp. 2317–2348.
  3. LeeP., ArnotT.C., Mattia D. A review of reverse osmosis membrane materials for desalination – development to date and future potential, Journal of Membrane Science, 2011, vol. 370, no 1–2, pp. 1–22.
  4. GarudM., KoreS.V., Kore V.S. et al. A short review on process and applications of reverse osmosis, Universal Journal of Environmental Research and Technology, 2011, vol. 1, no. 3, pp. 233–238.
  5. Sedighi, UsefiM.M.B., Ismail A.F. et al. Environmental sustainability and ions removal through electrodialysis desalination, Desalination, 2023, vol. 549. Art. 116319.
  6. Gurreri, TamburiniA., Cipollina A. et al. Electrodialysis applications in wastewater treatment for environmental protection and resources recovery, Membranes, 2020, vol. 10, № 7. Art. 146.
  7. Xu, BellonaC., Drewes J.E. Fouling of nanofiltration and reverse osmosis membranes during municipal wastewater reclamation: Membrane autopsy results from pilot-scale investigations, Journal of Membrane Science, 2010, vol. 353, no. 1–2, pp. 111–121.
  8. CornelissenR., VrouwenvelderJ.S., Heijman S.G. et al. Periodic air/water cleaning for control of biofouling in spiral wound membrane elements, Journal of Membrane Science, 2007, vol. 287, no. 1, pp. 94–101.
  9. Ingham High-capacity water-treatment system feeds industrial pure-water users, Membrane Technology, 2001, no. 139, pp. 10–12.
  10. HumphriesR., WoodM.S. Reverse osmosis environmental remediation. Development and demonstration pilot project, Desalination, 2004, vol. 168, pp. 177–184.
  11. AroraC., MaheshwariS.K., Jain A. et al. Use of membrane technology for potable water production, Desalination, 2004, vol. 170, no. 2, pp. 105–112.
  12. МихайловаР.Н., КирьяноваЛ.Ф., Кошелев К.К. и др. Новые гигиенические средства для подготовки, стерилизации и консервации воды и напитков // Экология человека и медико-биологическая безопасность населения: материалы научно-техн. конф. М., 2003. С. 109.
  13. Alammar, ParkS.-H., Williams C.J. et al. Oil-in-water separation with graphene-based nanocomposite membranes for produced water treatment, Journal of Membrane Science, 2020, vol. 603, Art. 118007.
  14. Mollahosseini, AbdelrasoulA. Molecular dynamics simulation for membrane separation and porous materials: A current state of art review, Journal of Molecular Graphics and Modelling, 2021, vol. 107, Art. 107947.
  15. GaripovT., KhaydarovR.R., Gapurova O.U. et al. Silver nanoparticles as a new generation of antimicrobial prophylaxis // Journal of Siberian Federal University. Biology, 2019, vol. 12, vol. 3, pp. 266–276.
  16. Saleem, ZaidiS.J. Nanoparticles in reverse osmosis membranes for desalination: A state of the art review, Desalination, 2020, vol. 475, Art. 114171.
  17. GaripovT., KhaydarovR.R., Gapurova O.U. et al. Antimicrobial silver nanomaterials // Biocides: Uses, Exposure and Risks / K.L. Bang (Ed.). New York: Nova Science Publ., 2020, pp. 60–72.
  18. ГариповИ.Т., ЮлдашевА.Б., Хайдаров Р.Р. и др. Получение и применение катионита с нановключениями серебра // Управление техносферой, 2020. Т. 3, вып.  С. 386–400.
  19. GaripovT., KhaydarovR.R., Gapurova O.U. et al. The application of fiber ion exchange sorbents for wastewater treatment and purification of gas mixtures, Journal of Energy, Environmental & Chemical Engineering, 2020, vol. 5, no. 1, pp. 10–13.
  20. Ben-Sasson, ZodrowK.R., Qi G. et al. Surface functionalization of thin-film composite membranes with copper nanoparticles for antimicrobial surface properties, Environmental Science & Technology, 2014, vol. 48, no. 1, pp. 384–393.
  21. Von Harpe A., Petersen, LiY. et al. Characterization of commercially available and synthesized polyethylenimines for gene delivery, Journal of Controlled Release, 2000, vol. 69, vol. 2, pp. 309–322.
  22. Kobayashi, HiroishiK., Tokunoh M. et al. Chelating properties of linear and branched poly(ethylenimines), Macromolecules, 1987, vol. 20, no. 7, pp. 1496–1500.
  23. Toshima, YonezawaT. Bimetallic nanoparticles – novel materials for chemical and physical applications, New Journal of Chemistry, 1998, vol. 22, no. 11, pp. 1179–1201.
  24. Ferrando, JellinekJ., Johnston R.L. Nanoalloys: from theory to applications of alloy clusters and nanoparticles, Chemical Reviews, 2008, vol. 108, no. 3, pp. 845–910.
  25. ГариповИ.Т., ЮлдашевА.Б., Абдухакимов М.К. и др. Новый импортозамещающий антискалант для мембранных систем опреснения воды // Наука и инновационное развитие, 2020. № 6. С. 103–114.
  26. YuldashevB., GaripovI.T., Khaydarov R.R. Direct osmotic desalination technique by solar energy, nternational Journal of Natural Resource Ecology and Management, 2020, vol. 5, no. 3, pp. 84–89.

 

Сведения об авторах

Гапурова Ольга Урумбаевна

к.х.н., младший научный сотрудник, Институт ядерной физики, Академия наук Республики Узбекистан, 100214, Ташкент, Узбекистан.

Email: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Наумовский Валерий Борисович

младший научный сотрудник, Институт ядерной физики, Академия наук Республики Узбекистан, 100214, Ташкент, Узбекистан.

Email: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Галиулин Ильдар Галиевич

младший научный сотрудник, Институт ядерной физики, Академия наук Республики Узбекистан, 100214, Ташкент, Узбекистан.

Email: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Гарипов Ильнур Тагирович

младший научный сотрудник, Институт ядерной физики, Академия наук Республики Узбекистан, 100214, Ташкент, Узбекистан.

Email: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Хайдаров Ренат Рашидович

к.ф.-м.н., зав. лаборатории междисциплинарных технологий, Институт ядерной физики, Академия наук Республики Узбекистан, 100214, Ташкент, Узбекистан.

Email: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Полнотекстовая версия - pdf(539kb)