В последнее время наблюдается значительное повышение минерализации поверхностных водоемов вследствие природных и антропогенных факторов. Увеличение водопотребления природной воды объясняется ростом населения Земли, развитием промышленного сектора и другими факторами. Особенно остро данная проблема стоит в промышленных регионах, которые сбрасывают огромные объемы недостаточно очищенных вод. Это приводит к заболачиванию маловодных рек, которые являются источниками водоснабжения населения и промышленных предприятий, изменению химического состава воды и ее качественных характеристик. Поэтому проблема обессоливания, а также поиск эффективных экологически безопасных малоотходных технологий очистки природных и сточных вод являются весьма актуальными в области защиты водных ресурсов.
На сегодняшний день для обессоливания воды применяют баромембранные процессы – обратный осмос, нанофильтрацию и ультрафильтрацию [1–3]. При этом образуются значительные объемы концентратов с высоким уровнем минерализации. Поскольку обратноосмотическая мембрана задерживает все анионы, то происходит их накопление в концентрате, поэтому переработка данных концентратов является весьма сложной проблемой, на сегодняшний день не существует эффективных методов их переработки. Применение методов нанофильтрации является целесообразным в случае незначительных концентраций хлоридов и нитратов в воде, что позволяет получить концентраты, которые содержат в основном сульфаты, гидрокарбонаты и ионы жесткости. Данные концентраты можно эффективно очистить при реагентном умягчении с использованием высокоосновных алюминиевых коагулянтов [4]. В работах [5, 6] показано, что при наличии в растворе только сульфатов, переработка концентратов электродиализом позволяет получать щелочь, серную кислоту и обессоленный раствор. При наличии в растворе только хлорид анионов, карбонатов и гидрокарбонатов можно получать при электродиализе щелочь и соляную кислоту или гипохлорид натрия [7]. Поэтому разделение данных анионов при очистке минерализованных шахтных или сточных вод является важной и актуальной проблемой, что позволит очищать концентраты с дальнейшим получением полезных продуктов. Реагентным методом разделить данные анионы невозможно. Нанофильтрационная мембрана задерживает сульфаты, но пропускает как хлориды, так и нитраты, обратноосмотическая мембрана имеет высокую селективность по всем анионам, поэтому их разделение на данной мембране является невозможным. Целью работы было изучение эффективности процессов ионообменного разделения сульфатов, хлоридов и нитратов при дальнейшей эффективной переработке концентратов.