Процессы удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод с использованием генератора микропузырьковой обработки и гидроксида аммония

• Автор: Маланова, Наталья Викторовна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 105 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И АНАЛИЗ СПОСОБОВ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ

1.1. Понятие жесткости воды и единицы измерения

1.2. Кристаллографические модификации карбоната кальция

1.3. Классификация способов умягчения воды

1.3.1. Термический способ

1.3.2. Реагентные способы

1.3.3. Способы ионного обмена

1.3.4. Магнитная обработка воды

1.4. Понятие и получение микропузырьковых газожидкостных сред

1.5. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объекты исследований
2.2. Методики анализов
2.3. Программа проведения экспериментов и лабораторный стенд для микропузырьковой обработки водных растворов с использованием гидроксида аммония
ГЛАВА 3. ТЕРМОДИНАМИКА И КИНЕТИКА ПРОЦЕССА УДАЛЕНИЯ ГИДРОКАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОКСИДА АММОНИЯ
3.1. Термодинамика процесса удаления гидрокарбоната кальция с использованием гидроксида аммония
3.2. Исследование кинетики образования карбоната кальция в присутствии гидроксида аммония

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МИКРОПУЗЫРЬКОВОЙ ОБРАБОТКИ НА ПРОЦЕСС УДАЛЕНИЯ ГИДРОКАРБОНАТА КАЛЬЦИЯ С УЧАСТИЕМ ГИДРОКСИДА АММОНИЯ
4Л. Микропузырьковая обработка водных растворов с применением гидроксида аммония
4.2. Исследование состава осадков карбоната кальция
4.3. Разработка аппаратурно-технологической схемы микропузырьковой обработки с использованием гидроксида аммония для удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод
4.3.1. Расчет диаметра отверстий решетки
4.3.2. Расчет диапазона изменений перепада давления на решетке
4.3.3. Определение конструктивных размеров решетки
4.3.4. Описание аппаратурно-технологической схемы микропузырьковой обработки с использованием гидроксида аммония для удаления гидрокарбоната кальция из подземных вод
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРИМЕР РАСЧЕТА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА НА ЗАДАННУЮ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3.

ВВЕДЕНИЕ
Жесткость воды - общая проблема для муниципальных систем водоснабжения, промышленных предприятий и тепловых станций. Особенно чувствительна данная проблема там, где для хозяйственно-питьевого водоснабжения используют подземные и грунтовые воды. Например, в Западно-Сибирском регионе для водоснабжения в основном используются подземные воды, которые характеризуются жесткостью, связанной с наличием в составе минеральных примесей до 70-80 мае. % гидрокарбоната кальция. Ионы кальция и магния, обусловливающие жесткость воды, образуют малорастворимые соединения, инкрустирующие поверхности теплообменных аппаратов, теплоэнергетических установок, трубопроводов, что приводит к резкому снижению эффективности их работы, перерасходу топлива, частым остановкам для чистки. Для использования таких подземных вод в питьевых и технических целях необходимо применение водоподготовки с обязательной стадией умягчения воды.
Для снижения жесткости воды применяют следующие методы: термические, реагентные, ионного обмена, мембранные, магнитной обработки и комбинированные, представляющие собой различные их сочетания. Перечисленные методы хотя и получили широкое распространение, но имеют ряд недостатков, связанных с большим расходом реагентов, необходимостью предварительной подготовки воды, обработкой сточных вод и сложностью с их сбросом. Наличие перечисленных недостатков приводит к поиску новых технологических решений для интенсификации процесса снижения жесткости воды. В настоящее время развиваются комбинированные технологии водоподготовки, сочетающие «классические» процессы с физическими.
Известно, что перспективным способом интенсифицирования технологических процессов является увеличение степени дисперсности взаимодействующих систем и поверхности контакта фаз. Одним из решений, которое можно использовать для этой цели, является создание микропузырьковых

концентрацию аммонийного азота в пробе находили, исходя из I радхировочной зависимости величины электродного потенциала от значения отрицательного логарифма активности ионов аммония.
Измерение концентрации гидрокарбонат-ионов проводили титриметрическим методом в соответствии с РД 52.24.493-2006 «Массовая концентрация гидрокарбонатов и величина щелочности поверхностных вод суши и очищенных сточных вод». Выполнение измерений массовой концентрации гидрокарбонатов основано на титровании пробы воды раствором сильной кислоты (соляной или серной), в результате чего карбонаты и гидрокарбонаты образуют слабую угольную кислоту, распадающуюся в раем воре на вод) и диоксид углерода. Анионы других слабых кислот, если они ирису кмвхни в воде, превращаются в соответствующие кислоты, гидроксид-ионы - в воду.
Оптическая плотность водных растворов зависит от содержания твердой фазы карбоната кальция. Поэтому измерение оптической плотности проводили спектрофотометрическим методом при длине волны 540 нм согласно ГОСТ 3351-74 «Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, иве I ноем и и мутности».
Характеристики методик количественного химического анализа воды представлены в таблице 6.