Доочистка водопроводной воды активированным углем, модифицированным фуллеренами

• Автор: Грун, Надежда Аркадьевна
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 122 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Дообработка водопроводной воды

1.1.1 Способы дообработки питьевой воды

1.1.2 Адсорбция загрязнений из питьевой воды

1.1.3 Сорбенты, применяемые для дообработки питьевой воды,

их основные свойства

1.1.4 Активированные угли в доочистке воды

1.1.5 Модифицированные адсорбенты в доочистке воды
1.2 Фуллерены и фуллеренсодержащие материалы
1.2.1 Свойства фуллеренсодержащих материалов
1.2.2 Получение адсорбентов, модифицированных фуллеренами
1.3 Цель и задачи работы
ГЛАВА 2 ПОИСКОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ДООЧИСТКИ ВОДОПРОВОДНОЙ ВОДЫ АКТИВИРОВАННЫМ УГЛЕМ, МОДИФИЦИРОВАННЫМ ФУЛЛЕРЕНАМИ
2.1 Применение модифицированных сорбентов для очистки воды
2.1.1 Модифицированные сорбенты в очистке водных сред
2.1.2 Выбор активированного угля для проведения исследований
по доочистке воды
2.2 Экспериментальная установка
2.2.1 Лабораторная установка для проведения исследований
2.2.2 Методика измерений. Погрешность
2.3 Лабораторные исследования доочистки водопроводной воды
2.3.1 Проведение лабораторных исследований доочистки
водопроводной воды модифицированным активированным углем из скорлупы кокосового ореха

2.3.2 Проведение лабораторных исследований очистки водопроводной Воды модифицированным древесным активированным углем
2.4 Сравнение эффективности доочистки для разных
активированных углей
2.5 Выводы по Главе
ГЛАВА 3 ДООЧИСТКА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ НА ФИЛЬТРАХ
С СОРБЦИОННОЙ ЗАГРУЗКОЙ, МОДИФИЦИРОВАННОЙ ФУЛЛЕРЕНАМИ, В РЕЖИМЕ СОРБЦИЯ-РЕГЕНЕРАЦИЯ
3.1 Проведение фильтроциклов для определения сорбционной емкости модифицированных фуллеренами активированных углей
3.2 Пробная регенерация отработанных модифицированных
углей щелочью
3.3 Регенерация отработанных модифицированных углей
гипохлоридом натрия
3.4 Бактериологические исследования модифицированных фуллеренами активированных углей
3.5 Выводы по Главе
ГЛАВА 4 АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ, РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИХ ПРИМЕНЕНИЮ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ В ДООЧИСТКЕ ВОДОПРОВОДНОЙ ВОДЫ
4.1 Обобщенные показатели экспериментальных данных,
их графическая интерпретация
4.2 Аналитические зависимости технологических параметров доочистки водопроводной воды на фильтрах с активированным
углем, модифицированным фуллеренами
4.3 Технологическая схема доочистки водопроводной воды на фильтрах
с активированным углем, модифицированным фуллеренам
4.4 Определение себестоимости воды, доочищенной на установке
с модифицированным фуллеренами активированным углем
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение А. ПАСПОРТ Уголь березовый активированный дробленый
марки БАУ-А по ГОСТ
Приложение Б. График ситового анализа березового
активированного дробленого марки БАУ-А по ГОСТ
Приложение В. Результаты исследований обработки воды АУМбер
и АУберисх (объем обработанной воды 4265 л)
Приложение Г. График зависимости содержания железа в исходной воде
и воде, обработанной АУМбер и АУберисх
Приложение Д. График зависимости цветности исходной воды
и воды, обработанной АУМбер и АУберисх
Приложение Е. График зависимости окисляемости исходной воды и воды,
обработанной АУМ6^ и АУ6ерисх
Приложение Ж. График зависимости эффективности очистки
воды по содержанию железа АУМбер и АУберисх
Приложение И. График зависимости эффективности очистки воды
по цветности АУМбер и АУ6ерисх
Приложение К. График зависимости эффективности очистки воды
по окисляемости АУМбер и АУберисх
Приложение Л. Бактериологические показатели качества исходной воды
из открытого источника (р.Фонтанка)
Приложение М. Бактериологические показатели качества исходной воды,
обработанной коагулянтом и отфильтрованной на бумажном фильтре
Приложение Н. Бактериологические показатели качества воды,
обработанной коагулянтом, отфильтрованной и обработанной АУМ
Приложение П. Бактериологические показатели качества воды,
обработанной коагулянтом, отфильтрованной и обработанной АУисх
Приложение Р. Линии тренда зависимости эффекта очистки воды по окисляемости на модифицированных фуллеренами активированных углях от скорости фильтрования и высоты фильтрующей загрузки

что при модифицировании АУК0К0С фуллеренами, как при использовании органических растворителей, так и при использовании водных растворов фуллеренов, пористая структура, удельная поверхность и предельный объем адсорбционного пространства, определенный по парам бензола, а также характеристическая энергия адсорбции, определенная на основании изотермы адсорбции паров бензола изменяются незначительно.
В то же время при модифицировании угля АГ-5 фуллеренами характерно увеличение адсорбционной емкости и предельного объема адсорбционного пространства, определенного по парам бензола, особенно, в области высоких относительных давлений паров бензола.
Данный эффект связан с тем, что в растворе молекулы фуллеренов находятся в виде сольватов сравнительно больших размеров. При модифицировании АУК0К0С, характеристическая энергия которого больше энергии угля АГ-5, происходит разрушение сольватной оболочки фуллерена, и молекула фуллерена попадает в пору адсорбента. На угле АГ-5, характеризующегося более низкими значениями характеристической энергии адсорбции, такого явления не наблюдается.
Молекула фуллерена в сольватированном состоянии, в основном, оседает в мезопорах, за счет чего происходит изменение свойств поверхности мезопор и, как следствие, поверхностного натяжения адсорбированного вещества. По этой причине, капиллярная конденсация для данного угля, протекает в порах более значительного размера, что ведет к повышению сорбционной емкости материала.
Анализ изотерм адсорбции воды на исходном и модифицированном активном угле показал, что при равных значениях объемов сорбционного пространства материалов сродство к молекулам воды, характеризующееся адсорбцией при низких относительных давлениях паров воды, ниже у модифицированного фуллеренами активного угля. Показано, что степень гидрофобности материала повышается при модифицировании угля фуллеренами