Определение динамических характеристик процесса натрий-катионитного умягчения высокоминерализованных вод, протекающего в неравновесных и нестационарных условиях

• Автор: Аборнев, Денис Викторович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1.1 Проблема использования минерализованных вод.

1.2 Обзор исследований по динамике сорбции натрийкатионитного процесса умягчения минерализованных вод

1.3 Основные закономерности неравновесной нестационарной динамики ионного обмена

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ТЕОРИИ ДИНАМИКИ НЕСТАЦИОНАРНОГО ИОННОГО ОБМЕНА В НЕРАВНОВЕСНЫХ УСЛОВИЯХ С УЧЕТОМ ДИФФУЗИИ ВНУТРИ ЗЕРНА ИОНИТА ПО ВТОРОМУ ЗАКОНУ ФИКА.

2.1 Геометрия зернистого слоя.

2.2 Основные уравнения динамики ионного обмена

2.3 Анализ путей решения и выбор метода решения.

2.4 Решение системы уравнений методом конечных разностей
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ИОННОГО ОБМЕНА В ИНТЕРВАЛЕ КОН1ЩПТРАЦИЙ 0,10,5Н.
3.1 Экспериментальная установка.
3.2 Метод проведения эксперимента.
3.3 Программа эксперимента
3.4 Свод результатов
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ИОННОГО ОБМЕНА
4.1 Разработка программы для обработки экспериментальных данных, программа Режим.
4.2 Программа расчета диффузии поглощаемого иона внутри зерна ионита, подпрограмма Зерно
4.3 Программа расчета равновесной концентрации поглощаемого иона в растворе на поверхности зерна ионита, подпрограмма Поиск
4.4 Математическая обработка экспериментальных данных
4.6 Практическое применение результа тов проведенного
исследования.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Зависимости коэффициентов внешнего массопереноса в растворе и ионообменной диффузии внутри зерна ионита от скорости фильтрования и концентраций исходной минерализованной воды. Уравнения расчета динамических характеристик процесса ионообменного умягчения минерализованных вод, применимых в исследованном диапазоне концентрации и скорости фильтрования. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях по итогам научноисследовательской работы профессорскопреподавательского состава СевероКавказского государственного технического университета, региональных научнотехнических конференциях, международной научнопрактической конференции Строительство в городе РостовнаДону. Всего по теме диссертационной работы опубликовано 6 статей, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, и тезисов докладов на научных конференциях. ГЛАВА 1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ИССЛНДОВАНИЙ И ПОСТАНОВКА
1. Рост промышленного и сельскохозяйственного производства, увеличение численности населения вызывают бурный рост водопотребления, причем с по год общее потребление воды на Земле практически удвоилось и составило более си3год 1, из них более км3 безвозвратные потери воды в промышленном производстве. Мировые запасы воды на Земле составляют около о3, из них пресной воды всего лишь кмг 2,5. Остальное это вода океанов и морей. Подавляющая часть пресной воды на Земле существует в труднодоступном для человека состоянии, а именно почти пресных вод заключено в ледниковых покровах полярных широт и в горных ледниках, в водоносных слоях под землей, а в реках только 0,6. Но именно реки удовлетворяют основные хозяйственные нужды человека это бытовое и промышленное водоснабжение, орошение, энергетика, транспорт и др. В свою очередь, традиционные ресурсы пресной воды, распределены на Земле крайне неравномерно, и наряду с водоизбыточными районами имеются большие территории с недостаточным водообеспечением пустыни, засушливые зоны и т. Так, в Российской Федерации более всего речного стока сосредоточенно в Сибири, арктических районах и на Дальнем Востоке. В южных районах Ставропольский и Краснодарский края, Астраханская область, Калмыцкая республика и др. Переброска необходимого количества пресной воды из водоизбыточных регионов в засушливые требует огромных затрат на сооружение и содержание магистральных каналов и водоводов большой протяженности. ООО км, удельные капитальные затраты делают переброску воды на большие расстояния мероприятием нерентабельным. Кроме того, следует учитывать экологические последствия территориального перераспределения речного стока, которые могут существенно нарушить природное равновесие. Специалисты различают два вида использования воды, хотя между ними и сложно провести строгую границу водопользование при этом вода не изымается из водных объектов реки, озера, они не становятся беднее, по такому принципу используют воду ГЭС, водный транспорт, рыбоводство водогютреблеиис при этом вода изымается из водных объектов и они становятся не только беднее, но и качество воды в них ухудшается, по такому принципу вода используется в промышленности, сельском хозяйстве главным образом, на орошение, хозяйственнобытовом снабжении населения и др. Учитывая многофакторную ограниченность традиционных ресурсов пресной воды, а также складывающуюся динамику роста ее потребления, можно сделать вывод, что со временем вода может превратиться в стратегическое сырье, наличие которого в буквальном смысле будет сдерживать развитие цивилизации 69. Потребление водных ресурсов неуклонно будет возрастать с каждым годом, в этой связи необходимо рассматривать вопрос использования в хозяйственной деятельности человека почти неисчерпаемых запасов морских и подземных вод. Часто в районах с недостаточными запасами пресной воды имеются значительные ресурсы минерализованных вод воды Каспийского и Черного морей, вода соленых озер и рек, минерализованные подземные воды и др. Наряду с этим, значительный резерв составляют минерализованные сточные воды промышленных производств и дренажные воды с территории орошаемого земледелия, не имеющие органических примесей 3, .