Разработка электрохимических устройств для повышения эффективности процесса очистки воды в бассейнах

• Автор: Завьялова, Анна Александровна
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ ПОДГОТОВКИ И КОНТРОЛЯ

КАЧЕСТВА ВОДЫ В БАССЕЙНАХ.

1.1. Водоподготовка бассейнов различного назначения.

1.2. Обеззараживание вод культурнобытового назначения

1.3. Химические методы обработки воды

1.3.1. Хлорирование.

1.3.1.1. Электрохимические устройства для получения свободного хлора .

1.3.1.2. Применение гипохлорита натрия в бассейнах

1.3.2. Озонирование.

1.3.2.1. Устройства для получения озона.
1.3.2.2. Реакции озона с загрязнениями в бассейнах
1.3.3. Комбинированное окисление
1.4. Количественная оценка содержания окислителей в воде
1.4.1. Электрохимические устройства для контроля свободного хлора
в воде
1.4.2. Электрохимические методы контроля озона воде.
1.5. Количественная оценка содержания органических соединений в
1.5.1. Применение электрохимических методов для количественной
оценки содержания органики в воде.
2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Объект исследования
2.2. Методы исследования состава водной среды.
2.2.1. Йодометрический метод определения содержания суммарного
остаточного активного хлора.
2.2.2. Метод определения свободного остаточного хлора титрованием
метиловым оранжевым
2.2.3. Метод определения содержания остаточного озона
2.2.4. Кондуктометрические измерения.
2.2.5. Спектрофотометрический метод анализа
2.2.6. Определение ХПК.
2.3. Отбор проб и измерения
2.4. Методика получения тонкопленочных электродов
2.5. Методика исследования работы проточных электрохимических датчиков
3. РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ БАССЕЙНА С МОРСКОЙ ВОДОЙ
3.1. Комбинированный электрохимический датчик свободного хлора
3.2. Разработка проточного электрохимического датчика для оценки уровня загрязнения азотистыми веществами воды бассейна для содержания морских животных
3.2.1. Адсорбционные измерения на поверхности платинового электрода
3.2.2. Контроль содержания органики в диализирующем растворе
3.2.3. Контроль содержания азотистых соединений в бассейне с морской водой.
3.3. Разработка проточного генератора гииохлорита натрия
3.3.1. Получение гигюхлорита натрия на месте его применения
3.3.2. Использование в электрохимических устройствах тонкопленочных РТ1 электродов
3.3.3. Электрохимические процессы, протекающие в проточном генераторе гипохлорита натрия ПГТН
3.3.4. Расчет и конструкция ПГТН
4. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОЧИСТКИ ВОДЫ БАССЕЙНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОЗОНОКОНТАКТНОЙ
КОЛОННЫ
4.1. Время прохождения всей воды из бассейна через озоноконтактную колонну.
4.2. Основные технологические параметры озоноконтактной колонны .
4.2.1. Вычисление объема газа в колонне
4.2.2. Движение пузырьков в колонне с неподвижной водой
4.2.3. Коэффициент взаимодействия
4.2.4. Определение необходимого газового потока
5. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ
ВОДЫ БАССЕЙНА С ПОМОЩЬЮ РАЗРАБОТАННЫХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ.
5.1. Водоподготовка бассейна с соленой водой павильона Ластоногие Московского зоопарка.
5.2. Определение оптимальных эксплуатационных параметров существующего оборудования
5.3. Экспериментальная установка с озоноконтактной колонной
5.4. Внедрение разработанных электрохимических устройств в существующую технологическую схему очистки воды.
5.4.1. Автоматизированная система контроля с амперометрическим датчиком свободного хлора
5.4.2. Автоматизированная система контроля азотистых соединений
5.4.3. Повышение эффективности процесса очистки воды с помощью разработанных электрохимических устройств.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


По современным требованиям при водообмене с рециркуляцией воды осуществляется ее чистка, обеззараживание и добавление не менее свежей водопроводной воды в ванну непрерывно в расчете на каждые 8 часов работы бассейна 3. Тем не менее, необходимо ежедневно вводить некоторое количество чистой воды для возмещения ее потерь, происходящих по разным причинам, и уменьшения концентраций органических, неорганических и азотистых соединений, которые постоянно увеличиваются, если вода в бассейне не пополняется. Традиционно вся вода бассейна должна проходить очистку перед ее повторным введением в бассейн. Очистка воды включает две основные стадии фильтрование и дезинфекцию. Во избежание инфекционных заболеваний, вода должна обладать определенной остаточной дезинфицирующей способностью 4. Поэтому воды культурнобытового назначения, особенно используемые в плавательных бассейнах, должны отвечать нормативным показателям, к которым предъявляются более жесткие требования в современных условиях. В настоящее время требования к качеству воды основываются на двух принципиальных положениях требования к качеству поступающей воды в ванну бассейна и требования к качеству воды, находящейся в ванне, в процессе эксплуатации бассейна. Пресная вода, поступающая в ванну бассейна, должна отвечать гигиеническим требованиям, предъявляемым к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения вне зависимости от принятой системы водообеспечения и характера водообмена. В таблице 1. Кроме того, в процессе эксплуатации плавательных бассейнов остаточное содержание химических веществ в воде и воздухе зона дыхания не должно превышать гигиенические нормативы. Таблица 1. Остаточный бром при бромировании, мгл 0,8 . Продолжение таблицы 1. Помимо плавательных бассейнов все большее распространение в городах получают бассейны для содержания морских животных океанариумы, дельфинарии. Вода в таких бассейнах является средой обитания для животных и подвергается постоянному загрязнению. Системы водоподготовки в океанариумах должны обеспечивать качество воды такое же, как в плавательных бассейнах. В России руководствуются Санитарноэпидемиологическими правилами и нормативами СанПиН 3, так как не разработаны специальные нормативы для океанариумов. Учитывая опасность микробиологического загрязнения поверхностных источников воды, как питьевого, так и культурнобытового назначения, перед подачей потребителю она подвергается обязательной дезинфекции. По современным представлениям существует ряд критериев, по которым оценивается приемлемость того или иного метода обеззараживания. Приемлемость определяется достижением необходимой степени уничтожения общего числа бактерий и патогенной микрофлоры, минимальным влиянием физикохимического состава воды на эффективность обеззараживания. При этом применяемый метод обеззараживания не должен приводить к возникновению вредных побочных продуктов в концентрациях выше ПДК. Все существующие в настоящее время методы обеззараживания вод можно разделить на реагентные и безреагентные. К реагентным химическим методам относится обработка воды галогенсодержащими веществами хлором жидким, или газообразным, хлорной известью, хлораминами, йодом, фтором, бромом, озоном, тяжелыми металлами. Безреагентные методы обеззараживания осуществляются путем обработки воды ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком, термообработкой, электролизом, фильтрованием. Далее в работе более подробно будут рассмотрены наиболее популярные химические методы обработки воды. В настоящее время доступно довольно много способов хлорирования воды введение газообразного хлора, хлораммонизация, введение диоксида хлора и, получивший в последнее время широкое распространение, метод введения в воду гипохлорита натрия или кальция. Также в бассейновой практике широко используются хлорпроизводные изоциануровой кислоты хлоризоцианураты натриевая соль дихлоризоциануровой кислоты трихлоризоциануровая кислота. Хлорирование воды газообразным хлором достаточно распространено на сегодняшний день 7. СНг НОС1 Н СГ 1.