Физико-химические процессы в кипящем слое доломита под действием ультразвука и разработка установки для доочистки питьевой воды

• Автор: Милушкин, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 198 с. : ил.

Введение.

ГЛАВА 1. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ И РАЗРАБОТКА

АППАРАТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Введение

1.1. Состав и содержание примесей в питьевой воде

1.2. Биологическое действие примесей тяжелых металлов на организм человека и источники загрязнений.

1.3. Водоснабжение г.Томска

1.4. Методы очистки питьевой воды от примесей тяжелых металлов.

1.4.1. Удаление железа и деманганация воды.

1.5. Доочистка питьевой воды.

1.6. Применение минерала доломита для очистки воды в кипящем слое

1.7. Взаимодействие доломита с растворимыми в воде примесями тяжелых металлов.
1.8. Процессы обеззараживания воды при действии ультразвука
1.9. Активирование неорганических сорбентов в процессах очистки воды
при действии ультразвука. Постановка задач исследований
ГЛАВА 2. СОВМЕСТИМЫЕ С ПИТЬЕВОЙ ВОДОЙ МАТЕРИАЛЫ. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ДОЛОМИТА И ПРОДУКТОВ ЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ВОДОЙ И ПРИМЕСЯМИ.
2.1.Материалы, допущенные к изготовлению устройств по очистке питьевой воды
2.2. Состав, свойства и структура доломита.
2.3. Рентгенофазовый анализ минералов
2.4. Электронная микроскопия.
2.5. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.
2.6. ИКспектроскопия осадков
2.7. Дифференциальный термический анализ.
2.8. Определение истираемости доломита.
2.9. Методики определения концентрации примесей тяжелых металлов
2Механическое измельчение
2 Методики приготовления модельных растворов.
2Методика отделения дисперсного доломита от воды.
2 Описание модельной установки для проведения экспериментов по
очистке воды.
ГЛАВА 3 ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ПРИМЕСЕЙ ЖЕЛЕЗА И, III, МАРГАНЦА II, НИКЕЛЯ II, РТУТИ II, КАДМИЯ II, СВИНЦА II, МЕДИ II В СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ И В КИПЯЩЕМ СЛОЕ ДОЛОМИТА ПРИ ДЕЙСТВИИ УЛЬТРАЗВУКА
3.1.Истираемость доломита при действии ультразвука
3.2.0пределение статической сорбционной емкости измельченного
доломита
3.3. Параметры сорбционной активности доломита по отношению к растворимым примесям в условиях кипящего слоя доломита при действии
ультразвука.
Выводы по главе 3.
ГЛАВА 4. МЕХАНИЗМ ОЧИСТКИ ВОДЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ УЛЬТРАЗВУКА НА КИПЯЩИЙ СЛОЙ ДОЛОМИТА.
4.1.Диффузия и перемешивание раствора под действием ультразвука на доломит
4.2. Термодинамика и кинетика отдельных стадий взаимодействия ультразвука с доломитом в кипящем слое.
4.3. Механизм взаимодействия доломита с водой и очистки воды от примесей тяжелых металлов
4.4. Процессы диссипации энергии высокой плотности мощности в системе
доломит вода
Выводы по главе 4
ГЛАВА 5. КОНСТРУКЦИЯ УСТАНОВКИ И ЕЕ РАБОТА.
5.1. Седиментация продуктов измельчения доломита.
5.2. Изучение действия электрокоагулятора с нерастворимым анодом на взвешенные частицы.
5.3. Изучение работы блока осветлителя разрабатываемой установки
5.4.Технические параметры работы установки и оценка экономической эффективности ее работы
5.5. Автоматизация установки.
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Выводы но диссертации
Список литературы


Катионы двухвалентных щелочноземельных металлов, прежде всего кальция и магния, в природных условиях попадают в воду вследствие воздействия кислотных дождей, сернистого газа на карбонатные минералы или за счет продуктов микробиологического распада, происходящего в увлажненных слоях почвы. Естественное содержание солей, вызывающих жесткость воды, может изменится в результате соответствующей обработки, а в водотоках сбросом некоторых видов сточных вод ,. В подземных водах содержание солей жесткости, как правило, на несколько порядков превышает их концентрацию в наземных источниках, что связано с длительным контактом воды с различными породами при высоких давлениях ,, что приводит к нарушению обмена веществ у людей и животных и многократному росту заболеваемости. В последние годы в мировой практике появилась тенденция к ужесточению требований к содержанию примесей тяжелых металлов в питьевой воде . По рекомендациям Всемирной организации здравоохранения ВОЗ в США, Канаде ШЕРА, странах Европы ЕС, Новой Зеландии МАУ предельно допустимая концентрация примесей тяжелых металлов в питьевой воде снижена до рекомендованных величин, а в некоторых странах находится ниже рекомендованных значений . Россия согласно требованиям ГОСТ Вода питьевая также стремится к ужесточению требований по качеству питьевой воды табл. Таблица 1. В наземных водах железо встречается, как правило, во всех регионах. В водной среде оно присутствует чаще всего в форме бикарбоната, сульфата и сульфида. Специфика загрязнения вод Сибирского региона является наличие устойчивых, даже к действию озона, химических соединений железа с гуминовыми кислотами, которые накапливаются в результате гниения растительности в болотах . В силу гидрохимических закономерностей в подземных водах железо встречается в различных соотношениях с марганцем. В питьевой воде железо может присутствовать, кроме того, после использования железосодержащих коагулянтов, а также в результате коррозии труб системы распределения воды. Обычно концентрация соединений железа в артезианских водах составляет мгдм , но встречаются источники воды с содержанием железа до мгдм3 ,. Часто в подземных водах наряду с железом присутствуют и растворимые соединения марганца от 0,5 до мгдм3. Вместе с тем встречаются подземные воды с содержанием марганца 6 мгдм3 . Железо и марганец находятся в подземной воде, как отмечалось, в виде бикарбонатов МеНСОз2 Вода с повышенным содержанием соединений железа, марганца и меди неприятна на вкус, имеет бурый цвет, окрашивает ткани при стирке, образует конкреции в трубах, затрудняющие ток воды и повреждающие водопроводную арматуру. Эти обрастания вторично ухудшают органолептические свойства ,. Таким образом, стремление правительств развитых стран к улучшению качества воды связано с заботой о здоровье населения. Под воздействием тяжелых металлов и некоторых других соединений происходит поражение почти всех органов или систем организма человека печени кадмий, хром, никель, глотки ртуть, никель, сердечнососудистой системы и скелета кадмий, половой системы ртуть, выделительной системы ртуть, мышьяк, хром, никель, расиираторпого тракта кадмий, мышьяк, крови железо, а также центральной нервной системы ртуть, марганец, свинец. Тяжелые металлы относятся к стойким химическим загрязнителям кумулятивного действия со специфическими токсическими свойствами. Содержание тяжелых металлов в природных водах значительно превышает установленные нормативами СанПии значения предельнодопустимых концентраций в питьевой воде. Например, содержание в природных водоемах таких металлов как кобальт, медь, никель находится в пределах 0,1,2 мкгл, а для цинка и марганца оно достигает 0, мгл . Тройку наиболее экологически опасных тяжелых металлов составляют свинец, ртуть и кадмий. Токсичность низких доз кадмия, поступающих с водой, проявляется в тяжелом поражении почек и связанной с этим гипертонической болезнью. В сточных водах и поверхностных водах, загрязненных стоками, кадмий может быть также в виде комплексного цианида. Известей аллергизирующий эффект хрома VI, связанный с высокой его способностью к комилексообразованию. Для хрома доказаны канцерогенный и мутагенный эффекты.