Повышение эффективности реагентной обработки поверхностных природных вод алюмосодержащими коагулянтами

• Автор: Сафронов, Максим Александрович
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. ПРИМЕСИ ПРИРОДНЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД, ИХ ВЛИЯНИЕ НА ВЫБОР МЕТОДА ВОДОПОДГОТОВКИ. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ КОАГУЛЯНТОВ ПРИ ОЧИСТКЕ ВОД ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВОЛЖСКОГО БАССЕЙ

1.1 Классификация примесей воды. Современные методы и процессы обработки воды.

1.2 Современные минеральные коагулянты. Их свойства и область применения

1.3 Оценка эффективности использования алюмо и железосодержащих коагулянтов для очистки поверхностных вод Волжского бассейна

1.4 Методы интенсификации процесса коагуляции.

1.4.1 Реагентные методы интенсификации коагуляции.

1.4.2 Безреагентные методы интенсификации коагуляции

Выводы.

Цель и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ КОАГУЛЯЦИИ И ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ СОКРАЩЕНИЕ РАСХОДОВ АЛЮМО СОДЕРЖАЩИХ КОАГУЛЯНТОВ
2.1 Современная физикохимическая теория коагулирования гетерофазных примесей воды
2.2 Теоретический анализ влияния аэрации воды на процессы коагуляции
2.3 Теоретические исследования влияния интенсивности перемешивания на коагуляционные процессы и обоснование для применения предлагаемой реагентосберегающей технологии коагуляционной обработки воды
Выводы.
3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ АЛЮМОСОДЕРЖАЩИХ РЕАГЕНТОВ С ВОДОЙ ПРИ КОНЦЕНТРИРОВАННОМ КОАГУЛИРОВАНИИ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЧИСТКИ
3.1 Объект исследований, программа и методика проведения лабораторных испытаний.
3.1.1 Объект исследования и описание лабораторной установки.
3.1.2 Программа и методика проведения лабораторных исследований.
3.1.3 Методика проведения химических анализов.
3.2 Результаты экспериментальных исследований влияния интенсивности перемешивания коагулянтов СА и ГТОХА с водой при концентрированном коагулировании без добавления воздуха на эффективность водоочистки.
Выводы.
4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО КОАГУЛИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВЫСОКОГРАДИЕНТНОГО ПЕРЕМЕШИВАНИЯ АЛЮМОСОДЕРЖАЩИХ РЕАГЕНТОВ С ВОДОВОЗДУШНОЙ СМЕСЬЮ
4.1 Программа и методика проведения лабораторных исследований.
4.2 Результаты экспериментальных исследований влияния перемешивания вспомогательного объема воды с коагулянтами и воздухом па эффективность водоочистки
4.3 Оценка достоверности полученных экспериментальных данных. Разработка математических зависимостей для определения доз коагулянтов при обработке сурской воды способом концентрированного коагулирования с высокоградиентным перемешиванием водовоздушной смеси
Выводы.
5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО КОАГУЛИРОВАНИЯ С ВЫСОКОГРАДИЕНТНЫМ ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ ВОДОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ Е ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ. РЕКОМЕНДАЦИИ К РАСЧЕТУ ОСНОВНЫХ УСТРОЙСТВ И ОБОРУДОВАНИЯ.
5.1 Производственные испытания предлагаемой технологии и оценка с экономической эффективности.
5.2 Расчет экономической эффективности от внедрения предлагаемого способа концентрированного коагулирования воды
5.3 Рекомендации к расчету основных устройств и оборудования, входящих в состав технологической схемы
5.3.1 Повысительные насосы
5.3.2 Вихревой смеситель
5.3.3 Распределительные линии и дроссельные устройства
выводаиз
ЛИТЕРАТУРА


Суры для гарантированного обеспечения потребностей в воде населения и промышленности города. Площадь зеркала воды в водохранилище 0 км2 при длине км и средней глубине 5,1 м наибольшая глубина м. Длина плотины м. Длительность ледостава до 0 дней в году. Вскрытие зеркала воды происходит в апрслемае. Качество воды Сурского водохранилища таблица 1. Так, мутность воды в зимний период в основном составляет от 1,0 до 3, мгл, а в летний от 2,4 до 6, мгл, в паводковый и осенний периоды содержание взвешенных веществ представляющих собой в основном мелкодисперсные иловые частицы увеличивается до 7 мгл. Цветность воды меняется незначительно и в основном не превышает градусов, увеличиваясь в паводок до градусов. Окисляемость составляет 2,, мгл, повышаясь в весенний паводковый период до 9,5 мгл. Щелочность воды находится в пределах 1,, мгэквл, понижаясь в весенний паводок до 0,8 мгэквл. По химическому составу воды источника относится к маломинерализованной обшее содержание мгл. Таким образом, по своему качеству вода источника может быть онеснена к среднемутной и малоцветной. При таком качестве воды величина дозы коагулянта в основном определяется содержанием взвешенных веществ. В период с июня по октябрь отмечается наличие в исходной воде фито и зоопланктона в количестве от 6 до 0 едл. Что касается других показателей качества воды, то уровень содержания химических и органических веществ в ней значительно ниже регламентируемых нормативами значений. Согласно вышеуказанной классификации примесей по Л. А. Кульскому для обработки сурской воды используются процессы коагуляции и флокуляции гетерофазных частиц. Таблица 1. Качество воды водоисточника г. Кирпичная и Подгорная входят смесители, камеры хлопьеобразования, отстойники или осветлители со взвешенным осадком и скорые фильтры. При нормальном режиме работы сооружений первой и второй ступеней очистки природной воды, качество водоподготовки во многом определяется правильным выбором реагентов прежде всего, коагулянтов, режимами их ввода и перемешивания с обрабатываемой водой. Современные минеральные коагулянты. Их свойства и область применения. В настоящее время на водоочистных станциях РФ большое распространение получили коагулянты на основе алюминия и железа, причем преобладающий объем реагентов выпускается на основе алюминия. КА, АфнсфОл, 1. Частные случаи для формулы 1. Таблица 1. А1гОНаС1. В практике водоочистки в последние годы часто используются гидроксихлориды алюминия ГОХА и оксихлориды алюминия ОХА, являющиеся аналогами ПОХА. Известны случаи использования гидроокосульфата алюминия ГОХСА, являющегося аналогом ПХСА. Наиболее широко применяемым коагулянтом в практике водоподготовки является сернокислый алюминий СА. Безводный сульфат алюминия белый порошок с плотностью кгм3. С 0,3 1. Сульфат алюминия выпускается в форме неслеживающихся пластин, брикетов, кусков неопределенной формы и разного размера массой не более кг белого цвета с содержанием А3. В небольших количествах сульфат алюминия поставляется потребителю в виде раствора, содержащего 6,,7 А, а также в виде неочищенного продукта, представляющего собой смесь сульфата алюминия и нерастворимого остатка, преимущественно диоксида кремния. Состав продуктов гидролиза СА значительно изменяется в зависимости от воды. Соотношение различных соединений алюминия в получающихся при различных значениях осадках, по данным О. И. Мартыновой ,, представлены на рис. Коллоидные частицы гидроокиси и основных солей алюминия в нейтральной и слабокислой среде вследствие сорбции катионов водорода и алюминия имеют положительные заряды. Поэтому процесс коагуляции этих коллоидов улучшается при увеличении концентрации в воде поливалентных анионов, в частности , которые для положительно заряженных коллоидов являются противоионами рис. Повышение концентрации в воде одновалентных анионов, например С1, в значительной меньшей степени, стимулирует коагуляцию. При высоких значениях коллоидные частицы гидроокиси алюминия имеют отрицательные заряды за счет сорбции алюминатных ионов А2, и в этом случае коагуляция стимулируется катионами, лучше поливалентными.