Технология очистки подземных вод с высоким содержанием железа и марганца на малогабаритных установках

• Автор: Кюберис, Эдуард Александрович
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Оглавление
Введение.

1 Современное состояние проблемы обезжелезивания и деманганации подземных вод

1.1 Краткий анализ качества подземных вод Нижегородской области

1.2 Роль железа и марганца в питьевой воде

1.3 Теоретические основы обезжелезивания и деманганации воды

1.3.1 Безреагентные методы обезжелезивания и деманганации воды

1.3.2 Реагентные методы обезжелезивания и деманганации воды.

Цель и задачи исследований

2 Исследование современных малогабаритных установок.

2.1 Установки малой производительности для обезжелезивания и деманганации подземных вод.
2.2 Исследование современных фильтрующих материалов для обезжелезивания и
деманганации воды.
3 Исследование и оценка эффективности современных каталитических материалов
3.1 Объект исследования.
3.2 Описание установки для проведения лабораторных исследований.
3.3 Результаты лабораторных исследований
3.3.1 Влияние скорости фильтрования на эффективность удаления высоких концентраций железа и марганца
3.3.2 Влияние качества исходной воды на эффективность удаления высоких концентраций железа и марганца
3.3.3 Определение времени защитного действия каталитических загрузок
3.3.4 Определение фактической мкости каталитических загрузок.
3.3.5 Оценка эффективности фильтрующих материалов.
Выводы.
4 Экспериментальные исследования технологии удаления высоких концентраций железа и марганца на малогабаритной установке с использованием каталитического фильтрующего материала.
4.1 Объе кт исс 1 едован и й.
4.2 Разработка технологической схемы малогабаритной установки обезжелезивания и деманганации
4.2.1 Расчет бакааэратора
4.2.2 Расчет блока окисления гипохлоритом натрия
4.2.3 Расчет реагентного хозяйства
4.2.4 Расчет напорного обезжелезивающего фильтра
4.2.5 Расчет бака чистой воды.
4.3 Программа и методика проведения экспериментальных исследований
4.4 Результаты экспериментальных исследований
4.5 Оптимизация комбинированной технологии удаления высоких концентраций железа и марганца на малогабаритной установке с использованием каталитического материала
4.6 Экономическая оценка предлагаемой технологии.
Выводы.
Общие выводы.
Список литературы


Природные особенности территории Нижегородской области способствовали формированию значительного многообразия химического состава подземных вод. Широко распространены некондиционные воды, сформировавшиеся под влиянием естественных геохимических процессов. Практически все водоносные пласты в Нижегородской области имеют повышенное содержание железа, марганца, солей жесткости, также встречаются повышенные концентрации органических веществ, фтора, бора. В подземных водах очень часто присутствуют избыточные концентрации свободной углекислоты, сероводорода и аммиака. Не редко обнаруживается бактериологическое загрязнение подземных вод. Однако повышенное содержание отдельных нормируемых компонентов не должно являться препятствием к использованию подземных вод, так как с применением различных способов водоподготовки качество воды может быть доведено до требуемых нормативов [2]. Постановлением Правительства Нижегородской области от октября года № 4 утверждена областная целевая программа "Улучшение качества водоснабжения населения Нижегородской области на - годы". В программе указывается, что в ряде районов области в питьевой воде регистрируются превышения по химическим показателям санитарно-эпидемиологических правил и нормативов [2]. Тоншаевкий, Шахунский). Ветлужский, Воскресенский, Пильнинский). Различие качественного состава подземных вод Нижегородской области, используемых для питьевого водоснабжения, обуславливает необходимость применения различных технологических схем для их очистки перед подачей потребителю, и в первую очередь это касается технологий обезжелезивания и деманганации. Не редко подземные воды Нижегородской области содержат высокие концентрации: железа - мг/л ( - ПДК); марганца 1,0 - 1,8 мг/л ( - ПДК). Они характеризуются низким значением pH (6,2 - 6,6) и содержат в своем составе газы: углекислоту (более мг/л), сероводород и аммиак. Такие воды характерны для Автозаводского и Сормовского районов Нижнего Новгорода, а также для Борского района Нижегородской области. Характерные анализы качества таких подземных вод представлены в приложениях А - В. Потребление воды, не соответствующей гигиеническим нормативам качества, определяет неблагополучное санитарно-эпидемиологическое состояние во многих районах ижегородской области. Среди веществ, поступающих в организм с питьевой водой, наибольшее распространение и опасность представляют соли тяжёлых металлов (свинца, железа, марганца, никеля, цинка, хрома и др. Источником марганца и железа для организма служат пища и питьевая вода. Железо является чрезвычайно важным элементом в организме человека и животных, но его повышенное содержание крайне вредно для здоровья. Поступающее в организм железо концентрируется, главным образом, в крови. При продолжительном поступлении в организм железа происходит перенасыщение печени ферритином - избыток его накапливается в печени в коллоидной форме оксида железа (гемосидирина), разрушающего клетки печени. Согласно СанПиН содержание общего железа в питьевой воде должно быть не более 0,3 мг/л [2]. Марганец - биологически необходимый элемент для живого организма. Он участвует в различных жизненно важных процессах: липидный и углеводный обмен; образование соединительной ткани; катализирует окислительно-восстановительные реакции и др. Постоянное повышенное содержание в воде марганца способствует его накоплению в организме и приводит к манганизму, при котором происходит серьёзное, необратимое нарушение функционального состояния центральной нервной системы. Допустимое содержание марганца в питьевой воде не более 0,1 мг/л [2]. Длительное использование питьевой воды с нарушением гигиенических требований по химическому составу обуславливает развитие различных заболеваний у населения. Неблагоприятное биологическое воздействие избыточного поступления в организм ряда химических веществ проявляется не только в повышении общей или специфической заболеваемости, но и в изменении отдельных показателей здоровья, свидетельствующих о патологических или предпа-тологичееких сдвигах в организме.