Безреагентная технология очистки высокомутных вод, содержащих техногенные примеси

• Автор: Ганбаров, Эльчин Сурхай оглы
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 295 с. : 37 ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ФОРМИРОВАНИЕ И ТРАНСФОРМАЦИЯ КАЧЕСТВА ВОД ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДОИСТОЧНИКОВ АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ на примере Куры и Аракса.
1.1. Исследования гидравлической крупности и агрегативиой устойчивости минеральных и органических примесей в поверхностных водах

1.2. Гидрохимический и гидробиологический состав вод поверхностных водоисточников

1.3. Трансформация качества воды под воздействием

антропогенных факторов

1.4. Определение видов извлекаемых ингредиентов и их расчетных

концентраций для обосновании технологии водоочистки .

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1

ГЛАВА 2. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ

БЕЗРЕАГЕНТНЫХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ

ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ТЕХНОГЕННЫЕ РИМЕСИ
2.1. Область применения различных безреагентных методов
очистки поверхностных вод.
2.2. Методы интенсификации безреагентной очистки
высокомутных вод от минеральной взвеси.
2.3. Современные методы удаления из воды примесей
техногенного происхождения.
2.4. Обоснование перспективы применения электрохимических
методов очистки природных вод от техногенных зафязнений
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЬШ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ БЕЗРЕАГЕНТНОЙ ОЧИСТКИ ВЫСОКОМУТ
ыых вод.
Теоретические закономерности отстаивания воды в ковшеотстойнике с низовым входом и принудительной промывкой Закономерности безреагентного отстаивания воды в
тонкослойном плавучем модуле .
Закономерности безреагентного фильтрования
воды через зернистую среду
Экспериментальные стенды и методика проведения
натурных исследований.
Технологические параметры отстаивания вод с различной концентрацией и гидравлической крупностью взвеси в
промываемом низовом ковше отстойнике
Исследование закономерностей отстаивания воды в плавучем тонкослойном модуле после предварительного
отстаивания в ковше.
Исследование безреагенгных режимов работы фильтров с плавающей пенополистирольной загрузкой в составе
плавучей водоочистной установки.
Процесс эффективности безреагентного осветления воды
на установке Плотфильтр
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ
И СОРБЦИОННОЙ ДООЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОД.
Теоретическое обоснование применения электрохимического окисления органических соединений в электролизерах
засыпного типа при малых концентрациях
Влияние гидравлических нагрузок и электрохимических характеристик электролизеров на эффективность окисления
и извлечения техногенных примесей.
Эффективность сорбционной доочистки после электролиза
4.4. Исследование режимов промывки электролизера.
4.5. Исследования режимов промывки и регенерации
сорбционных блоков водоочистки.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
СХЕМ БЕЗРЕАГЕНТНОЙ ОЧИСТКИ ВЫСОКОМУТНЫХ
ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ТЕХНОГЕ1ШЫЕ ЗАГРЯЗНЕТ ГИЯ
5.1. Анализ компоновочных решений при глубокой очистке поверхностных вод, содержащих антропогенные примеси.
5.2. Конструирование основных водоочистных блоков
5.2.1. Плавучая водоочистная установка.
5.2.2. Установка для электрохимической очистки воды
5.2.3. Напорные фильтры БНФНИМИ2.
5.2.4. Адсорбционная очистка на угольных фильтрах
5.3. Технологические схемы водозаборных очистных станций
блочного размещения в ковше отстойнике.
5.4. Результаты промышленных испытаний новых
технологических схем водоочистки.
5.5. Исследование совместной обработки осадков плавучих
водоочистных станций и осадков сточных вод.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5 .
ГЛАВА 6. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УПРАВЛЕНИЯ ВОДООЧИСТНОЙ СТАНЦИИ.
6.1. Постановка задачи.
6.2. Методика решения оптимизационной задачи.
6.3. Структурная и математическая модели оптимизации.
6.4. Численное решение задачи оптимизации
6.5. Оптимизация режимов управления
установки Плотфильтр
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 6
ГЛАВА 7. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНИ ИЯ ПРЕДЛОЖЕННЫХ ТЕХЮЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ БЕЗРЕАГЕНТНОЙ ОЧИС ТКИ ВЫСОКОМУТНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ТЕХНОГЕННЫЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ.
7.1. Сравниваемые технологии и сооружения для техникоэкономических расчетов.
7.2. Определение капитальных, эксплуатационных и
приведенных затрат.
7.3. Экономический эффект от внедрения
предложенных технологий
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 7
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


В случае перехода ионов в воду образуются труднорастворимые СаС, СаОН2, М СО г и др и растворимые На ОН, КОН и др. При обмене К и Иа в связи с образованием легкорастворимых соединений для удаления их из воды требуется особая обработка суспензии. Когда в обменном состоянии находится Са2 при обмене создаются практически нерастворимые соединения типа СаСОз и СаОН2, которые легко подвергаются самоосаждению, что способствует безреагентному удалению их в виде взвеси. И поэтому, если преобладающим в составе природной воды является Са2, создается благоприятное условие для самопроизвольной коагуляции при очистки воды. В работе Сергеева Э. М. 0 указывается, что в присутствии большого количества растворенных солей и в поглощенном состоянии СсС, образует микроагрегаты. Чем выше концентрации растворенных солей в воде, тем интенсивнее коагуляция. Минералогический состав взвеси характеризуется комплексом физикогеографических условий бассейна р. Куры и особенно составом пород и почв, интенсивностью водной и ветровой эрозии речного стока 6. Для рек Кура и Араке главную массу взвешенных веществ составляют адсорбционные глинистые минералы бейделлит, монтмориллонит, каолинит и кварц. По минералогическому составу главную массу взвешенных веществ составляют глинистые минералы гидрослюда, монтмориллонит в пелитовой с1 мкм и в алевритовой фракциях г0 мкм кварц , монтмориллонит , а также глины каолинитовые и галлоизит смесь гидрогелей и А. По химической природе мутность природных вод представляет собой глины, алюмо и ферросиликаты, гидроокиси железа и алюминия, песчаные и известковые частицы. Как известно, глины являются комплексом алюмокремниевой кислоты И2Л 2Ю4 Н, куда алюминий входит в виде комплексного аниона. Монтмориллонитовые глины представляют собой соли комплексной алюмаметакремниевой кислоты Сл2Лл3 4 Нго. Преобладание в составе взвешенных веществ глинистых минералов и гидроокисей железа, марганца и алюминия улучшают сорбционные свойства и способствует миграции микроэлементов. Низкая емкость поглощения наблюдается во взвесях, в которых преобладает кварц и небольшие содержания каолинита и гидрослюды. Технологический процесс безреагентной очистки воды в большей степени зависит и от элекгрокинетической характеристики диспергированных в воде веществ. Все минеральные глинистые частицы, находящиеся в воде несут некоторый электрический заряд. Этот заряд образуются, в основном, изза несовершенства внутри кристаллической решетки частиц, что создает суммарный положительный, либо суммарный отрицательный заряд. Величина электрокинетичсского потенциала измеряется разностью потенциалов между заряженными частицами, находящимися в адсорбционном и диффузионном слоях. Адсорбционный ионный слой глинистых частиц способствует возникно. Устойчивость глинистых частиц изменяется при замещении водорода какимнибудь металлом. Обладая большой поглотительной способностью, глинистые частицы в воде приводят к нарушению агрегативной устойчивости полидисперсной взвеси. Агрегативная устойчивость системы определяется величиной электрокинетического потенциала диспергированных в воде частиц в процессе их разделения. Глинистые частицы обладают амфотерными свойствами, поэтому в зависимости от и состава воды могут адсорбировать как анионы, так и катионы. Наличие во взвеси глинистых частиц с подобной структурной решеткой приводит к нарушению устойчивости частиц. Для удаления коллоидных частиц из воды дисперсная система должна потерять устойчивость, т. Чем выше потенциал частиц, тем больше устойчивость. В, для рек Кура и Араке потенциал частиц составляет порядка . В. Поэтому частицы взвеси Куры и Аракса характеризуются малой устойчивостью. Удаление таких взвесей выгодно осуществлять в отстойниках малой высоты и зернистых фильтровальных сооружениях. Экспериментальные исследования, проведенные в Аз НИИ Водных Проблем 4, 6, , показали, что взвешенные вещества в воде Куры и Аракса характеризуются слабой электрокинетической устойчивостью. На рис. Мдля воды Куры и Аракса при мутности 0,5. При содержании взвешенных веществ 0. Куры и Аракса составляет и мВ. Рис. Кура 2 р. Аракс.