Природные и модифицированные сорбенты для деманганации и обезжелезивания подземных вод

• Автор: Скитер, Наталья Анатольевна
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
Глава 1. Современное состояние проблемы обезжелезнвания и деманганации подземных вод

1.1. Роль подземных вод в балансе питьевого водоснабжения

1.2. Качество подземных вод

1.3. Железо и марганец в питьевой воде.

1.4. Теоретические основы обезжелезивания и деманганации

1.5. Основные методы и технологии очистки подземных вод от железа и марганца.

1.6. Преимущества и недостатки сорбционных технологий

Выводы по главе

Глава 2. Методические положения экспериментальных исследований.

2.1. Состав и физикохимические показатели исследуемых минералов.
2.1.1. Брусит
2.1.2. Цеолиты.
2.1.3. Карбонатные марганцевые руды.
2.1.4. Оксидные марганцевые руды.
2.2. Объекты исследования водные растворы
2.3. Условия проведения экспериментов
2.3.1. Статические условия
2.3.2. Динамические условия.
2.4. Основные критерии оценки процесса.
2.5. Приборы и методы лабораторных исследований
2.6. Лабораторные стенды и установки.
Глава 3. Результаты экспериментальных исследований
природного и модифицированного бруснта.
3.1. Изучение адсорбционных свойств брусита по отношению к железу и марганцу
3.1.1. Кинетика сорбции железа и марганца на брусите
3.1.2. Изотермы сорбции железа и марганца
3.2. Изучение адсорбционных свойств модифицированного брусита по отношению к железу и марганцу.
3.3. Исследование влияния физикохимических и технологических факторов на сорбционные свойства брусита
3.3.1. В статических условиях
3.3.1.1. Влияние удельной поверхности
3.3.1.2. Влияние среды
3.3.1.3. Влияние скорости перемешивания на сорбционную мкость брусита
3.3.1.4. Извлечение железа и марганца из поликомпонентных растворов.
3.3.1.5. Влияние температуры модифицирования на
сорбционную мкость брусита
3.3.1.6. Влияние температуры среды.
3.3.1.7. Влияние продолжительности контакта сорбента с раствором металла.
3.3.2. В динамических условиях.
3.3.2.1. Влияние удельной поверхности зерна сорбента.
3.3.2.2. Динамическая обменная мкость брусита
З.З.2.З. Регенерация сорбента
3.3.2.4. Влияние скорости фильтрации и концентрации элементов в растворе
3.3.2.5. Влияние совместного присутствия железа и мараганца в растворе на динамическую емкость брусита
3.3.2.6. Динамическая обменная мкость
модифицированного брусита
3.4. Механизм взаимодействия брусита с ионами мартнца и железа.
3.5. Математическое моделирование процесса адсорбции.
Выводы по главе
Глава 4. Экспериментальные исследования сорбционнокаталитических свойств марганцевых руд.
4.1. Изучение адсорбционнокаталитических характеристик карбонатных марганцевых руд
4.1.1. В динамических условиях
4.1.2. В статических условиях
4.1.3. Механизм взаимодействия ионов железа и марганца с 5 карбонатными марганцевыми рудами.
4.2. Изучение каталитической активности оксидных марганцевых
4.2.1. Механизм взаимодействия ионов железа и марганца с
оксидной марганцевой рудой
Выводы по главе
Глава 5. Технологические схемы очистки подземных вод с применением сорбентов и катализаторов
5.1. Разработка принципиальной технологической схемы.
5.1.1. Статический режим работы
5.1.2. Динамический режим работы.
5.2. Экспериментальные исследования на природной подземной
воде.
5.2.1. Применение оксидных марганцевых руд.
5.2.2. Цикл экспериментальных исследований на
природной воде станции обезжелезивания ННЦ.
5.2.2.1. Существующая схема, показатели очистки, существо проблемы.
5.2.2.2. Исследование двух схем применения
брусита
5.2.2.3. Исследования сорбционных свойств брусита
на природной воде
5.2.2.4. Применение марганцевых руд для очистки подземных вод ННЦ
5.2.3. Рекомендуемая технология и схема очистки с применением природных и модифицированных сорбентов
5.3. Техникоэкономический расчет использования технологии
очистки воды с применением природных катализаторов.
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Наибольший объем из поверхностных водных источников забирают большие города. Средние и небольшие города используют в основном воду подземных источников. Сельскохозяйственное водоснабжение базируется преимущественно на подземных водах их доля в общем объеме водопотребления составляет около 8. Для водоснабжения села пробурено более 0 тыс. Исторически сложилось, что более воды мы отбирали из поверхностных водных объектов. Это было доступней, дешевле, в общем, целесообразней. Антропогенная нагрузка в большей степени сказывается на поверхностных водоисточниках, и как следствие, удорожание и усложнение процесса водоочистки. В связи с ухудшением качества воды в поверхностных водоисточниках, вс большее внимание уделяется подземным водам, сохраняющих высокие показатели качества воды, по сравнению с поверхностными водами. Стратегическое направление в водопользовании расширение использования подземных вод для хозяйственнопитьевых целей. Реализация этого направления, особенно важного для крупных городов, существенно повлияет на повышение технологической и санитарной наджности системы хозяйственнопитьевого водоснабжения. Одним из основных привлекательных факторов в пользу подземных вод является их меньшая загрязннность токсикантами техногенного происхождения, что требует меньших затрат на водоподготовку, и высокая степень их защищнности по сравнению с поверхностными водами. Постановлением правительства РФ 2 от 6 марта г. Министерством промышленности России, Госстроем России и Минсельхозпродом России концепция федеральной целевой программы Обеспечение населения России питьевой водой 1. С г. Российской Федерации. Программой намечается поэтапно до года осуществить . В России имеется значительный объем запасов подземных вод, с относительно стабильным составом и более высоким санитарным уровнем, чем воды поверхностных объектов. Поэтому необходимо там, где это возможно, переходить на использование подземных вод для питьевого водоснабжения. На г. Пресными подземными водами с минерализацией до 1 гдм обеспечены преимущественно северные и центральные районы области, придолинная часть левобережья р. Оби, правобережье и Баганский, Карасукский и Краснозерский районы. Ресурсы и использование подземных вод. По данным Доклада Государственного комитета по охране окружающей среды Новосибирской области г. Общее количество прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод по Новосибирской области составляет 4,7 млн. На г. Общая сумма оценнных эксплуатационных запасов подземных вод по категориям составляет , тыс. ХПВ , ПТВ ,5 ОРЗ ,. Прирост их в г. Степень использования разведанных месторождений невелика. Зсут. Таким образом, используется 3 оценнных запасов подземных вод. По данным Новосибирского городского сайта Качество питьевой воды на территории Новосибирской области оставляет желать лучшего две трети области сегодня с плохой водой. В ней повышенное содержание железа. Для того чтобы изменить ситуацию, будет реализована целевая программа по обеспечению населения области питьевой водой. Основное внимание планируется уделить строительству новых водозаборов. Несмотря на дороговизну, предпочтение отдано бурению скважин. Отметим, что на реализацию целевой программы обеспечения жителей области питьевой водой, которая пока рассчитана до года, предполагается выделить около десяти миллиардов рублей . Подземные воды, используемые для нужд водоснабжения, подразделяются на грунтовые, межпластовые напорные артезианские воды. Доля подземных вод, служащих источником питьевого водоснабжения стран, зависит от обеспеченности водными ресурсами и качества последних. Так, если в Японии подземные воды в общем потреблении питьевой воды занимают 2,2, то в Германии грунтовые воды составляют . Огромную роль в экономике Венгрии играют подземные воды. Они обеспечивают около водоснабжения Будапешта 7. Обычно для централизованных систем питьевого водоснабжения используются маломинерализованные, бактериально чистые, отвечающие требованиям стандартов на питьевую воду, артезианские воды, подаваемые потребителю без очистки.