Подготовка питьевой воды из подземных источников угледобывающих регионов : На примере Кузбасса

• Автор: Сколубович, Юрий Леонидович
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 322 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ.

1.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПОДГОТОВКИ ПИТЬЕВОЙ воды

В УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ РЕГИОНАХ

1.1 .Оценка источников водоснабжения . . . . . .

1.2.Особенности качественного состава подземных вод угледобывающих регионов. . . . . . . . .
1 .ЗАнализ существующих технологий подготовки питьевой воды из подземных источников. . . . . . .

1 АПостановка задачи. .

2.ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОЧИСТКЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД КОМПЛЕКСНОЙ ОБРАБОТКОЙ В ДЕГ АЗАТОРЕОКИСЛИТЕЛЕ И ОСВЕТЛЕШЕМ .

2.1.Обработка подземных вод в дегазатореокислителе. .

2.1.1.Разработка конструкции дегазатораокислителя

2.1.2.Экспериментальные исследования но комплексной обработке воды.

2.2.Рсагснтная очистка подземных вод
Выводы. .
3.ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОЧИСТКЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ФИЛЬТРОВАНИЕМ . . . . .
3.1.Экспериментальные исследования по очистке воды
на скорых фильтрах. . . .
3.1.1 .Методика обработки результатов исследований .
3.1.2.Выбор фильтрующего материала. .
3.1.3.Оптимизация процесса фильтрования и разработка конструкции скорого фильтра. . . . . . .
3.2.Экспериментальные исследования но очистке воды
на радиальных фильтрах . . . . . . . .
3.2.1 .Существующие методы оптимизации и расчета радиальных фильтров . . . . . . . . . .
3.2.2.0боснование и выбор гидравлических параметров радиального фильтра. . . . . . . . .
3.2.3.Методика технологического моделирования и расчета радиальных фильтров . . . . . . . .
3.2.4.Технологическое моделирование процесса
очистки подземных вод на радиальных фильтрах. . . .
Выводы. . . . . . . . . . . .
4.ЭКСПЕРИМЕ1 ГГАЛЫ1ЫЕ ИССЛЕДОВАИЯ 0 С0РБЦИ ИЮЙ
ОЧИСТКЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ОТ ФЕНОЛОВ
4.1 .Исследование адсорбции фенола на углеродных сорбентах в статических условиях. . . . . . . . .
4.2.Исследование кинетики адсорбции фенола из водных растворов угольными сорбентами . . . . . . .
4.3.Исследование и оптимизация динамики адсорбции водных
растворов фенола на углеродных сорбентах . . . .
4.4.Повышение эффективности адсорбции фенола на угольных
фильтрах . . . . . . . . . . .
Выводы. . . . . . . . . . . .
5.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ
ПРОМЫВНЫХ ВОД
5.1.Экспериментальные исследования по очистке промывных вод . .
5.2.0безвоживаиие и утилизация осадков
5.2.1.Подготовка и утилизация отработанной загрузки реактораосветлителя. .
5.2.2.Свойства осадка промывных вод фильтров. . . .
5.2.3.Утилизация осадков. .
Выводы. . . . . . .
6.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ ПИТЬЕВОЙ
ВОДЫ ИЗ ПОДЗЕМНЫХ ИСТОЧИКОВ.
6.1 .Рекомендуемые технологические схемы очистки подземных вод. .
6.2.Производственные испытания разработанной технологии. . .
6.3.Рекомендации по проектированию и эксплуатации сооружений . .
6.3.1.Оборудование водоподготовительных сооружений. . .
6.3.2.Сооружения утилизации промывных вод
6.4.Техникоэкономические показатели разработанной технологии . .
Выводы .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Повышение значения приводит к окислению железа II в железо III, которое выпадает в осадок. В присутствии карбонатов при рН8,4 возможно выделение карбоната, а при рН,3 гидроксида железа, что связано с достижением произведения растворимости гидроксида железа в щелочной среде. При наличии катализаторов растворенных в обрабатываемой воде ионов меди, марганца и фосфатионов, а также при контакте ее с оксидами марганца или с ранее выпавшим гидроксидом железа III скорость окисления железа II кислородом значительно возрастает. С повышением значения среды время, затрачиваемое на окисление соединений железа II, значительно сокращается. Ре2 8НС0 2Н сОН 3 ВС 1. Теоретически на окисление 1 мг железа II расходуется 0,3 мг растворенного в воде кислорода. Практические данные свидетельствуют, что требуемое количество кислорода в 2,5 3 раза выше расчетного. Скорость окисления соединений железа II значительно возрастает при хлорировании воды стандартный окислительновосстановительный потенциал хлора Ей1, В. С2 6НСО3 2РеОН3 2СГ 6С 1. На окисление 1 мг соединений железа II расходуется 0, мг хлора щелочность воды при этом снижае тся на 0,8 ммольдм. Ре2 МпО Ю 2Н 4РеОН3 Мп 8С 1. На окисление 1 мг железа II расходуется 0, мг перманганата калия щелочность воды при этом уменьшается на 0,6 ммольдм3. Диаграмма Пурбе для марганца приложение 1, рис. Наиболее эффективное удаление марганца возможно при повышении рН8 или увеличением окислительновосстановительного потенциала среды путем применения сильных окислителей . Удаление марганца из воды основано на окислении марганца II до марганца III и марганца IV, образующих гидроксиды, растворимость которых при рН7 не превышает 0, мгдм В качестве окислителей применяют кислород воздуха, перманганат калия, озон, хлор и его производные. Удаление марганца достигается при ионном обмене Н и катионирование, при известковосодовом умягчении воды, биохимическими и другими методами . Сероводород, в концентрациях отмеченных в подземных водах Кемеровской области, достаточно эффективно выводится аэрацией. Фенол удаляют его окислением или адсорбцией ,. В соответствие с СанПиН жесткость воды не должна превышать 7 ммольдм . При повышенном содержании катионов кальция и магния необходимо использовать методы умягчения воды. Выбор метода умягчения определяется качеством воды и техникоэкономическими соображениями. В соответствие с рекомендациями СНиП 2 при умягчении подземных вод следует применять ионообменные методы . Для получения питьевой воды возможно умягчение части воды с последующим смешением с исходной водой . Для хозпитьевого водоснабжения из источника с повышенным содержанием солей жесткости рациональным является реагентное умягчение воды. Оно основано на обработке воды реагентами, образующими малорастворимые соединения с кальцием и магнием СаСОз, МОН и др. В качестве реагентов используют известь, кальцинированную соду, гидроксид натрия и другие вещества . Вес многообразие методов, применяемых в технологии обезжелезивания и деманганации воды, можно свести к двум основным типам реагентиые и безреагенгные. Известные безреагентные методы обезжелезивания и деманганации могут быть применены, когда исходная вода характеризуется не менее 6,7 щлочностью не менее 1,0 ммольдм содержанием углекислоты до мгдм3 и сероводорода до 1 мгдм перманганатная окисляемость не более 2 мгдм содержание железа не более 5 мгдм1 содержание марганца не более 0,3 мгдм жесткость воды не более 7 ммольдм, соотношением Ре2Мп , . Реагентные методы обезжелезивания и деманганации воды следует применять при низких значениях , высокой окисляемости, содержании марганца более 0,5 мгдм3, железа более мгдм3, солей жесткости. При концентрациях железа до мгдм в том числе железа II не менее применяют метод упрощенной аэрации рис. Этот метод рекомендуют тогда, когда окислительновосстановительный потенциал воды после аэрации будет не менее 0 мВ и индекс стабильности воды не менее
Рис. Технологическая схема обезжелезивания воды методом упрощенной аэрации. Рис. Технологическая схема обезжелезивания воды глубокой аэрацией.