Процесс очистки природных вод от гуминовых веществ с использованием электроразрядного реактора

Войно, Денис Александрович
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………………….. 4
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ
И МЕТОДЫ ИХ УДАЛЕНИЯ ИЗ ПРИРОДНЫХ ВОД ………………………………….. 10
1.1. Физико-химические свойства гуминовых веществ ……………………………………. 10
1.2. Способы удаления гуминовых веществ из воды………………………………………… 13
1.3. Использование электроразрядных методов в технологиях очистки воды
от гуминовых веществ ……………………………………………………………………………… 20
1.4. Постановка цели и задач исследования …………………………………………………….. 32
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ………………………………… 34
2.1. Методики приготовления модельных растворов ……………………………………….. 34
2.1.1. Методика приготовления модельного раствора гуминовых веществ ……. 34
2.1.2. Приготовление модельных растворов органических веществ:
метиленового голубого, фурацилина и эозина ……………………………………. 35
2.2. Методика электроразрядной обработки воды и растворов …………………………. 36
2.3 Приборы и методы, используемые при выполнении исследований ……………. 37
2.4. Определение показателей качества воды ………………………………………………….. 41
2.4.1. Определение железа, связанного с гуминовыми веществами ………………. 43
2.5. Расчет погрешности эксперимента ……………………………………………………………. 43
ГЛАВА 3. ДЕЙСТВИЕ ИСКРОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДОВ В СЛОЕ
ГРАНУЛ ЖЕЛЕЗА НА МОДЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ И НА ПРИРОДНЫЕ
ВОДЫ, СОДЕРЖАЩИЕ ГУМИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА …………………………………. 44
3.1. Содержание гуминовых веществ в подземных водах Западной Сибири …….. 44
3.2. Воздействие искровых электрических разрядов в слое гранул железа
на растворы ……………………………………………………………………………………………… 51
3.2.1. Обработка дистиллированной воды ……………………………………………………….. 51
3.2.2. Обработка растворов метиленового голубого, фурацилина и эозина ………. 57
3.2.3. Обработка растворов гумата натрия ………………………………………………………. 65
3.2.4. Обработка подземных вод северных регионов Западной Сибири ………… 72
3.3. Стадии процесса удаления гуминовых веществ из природных вод при
действии искрового электрического разряда в слое гранул железа …………….. 80
Выводы по главе 3 …………………………………………………………………………………………….. 82
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОД ОТ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОГО РЕАКТОРА ………………….. 84
4.1. Методика расчета реактора …………………………………………………………………………. 84
4.1.1. Расчет электрических и энергетических характеристик процесса …………… 85
4.1.2. Расчет массы металлической загрузки реактора …………………………………….. 91
4.1.3. Расчёт газовыделения ……………………………………………………………………………. 92
4.1.4. Расчет гидродинамических характеристик и конструктивный расчет
аппарата ………………………………………………………………………………………………… 93
4.2 Расчет отстойника ………………………………………………………………………………….. 100
4.3. Выбор фильтра……………………………………………………………………………………….. 103
4.4. Описание аппаратурно-технологической схемы для удаления гуминовых
веществ из природных вод …………………………………………………………………….. 106
Выводы по главе 4 …………………………………………………………………………………………… 108
ВЫВОДЫ ………………………………………………………………………………………………………. 110
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………………………………………….. 112
ПРИЛОЖЕНИЯ. Акты об использовании результатов …………………………………… 125

Актуальность темы исследования. Для обеспечения населения
качественной питьевой водой требуется разработка новых, оригинальных водных
технологий, способных эффективно получать воду, соответствующую СанПиН
2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды
централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». По
данным Федеральной службы государственной статистики Роспотребнадзора за
2010 г. к централизованному водоснабжению не имеют доступа каждый десятый
городской житель (11 %) и половина (53 %) жителей сельских населенных
пунктов [1]. Например, в Западной Сибири, активно развивающейся в
промышленном отношении благодаря газо- и нефтедобывающей отрасли,
создаются вахтовые поселки, не имеющие централизованного водоснабжения.
Основным источником питьевого водоснабжения на территории Западной
Сибири являются подземные воды. Поверхностные воды Западной Сибири, в
достаточном количестве имеющиеся на территории, в связи с заболоченностью
невозможно использовать для питьевых целей. Содержание гуминовых веществ,
придающих воде повышенную цветность, делает воду непригодной не только для
питьевых целей, но и для хозяйственного применения.
Использование подземных вод для питьевого водоснабжения ограничено
повышенным содержанием железа, что характерно для Западно-Сибирского
региона. Подземные воды, наряду с высокой концентрацией железа, содержат
органические вещества гумусового происхождения. Одновременное присутствие
указанных примесей приводит к образованию коллоидной системы, обладающей
устойчивостью к физико-химическим воздействиям, реализуемым в настоящее
время в водоподготовке [1, 2]. При очистке вод такого состава эффективность
водоочистных установок снижается, что приводит к снижению качества питьевой
воды.
В настоящее время существуют различные технологии, такие как
аэрация [3], озонирование [4], обработка импульсным электрическим разрядом [5],
использование специальных фильтрующих загрузок [6] для очистки подземных
вод, содержащих железо и растворенные гуминовые вещества. Но эти методы
малоэффективны для вод, содержащих примеси гуминовых веществ и железа.
Использование ультра- и нанофильтрационных мембран является эффективным
для вод такого состава, но приводит к увеличению стоимости технологии
водоподготовки. Для повышения эффективности очистки подземных вод Западно-
Сибирского региона, содержащих примеси железа и гуминовых веществ,
необходим поиск новых способов, которые можно реализовать в технологиях
водоподготовки.
Работа выполнена в рамках госзадания «Наука» (ГЗ 3.3734.2011 от
01.01.1012 г.), проект «Разработка научных основ физико-химических процессов
водоочистки, протекающих на границе раздела фаз».
Степень разработанности темы исследования. Анализ литературных
источников показал, что систематического изучения процессов безреагентного
удаления растворенных гуминовых веществ из природных вод не проводилось.
Принятые технологии очистки воды с использованием озонирования, мембранного
разделения, сорбции, электрокоагуляции, ультрафильтрации и др. малоэффективны
для удаления гуминовых веществ из воды вследствие образования с другими
примесями коллоидных систем, обладающих повышенной устойчивостью к
физико-химическим воздействиям. Закономерности окисления, деструкции и
осаждения гуминовых веществ при очистке высокоцветных вод в полной мере не
изучены.
Цель работы – разработка технологической схемы очистки природных вод

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Анна Н. Государственный университет управления 2021, Экономика и ...
    0 (13 отзывов)
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уни... Читать все
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уникальности с нуля. Все работы оформляю в соответствии с ГОСТ.
    #Кандидатские #Магистерские
    0 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Процессы дегидрирования углеводородов в реакторах мембранного типа
    📅 2016год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)