Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Водоснабжение, канализация

Диссертационная работа:

Кюберис Эдуард Александрович. Технология очистки подземных вод с высоким содержанием железа и марганца на малогабаритных установках : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.04 / Кюберис Эдуард Александрович; [Место защиты: ГОУВПО "Самарский государственный архитектурно-строительный университет"].- Самара, 2010.- 100 с.: ил.

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

1 Современное состояние проблемы обезжелезивания и деманганации
подземных вод
9

  1. Краткий анализ качества подземных вод Нижегородской области 9

  2. Роль железа и марганца в питьевой воде 11

  3. Теоретические основы обезжелезивания и деманганации воды 12

  1. Безреагентные методы обезжелезивания и деманганации воды 14

  2. Реагентные методы обезжелезивания и деманганации воды 23

Выводы 34

Цель и задачи исследований 35

2 Исследование современных малогабаритных установок 36

  1. Установки малой производительности для обезжелезивания и деманганации подземных вод 36

  2. Исследование современных фильтрующих материалов для обезжелезивания и

деманганации воды 36

Выводы 44

3 Исследование и оценка эффективности современных каталитических
материалов
46

  1. Объект исследования 46

  2. Описание установки для проведения лабораторных исследований 47

  3. Результаты лабораторных исследований 50

  1. Влияние скорости фильтрования на эффективность удаления высоких концентраций железа и марганца 50

  2. Влияние качества исходной воды на эффективность удаления высоких концентраций железа и марганца 55

  3. Определение времени защитного действия каталитических загрузок 60

  4. Определение фактической ёмкости каталитических загрузок 75

3.3.5 Оценка эффективности фильтрующих материалов 78

Выводы 79

4 Экспериментальные исследования технологии удаления высоких
концентраций железа
и марганца на малогабаритной установке с
использованием каталитического фильтрующего материала
81

  1. Объект исследований 81

  2. Разработка технологической схемы малогабаритной установки обезжелези-вания и деманганации 81

  1. Расчет бака-аэратора 82

  2. Расчет блока окисления гипохлоритом натрия 84

  3. Расчет реагентного хозяйства 85

  4. Расчет напорного обезжелезивающего фильтра 86

  5. Расчет бака чистой воды 87

  1. Программа и методика проведения экспериментальных исследований 89

  2. Результаты экспериментальных исследований 91

  1. Оптимизация комбинированной технологии удаления высоких концентраций железа и марганца на малогабаритной установке с использованием каталитического материала 98

  2. Экономическая оценка предлагаемой технологии 100

Выводы 103

Общие выводы 104

Список литературы 105

Приложение А Химический анализ подземной воды Борского района 114

Приложение Б Химический анализ подземной воды Сормовского района 115

Приложение В Химический анализ подземной воды Автозаводского района 116

Приложение Г Характеристики современных каталитических материалов 117

Приложение Д Акт о внедрении научно-исследовательской работы 128

Приложение Ж Акт о внедрении научно-исследовательской работы 130

Приложение К Анализ воды после системы очистки в Борском районе 132

Приложение Л Анализ воды на хлороформ после системы очистки в Борском

районе 133

Приложение М Анализ воды после системы очистки в Автозаводском районе ....134

Введение к работе:

Актуальность работы. В настоящее время на территории Нижнего Новгорода и области отмечается рост строительства небольших жилых поселков, баз отдыха, загородных коттеджей, усадеб и фермерских хозяйств, которые для обеспечения своих нужд используют воду подземных нецентрализованных источников (индивидуальных, групповых скважин).

Проведенные анализы состояния химического состава подземных вод на территории Н. Новгорода и области показывают, что в большинстве проб воды наблюдается присутствие широкого спектра загрязнений. В первую очередь это относится к повышенному содержанию железа и марганца, концентрации которых часто находятся в пределах: по железу — 13 - 20 мг/л (43 - 67 ПДК); по марганцу -1,0 - 1,8 мг/л (10 - 18 ПДК).

Анализ рынка существующих установок и устройств малой производитель-ности (1,0 - 10,0 м /сут) для обезжелезивания и деманганации подземных вод показывает, что существующие установки предназначены для* удаления железа и-марганца при их исходных концентрациях до 10 мг/л (33 ПДК) и до 1,0 мг/л (10 ПДК) соответственно. В их основу положен каталитический метод.

На сегодняшний день проблема очистки подземных вод с высоким содержанием железа и марганца на малогабаритных установках изучена недостаточно и до конца не решена.

Обезжелезивание и деманганация подземных вод с высоким содержанием железа и марганца в условиях нецентрализованного водоснабжения может решаться путем разработки, исследования и внедрения современной, высокоэффективной технологии водоподготовки (обезжелезивания и деманганации) с применением малогабаритных и надёжных водоочистных установок и устройств.

Актуальными направлениями являются: разработка и применение дополнительных технологических приемов для интенсификации процесса удаления железа и марганца; поиск оптимальных доз и комбинаций реагентов; исследование свойств современных каталитических материалов.

Объект исследований - подземные воды Н.Новгорода и области, современные каталитические материалы, установки малой производительности (малогабаритные) для удаления из подземных вод высоких концентраций железа и марганца.

Целью диссертационной работы является разработка, исследование технологии очистки подземных вод с высокими концентрациями железа и марганца на малогабаритных установках с использованием современных каталитических фильтрующих материалов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

получены результаты исследований фильтрующих свойств современных каталитических материалов, отличающиеся комплексностью определения технологических характеристик исследуемых загрузок по отношению к высоким концентрациям железа и марганца;

предложена методика расчета остаточных концентраций железа и марганца в зависимости от времени фильтрования для различных современных каталитических материалов, способная прогнозировать работу фильтров без проведения дополнительных опытов;'

разработана комбинированная технология удаления высоких концентраций железа и марганца на малогабаритной установке с использованием каталитического материала, позволяющая применить полученные экспериментальные данные при проектировании промышленных установок по обезжелезиванию и деманганации;

получена математическая зависимость извлечения марганца, адекватно описывающая влияние доз реагентов на эффективность комбинированного метода очистки на малогабаритной установке с использованием каталитического фильтрующего материала.

Личный вклад автора состоит:

в обосновании необходимости разработки и исследования технологии очистки подземных вод с высоким содержанием железа и марганца;

в непосредственном проведении комплексных лабораторных исследований современных каталитических фильтрующих материалов и влияния технологических факторов на процесс удаления высоких концентраций железа и марганца;

в непосредственном проведении экспериментальных исследований на малогабаритной пилотной установке в натурных условиях;

обработка результатов экспериментов, получение математических зависимостей для расчета остаточных концентраций железа и марганца в зависимости от времени фильтрования.

Достоверность полученных результатов оценена с помощью современных математических методов обработки экспериментов. При постановке экспериментов были использованы современные общепринятые методики, оборудование и приборы.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

изучены свойства современных каталитических материалов при удалении высоких концентраций железа и марганца, что определило их пригодность к использованию в качестве фильтрующих материалов;

исследовано влияние технологических факторов на эффективность очистки подземных вод с высоким содержанием железа и марганца, что позволило разработать эффективную комбинированную технологию водоподготовки;

эксперименты на пилотной малогабаритной установке дали возможность комплексно оценить эффективность работы разработанной технологии обезжелези-вания и деманганации;

- результаты исследований позволили интенсифицировать и повысить эффек
тивность работы существующих малогабаритных установок обезжелезивания и де
манганации на ряде объектов в Борском районе Нижегородской области, а также в
пос. Доскино и Гавриловка для обеспечения объектов индивидуального строитель
ства (коттеджей) высококачественной питьевой водой.

На защиту выносятся:

- результаты комплексных исследований современных каталитических фильт
рующих материалов и влияния технологических факторов на процесс удаления вы
соких концентраций железа и марганца;

- результаты исследований комбинированной технологии обезжелезивания и
деманганации на пилотной малогабаритной установке;

- технология очистки подземных вод с высоким содержанием железа и марганца на малогабаритной установке с использованием каталитического материала.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований, изложенные в работе, докладывались и обсуждались: на 7-ом международном научно-промышленном форуме «Великие реки» (г. Нижний Новгород, 2005г.); сессии молодых ученых (г. Нижний Новгород, 2006г.); сессии молодых ученых (г. Нижний Новгород, 2007г.); научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и студентов ННГАСУ (г. Н. Новгород, 2008 - 2009 гг.); научных семинарах кафедры "Водоснабжение и водоотведение" ННГАСУ в 2008 - 2009 гг.

Публикации. По результатам работы опубликовано 14 работ (11— в виде статей, три — в виде тезисов докладов), из них одна статья в издании, рекомендованном ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка используемых источников, насчитывающего 105 библиографических ссылок и 9 приложений. Она изложена на 134 страницах, содержит 51 рисунок и 20 таблиц.

Автор выражает глубокую благодарность канд. техн. наук, профессору Горбачеву Е. А. за ценные советы и методическую помощь при написании диссертационной работы, руководству компании "ЭкоЛайф" за предоставленное оборудование для проведения пилотных исследований, Захаровой Т. А. за консультационную поддержку при проведении лабораторных исследований.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net