авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

Эффективность реагентной обработки высокоцветных и маломутных вод в зависимости от природы органических загрязнений

-- [ Страница 4 ] --

 Корреляционная зависимость между-12

Рис. 12. Корреляционная зависимость между Ц/ПО и содержанием суммарного ароматического углерода в модельных образцах ГВ

 Корреляционная зависимость между-13

Рис. 13. Корреляционная зависимость между показателями Ц/ПО и *

Таким образом, корреляционная взаимосвязь показывает правильность предпосылки о том, что отношение двух интегральных показателей количества органического углерода, присутствующего в водной системе, может служить критерием его свойств, а именно, обогащенности растворенного органического углерода высокопоглощающими ароматическими фрагментами.

Таким образом, сущность показателя цветности Кц можно объяснить так: чем больше его значение, тем выше содержание ароматического углерода в органическом веществе.

Для практического применения, при определении свойств растворенных органических веществ по величине показателя цветности Кц, установлены границы преобладания (пример):

- значение величины Кц = Ц/ПО, составляет менее 7,5, (Кц воды, из реки Волхов - 4,7, из Истры – 4,43) свидетельствует о преобладании в воде более нейтральных низкомолекулярных фульватных фракций, имеющих незначительный отрицательный заряд и плохо вступающих в реакцию с ОХА;

- значение величины Кц = Ц/ПО, составляет более 7,5, (Кц воды, из реки Орши – 11,25) свидетельствует о преобладании в воде легкоудаляемых высокомолекулярных (торфяных и почвенных) гуминовых кислот, имеющих высокий отрицательный заряд, хорошо реагирующих с ОХА и образующих с ним нерастворимые комплексы.

Таким образом, в любой ведомственной лаборатории водопроводной станции можно по результатам традиционного химического анализа осуществить предварительный выбор или осуществить проверку правильности выбора применяемых реагентов.

Корреляционный тренд представленный на рис. 13 подтверждает ранее сделанное предположение о пропорциональности коэффициента молярного поглощения и отношения Ц/ПО. В этой связи полученные результаты исследований позволяют для количественного определения содержания суммарного ароматического углерода, характеризующего свойства растворенного органического вещества, рекомендовать к использованию отношение:

Scar = 2,0005· Кц + 14,4 (4.2)

(коэффициент детерминации r2 = 0,88):

где Кц – коэффициент цветности (Ц/П.О.);

Scar – суммарное содержание ароматического углерода, % от СОРГ.

В пятой главе представлены результаты реконструкции действующих в системе водоснабжения КБФ – филиал ФГУП «Гознак» сооружений для очистки воды реки Камы, построенных 50-е годы прошлого века. Состав сооружений включает: дырчатый и вертикальный смесители, камеру реакции коридорного типа, два горизонтальных осветлителя (12х36х4,5)м общим объемом около 4000 м3, шесть вертикальных осветлителей со взвешенным слоем осадка, объемом около 2000 м3, шесть открытых песчаных фильтров с площадь фильтрации около 600 м2, резервуары чистой воды объемом 9700 м3, реагентное хозяйство, насосную станцию второго подъема.

По показателям мутности, цветности и общей минерализации Камская вода относится к цветным и маломутным. Очистка воды происходит в условиях преобладающего влияния низких температур (2-6 оС). Цветность речной воды вызвана главным образом присутствием нерастворимых форм гумусовых веществ, соединений железа, вирусов и микроорганизмов придающих воде окраску, а относительно высокие показатели окисляемости свидетельствуют о загрязнении сточными водами.

Анализ проб Камской и очищенной воды выполняется ведомственной лабораторией, цветность определяется методом сравнения со стандартными растворами бихромата и кобальта, мутность – фотометрическим способом, измерение оптической плотности оценивается по калибровочному графику разбавленных стандартных суспензий, содержащих двуокись кремния.

Обеззараживание воды не производится. В качестве коагулянта для обработки речной воды используется раствор сернокислого алюминия в качестве флокулянта – раствор полиакриламида.

По значению цветности для воды, используемой в бумажном производстве КБФ, предъявляются требования (не более 10 град. БКШ), т.е. выше, чем для питьевой воды. В результате имеющихся конструктивных и технологических недостатков обеспечение качества воды достигается в основном за счет снижения производительности. Перед реконструкцией пропускная способность сооружений снизилась до 700 м3/ч, при потребности 1500 м3/ч. К существенным технологическим и конструктивным недостаткам сооружений следует отнести:

1. Технологические недостатки:

неэффективный ввод реагентов в поток обрабатываемой воды;

– исключение процесса подщелачивания воды при использовании в качестве коагулянта раствора сернокислого алюминия, при дозах до 50-75 мг/л и раствора полиакриламида, при дозах до 4 мг/л;

– низкая интенсивность смешения реагентов с потоком воды;

– низкая интенсивность перемешивания в камерах хлопьеобразования;

– струйность потока воды в горизонтальных осветлителях;

– использование для фильтрации тяжелой песчаной загрузки;

– отсутствие автоматизации работы сооружений.

2. Конструктивные недостатки:

– отсутствие рассредоточенного ввода реагентов;

– невозможность изменения интенсивности перемешивания в вертикальных смесителях;

– невозможность изменения интенсивности перемешивания в камерах хлопьеобразования;

– отсутствие эффективных распределительных устройств;

– неудовлетворительная работа осветлителей со взвешенным слоем осадка в условиях низких температур воды;

– значительные габариты открытых скорых фильтров, неэффективная конструкция дренажных устройств;

– ручное управление промывкой фильтров.

До начала реконструкции на сооружениях была смонтирована экспериментальная установка (рис. 1). На экспериментальной установке в соответствии с программой выполнены исследования этапа 2. Результатами исследований подтверждены экспериментальные данные, полученные в лабораторных условиях и изложенные в 3-й и 4-й главах. По результатам экспериментальных данных составлены рекомендации на разработку рабочего проекта реконструкции.

После реализации рабочего проекта, разработанного институтом «ВОДГЕО» при личном участии автора, пропускная способность водоочистных сооружений КБФ повысилась до 1500 м3/ч, при стабильном обеспечении показателей качества воды в соответствии с предъявляемыми требованиями.

Реконструкции коснулась всей технологической цепочки сооружений: от ввода реагентов до переоборудования фильтров и автоматизации их работы.

  1. Место ввода реагентов – 15 м, до смесителя.
  2. Ввод реагентов – рассредоточенный.
  3. Уменьшен объем вертикальных смесителей, для интенсификации смешения применены винтовые механические мешалки.
  4. Камеры хлопьеобразования дополнены турбулизующими вставками.
  5. Каждая секция горизонтального осветлителя оснащена щелевыми перегородками и тонкослойными элементами.
  6. Открытые скорые фильтры оснащены: современными дренажными устройствами, затворами с электроприводом, датчиками скорости фильтрования.
  7. Для контроля качества очищенной воды применены проточные анализаторы показателей рН, мутности, цветности, создано АСУ ТП.

В результате реконструкции сооружения имеют следующие показатели:

После реконструкции технологические показатели работы ВОС составили при общем потоке 1500 м3/ч:

1. Показатели качества очищенной воды удовлетворяли предъявляемым требованиям по цветности не более 10 град. БКШ, по мутности не более 3 мг/л, по железу не более 0,1 мг/л;

2. Время перемешивания воды с растворами оксихлорида алюминия и высокомолекулярного флокулянта 2 мин, при интенсивности 120 об/мин;

3. Время нахождения потока в камерах хлопьеобразования – 30 мин при скорости потока 0,2-0,3 м/с;

4. Общее время осветления воды в полочном пространстве 1,5–2,0 часа, при скорости движения воды 0,2-0,3 мм/с

5. Замена кварцевого песка на алюмосиликатную загрузку «Сорбент АС» позволила повысить скорость фильтрации до 8 м/ч, длительность фильтроцикла увеличилась до 24 часов, расход промывной воды снизился на 50-60%.

Экономический эффект от внедрения результатов исследований в технологию водоочистных сооружений КБФ «Гознака» составил 3,5 млн руб. экономии в год.

В шестой главе представлена рекомендуемая технология очистки высокоцветных (рис.14) и среднецветных природных вод (рис.15).

Рис. 14. Технология, рекомендуемая для очистки высокоцветных вод

Рис. 15. Технология, рекомендуемая для очистки среднецветных вод

Схема 1. Реагентная обработка – смешение – осветление – напорная фильтрация – обеззараживание воды (см. рис.14).

Схема 2. Реагентная обработка – смешение – контактное осветление на фильтрах – обеззараживание воды (см. рис.15).

Выбор схемы в зависимости от источника водоснабжения можно осуществить с помощью предложений и рекомендаций изложенных в диссертации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе проведенного аналитического обзора и данных экспериментальных исследований установлено, что высокоцветные речные воды Европейской части РФ по содержанию растворенных органических веществ можно отнести к двум основным типам высокоцветные и среднецветные:

- с преобладанием в воде легкоудаляемых высокомолекулярных (торфяных и почвенных) гуминовых кислот, имеющих высокий отрицательный заряд, хорошо реагирующих с коагулянтами типа ОХА и образующих с ним нерастворимые комплексы;

- с преобладанием в воде более нейтральных низкомолекулярных фульватных фракций, имеющих незначительный отрицательный заряд и плохо вступающих в реакцию с коагулянтами типа ОХА.

2. Выполненные экспериментальные исследования подтвердили технологическую и экономическую целесообразность учета свойств органических загрязнений природного происхождения при выборе реагентов для снижения цветности и общего качества воды до требований СанПиН 2.1.4.1074-01.

3. Для высокоцветных вод наиболее целесообразно сочетание ОХА и среднекатионного флокулянта Praestol 650BC, повышающее эффективность очистки, хорошо снижающее содержание высокомолекулярной части (гуматная составляющая).

4. Внедрение разработанной технологии для снижения цветности воды реки Кама на Краснокамской бумажной фабрике подтвердило высокую эффективность обработки воды полиоксихлоридом алюминия в сочетании с катионным флокулянтом Praestol 650, обеспечивающих стабильное снижение цветности и общее качество воды при последующем осветлении;

5. Для среднецветных вод рек со смешанным питанием, с высоким содержание фульвокислот, целесообразно применение Полисепта в сочетании с Praestol 650BC или ОХА+Полисепт+Praestol 650BC, стабильно обеспечивающих эффективное снижение цветности при последующем осветлении.

6. Экспериментально доказано подобие коэффициента цветности Кц коэффициенту молярного поглощения SUVA, позволяющее использовать его в качестве дополнительной характеристики свойств органических загрязнений и в качестве критерия определения свойств растворенных органических загрязнений и выборе типа реагентов для снижения цветности воды.

7. Экспериментально установлено, что для извлечения фульвокислот необходимы большие дозы реагентов, чем для извлечения гуминовых кислот. Для извлечении гуминовых кислот оптимальные удельные дозы ОХА составили 1520 мг/л, для фульвокислот – 2530 мг/л.

8. Для определения содержания ароматической составляющей углерода растворенного органического вещества, ведомственным лабораториям рекомендуется использовать коэффициент цветности Кц = Ц/ПО.

9. Для практического применения, при определении свойств растворенных органических веществ по величине показателя цветности Кц, установлены границы преобладания (пример):

- значение величины Кц = Ц/ПО, составляет менее 7,5, (Кц воды, из реки Волхов - 4,7, из Истры – 4,43) свидетельствует о преобладании в воде более нейтральных низкомолекулярных фульватных фракций, имеющих незначительный отрицательный заряд и плохо вступающих в реакцию с ОХА;

- значение величины Кц = Ц/ПО, составляет более 7,5, (Кц воды, из реки Орши – 11,25) свидетельствует о преобладании в воде легкоудаляемых высокомолекулярных (торфяных и почвенных) гуминовых кислот, имеющих высокий отрицательный заряд, хорошо реагирующих с ОХА и образующих с ним нерастворимые комплексы.

Публикации по теме диссертации

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Ивкин П.А., Латышев Н.С. Эффективность создания систем оборотного водоснабжения на предприятии бумажной промышленности.// 7-я Международная выставка и конгресс «Вода: экология и технология» ЭКВАТЭК-2006: Сборник докладов. – Москва, 2006.

2. Ивкин П.А., Керин А.С., Латышев Н.С., Казаков А.В., Данилов А.А., Никулин И.М. Совершенствование технологии очистки маломутных и высокоцветных природных вод и обработки образующихся осадков.// 5-й Международный конгресс по управлению отходами и природоохранным технологиям – ВэйстТэк-2007: Сборник докладов. – Москва, 2007, с. 435.

3. Разработка технологии подготовки высокоцветных и маломутных речных вод для питьевого водоснабжения малых населенных пунктов. Проекты развития инфраструктуры города. Вып. 6. Экологические аспекты инженерной инфраструктуры. – Сб. научных трудов. – М.: Издательство Прима-Пресс, 2006. – с. 63-68.

4. Патент RU №66971, МКИ: BO1D 21/08, CO2F 1/52. Вертикальный осветлитель/ Ивкин П.А., Латышев Н.С., Любопытов Д.М., Казаков А.В., Темрук В.И., Алексеенок В.В.; заявитель и патентообладатель ОАО «НИИ ВОДГЕО» – № 2007117632/22; заявл. 14.05.07; опубл. 10.10.07, Бюл. №28 – 3с.: ил.

5. Латышев Н.С., Ивкин П.А., Гандурина Л.В. Комплексные проектные и технологические решения совершенствования очистки высокоцветных природных вод.// Материалы IV Международной научно-практической конференции «ТЕХНОВОД-2008». – Новочеркасск: Оникс+, 2008, с. 117-122.

6. Гандурина Л.В., Латышев Н.С., Ивкин П.А. К вопросу применения органических коагулянтов для извлечения гумусовых кислот из природных вод. Конференция, посвященная памяти академика РАН С.В. Яковлева. г.Новочеркасск, 2008.

7. Латышев Н.С. Эффективные технологии подготовки высокоцветных вод для хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения.// 8-я Международная выставка и конгресс «Вода: экология и технология» ЭКВАТЭК-2008: Сборник докладов. – Москва, 2008.

8. Гандурина Л.В., Латышев Н.С., Ивкин П.А. Сравнительная оценка эффективности применения коагулянтов и флокулянтов для очистки высокоцветных природных вод.// 8-я Международная выставка и конгресс «Вода: экология и технология» ЭКВАТЭК-2008: Сборник докладов. – Москва, 2008.

9. Щегляев А.Б., Ивкин П.А., Двинских Е.В., Латышев Н.С., Любопытов Д.М., Казаков А.В. Опыт проектирования водопроводных и канализационных сооружений. // ВСТ №1, 2009 – с.51

10. Латышев Н.С., Ивкин П.А. Эффективность совместного применения коагулянтов и высокомолекулярных флокулянтов для очистки цветных вод.// Сборник трудов НИИ ВОДГЕО. – Москва, 2009.

11. Ивкин П.А., Латышев Н.С., Перминова И.В., Константинов А.И. Возможность использования отношения цветности воды к ее перманганатной окисляемости при определении применимости реагентов. Материалы конференции, посвященной памяти академика РАН и РААСН С.В. Яковлева. / СПб ГАСУ. – СПб, 2010 – с.48.

12. Ratio of color to chemical oxygen demand as an indicator of quality of dissolved organic matter in surface waters. A.I. Konstantinov, N.S. Latyshev, P.A. Ivkin, I.V. Perminova. //XV meeting of the International Humic Substances Society: Absracts. – Puerto de la Cruz, Tenerife, Canary Islands, 2010.

13. Ивкин П.А., Латышев Н.С. Совершенствование технологии очистки высокоцветных и маломутных вод. // ВСТ №7, 2010 – с.38

Научное становление автора проходило под руководством к.т.н. Ивкина П.А, в сотрудничестве с д.т.н. Гандуриной Л.В и д.т.н., профессором Перминовой И.В, которым автор приносит сердечную благодарность за ценные советы и постоянную помощь в выполнении работы.

Автор выражает глубокую признательность за помощь в проведении исследований всем сотрудникам проектно-конструкторского отдела, с.н.с. Буцевой Л.Н., рук. лаборатории технологии химической очистки и анализа вод. к.т.н. Белевцеву А.Н, сотрудникам кафедры органической химии Химического ф-та МГУ им. М.В. Ломоносова к.ю.н. Константинову А.И., Соркиной Т.А., а также Артемову А.А.

эффективностЬ реагентной обработки высокоцветных И маломутных вод в зависимости от ПРИРОДЫ органических загрязнений

Латышев Николай Сергеевич

05.23.04. Водоснабжение, канализация,

строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

Подписано к печати г. Бумага офсетная. Печать офсетная. Заказ № Тираж: 110 экз.


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.