Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Коагуляционная очистка маломутных цветных вод с использованием коллоидного модифицированного монтмориллонита

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Коагуляционная очистка маломутных цветных вод с использованием коллоидного модифицированного монтмориллонита"

На правах рукописи

РГ£ ОД

1 7 ИР" 2000

Г™'««?-.:/? гт.-ли Д гт^'Ъ'г"*.'*« гЗ П'З УтигпйкЛниц

КОАГУЛЯЦИОННАЯ ОЧИСТКА МАЛОМУТНЫХ ЦВЕТНЫХ ВОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОЛЛОИДНОГО МОДИФИЦИРОВАННОГО МОНТМОРИЛЛОНИТА

Специальность 11.00.11 - Охрана окружающей среды и рациональное

использование природных ресурсов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 2000

Работа выполнена на кафедре физической, аналитической и органической химии Уральской государственной лесотехнической академии (УГЛТА).

Научный руководитель Научный консультант Официальные оппоненты

Ведущее предприятие . Уральский научно-исследовательский институт химии УНИХИМ.

/

Защита состоится 1.06.2000 г. в Ю00 на заседании диссертационного совета Д 063.35.02 Уральской государственной лссотсхничсскоп академии по адресу: г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, ауд. 1-401.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Уральской государственной лесотехнической академии.

_ 2000 г. Никулина Г.В.

кандидат химических паук, доцент Чернышев В.Ф.

доктор химических наук, профессор Никифоров А.Ф.

доктор химических наук, профессор Середа Б.Н. кандидат химических наук,

■Г_________т,~, л

1 С1-'Л\гIII ЮV.

Автореферат разослан « ^ » дп ^релл?

Ученый секретарь диссертационного совета

(Г*

НЧбЫОМ^О

Актуальность проблемы. Состояние водоемов нашей страны вызывает естественную тревогу в связи с прогрессирующими загрязнениями их промышленными стоками, химизацией и индустриализацией сельского хозяйства. Помимо проблем, характерных для счистки литьевой воды а пас-штабах страны, существуют индивидуальные особенности водоподготовки на Урале, где основными источниками водоснабжения являются поверхностные воды. Большинство истопников, используемых в регионе для водоснабжения, имеют высокие показатели цветности, содержания железа, ме-ташторганических комплексов и окисляемости. Очистка высокоцветных и маломугаых вод, осуществляемая по традиционным технологиям, связана с большими технологическими трудностями, обусловленными особенностями состава и фазово-дисперсного состояния загрязнений.

* * — »лттл»т»»/» 1Г»«Г»»Г»Л Т1»ЛПГЧ»Т|ТГГТ»Т1 Ъ ТтПО'Тлтт«'*

хииш 11Р'<1Г( V * V/-»,«-* У ^ Ь « ¿¿ V —-^ — - ■» —

годы и, судя по прогнозам, будут продолжать расти. Быстро растет ассортимент коагулянтов и сопутствующих им реагентов, предлагаемых для очистки природных вод с целью получения питьевой воды высокого качества. Поэтому актуален поиск путей к усовсршскстзоБакию процесса коагуляции, а также методов, позволяющих его интенсифицировать.

Необходимо критически рассмотреть предлагаемые подходы к повышению эффективности кондиционирования питьевой воды на основе имеющихся физико- и коллоиднохимических представлений о процессах коагуляции, гетерокоагуляции, флокуляции и адсорбции.

Основная цель. Целью данного исследования явилось изучение физико-химических закономерностей коагуляционной очистки воды с помощью совместного использования коагулянтов различной основности и коллоидных модифицированных алюмосиликатов; разработка на их основе высокоэффективной технологии реагентной обработай маломутных высокоцветных вод.

Объекты и методы исследования. Объектами исследования явились полученные в ходе работы алюминийсодержащие коагулянты различной основности и анионного состава, модифицированный природный монтмориллонит С регулируемыми СОрбЦйОННЪШК й фЛОКуЛЩЗуКЗЩмш! СВОЙСТВА ми, а также ряд органических флокулянтов, применяемых в процессах воде подготовки Лабораторные и опытно-промышленные исследования проводились на природных водах Верх-Исетского и Волчихикского водохранилища, а также р.Чусовой. При проведении исследований попользовались физико-химические методы: фотоэлектроколориметрия, нефелометрия, се-диментационный анализ, электрофорез, ультрафильтрация, микроскопия, ионообменная сорбция, а также методы аналитической химии и разработанная нами методика определения скорости отстаивания взвеси, обра-<уti п | и■ ii( ■■< пои гидролизе KOdi vji»jriiOb, Разоаботаиа cxcma раздслсиил загрязняющих компонентов природных вод по фазово-дисперсному составу на основе существующих подходов. В работе использовался метод многофакторного планируемого эксперимента, в рамках которого проводилась статистическая обработка данных на ПЭВМ в программе «Siatistica for windows г. 4.3».

Ниучнин /iO'iL'.j.'/c; работы заключается в слсдзтохдсм: проведеп скс* темный анализ физико-химических и технологических свойств коагулянтов различной • основности применительно к маломугаым и цветным водам; рассмотрены физико-химические закономерности процесса коагуляции и его отдельных стадий (образования первичных частац гидроксидов алюминия, ортокинетической и гравитационной коагуляции) при использовании коагулянтов различной природы, а также при совместном использовании коагулянтов с коллоидным модифицированным монтмориллонитом; определены оптимальные параметры процесса коагуляции в аппаратах отстаивания со встроенной камерой хлопьеобразования водоворотного и вих-

ревого типа при обработке воды коагулянтами и монтмориллонитом; разработана технология двухступенчатой комбинированной реагентной водо-подготовки.

ЦpClKlTltl1 ICCKQH ЦЕННОСТЬ j~'CIV(J?HЫ '¿'¿КЛЮЧЙСТСЯ Б иСИ'4' ВЯпmí ПаЗ-

работанной технологии с применением модифицированного монтмориллонита для повышения качества очистки маломугных цветных вод. В настоящее время введена в постоянную эксплуатацию технология контактного осветления с применением реагента «Экозоль», разработанным на кафедре ФАиОХ УГЛТА (на основе модифицированного монтмориллонита) на Ф/С «Маяк» г. Полевской, а также технология двухступенчатой очистки подземных скважинных вод с применением реагента в пос. Таежный Ханты-Мансийского автономного округа. На стадии рабочего проектирования

ПыХОДЯТСЛ ir Ü1'4 TTrsT~rf4TTT'fvT-f>TiTrTJ г» \i

золь-401» для нужд Свердловской ТЭЦ, а также технология подготовки питьевой воды на 4-м блоке Ф/С «Маяк» г. Полевской.

Положения, выносимые на 'защиту: физико-химические закономерности коагуляциоккой очистки тфяродгтих под с псмсгцыо коллоидного модифицированного монтмориллонита; оптимальные технологические режимы процессов объемной коагуляции при совместном использовании монтмориллонита и коагулянтов различной основности; двухступенчатая технология совместного применения коагулянтов и модифицированного монтмориллонита при очистке маломутных цветных вод.

Публикации и апробация работы. По теме работы было опубликовано 3 статьи и 9 тезисов. Работа докладывалась на трех конференциях.

Структура работы. Диссертационная работа изложена на 195 страницах и состоит из введения, 3 глав, заключения и библиографического списка, включающего 108 работ отечественных и зарубежных авторов; содержит 66 рисунков и 37 таблиц. Обзор литературы П глава) содержит

сведения о характеристиках источников питьевого водоснабжения, классификации загрязнений природных вод, их компонентном составе и фазо-во-дисперсном состоянии; описаны процессы гидролиза и коагуляции, протекающие при очистке природных вод и способы интенсификации процесса коагуляции с помощью наиболее распространенных реагентов. Во второй главе (экспериментальной части работы) дан анализ генезиса и фа-зово-дисперсного состава компонентов поверхностных маломугных и цветных вод; представлены физико-химические закономерности очистки природных вод коагулянтами различной основности; описано влияние модифицированных природных алюмосиликатов на качество коагуляционной очистки воды; оценен вклад гравитационной коагуляции в общую скорость отстаивания взвеси; выявлены оптимальные гидродинамические параметры мпОПсССй ммIV л и н м ш)и л^тиИйуАООВсшНОЛ рооГСНТНОП СТШСПСС

описано применение реагента ''Экозоль-401" в одно- и двухступенчатых схемах водоподготовки. Технологическая часть (глава 3) содержит разработанные технологические регламенты одно- и двухступенчатых схемы технологии очистки маломугных к цветных вид с применением реагента «Экозоль-401» и коагулянтов. Приведены результаты очистки воды, достигнутые в ходе опытао-промьшшешшх испытаний двухступенчатой технологии водоподготовки для нужд Свердловской ТЭЦ и результаты внедрения одноступенчатой технологии на станции «Маяк» г. Полевского.

Содержание работы. В экспериментальной части работы изучеи компонентный и фазово-дисперсный состав загрязняющих компонентов маломутных цветных вод на примере Верх-Исетского водохранилища г Екатеринбурга. Полученные данные свидетельствуют о двух неблагопри ятных для водохранилища сезонах: продуцирования органических вещесп (ОВ) в летний период за счет деятельности макрофитов и фитопланктона поступление загрязнений антропогенного и природного характера в перио;

паводкового половодья. Выявлено происхождение и преобразование органического вещества в водохранилище. Трансформационные изменения ОВ, характеризуемые отношением показателей перманганатной (ПО) и би-хрсматпсй (ЪО) скнсляемостм, ннОлйд^цо^ся для Ос? в течение оссннсго к зимнего периода. Фазово-дисперсное состояние соединений железа напрямую зависит от степени трансформации ОВ и изменения его комплексооб-разующей способности. Наибольшей комплексообразующей способностью обладает трансформированное ОВ (февраль), наименьшей - свежее ОВ (август).

При изучении качества очистки воды солями алюминия различной основности наибольшее внимание уделялось показателям цветности, мутности, остаточной концентрации алюминия и железа. Сравнительная оцен-

фильтрации остаточной взвеси через зернистую загрузку. Результаты экспериментов показали, что коагулянты различной основности по разному взаимодействуют с ОВ, обусловливающим цветность. Объяснение этих различий состоит, на паггг взгляд, г, мгхгпгпзме изаиксдействия чгепщ дисперсной фазы коагулянтов с органическими и металлорганическими компонентами воды. При непедьзогашп! высокоосновных соединсшш понижение цветности происходит за счет адсорбции органических и металло-рганических компонентов на поверхности зародышей дисперсной фазы, а при использовании сульфата алюминия, - как за счет адсорбции, так и за счет образования малорастворимых соединений ОВ с моно-, димерными аквакомплексами алюминия. Обнаружены индивидуальные особенности взаимодействия коагулянтов различной основности и компонентов природной воды. Остаточное содержание ОВ в фильтрате при обработке воды различными коагулянтами уменьшается в ряду: А1С1з -> А1(ОН)гС1 (осн. 0,66) -> АЦБО^з -> А](ОН)144(804)о,78 (осн. 0,48). Снижение содержания

ОВ происходит, для всех коагулянтов, за счет уменьшения количества отрицательно-заряженной части ОВ. Извлечение соединений железа больше зависит от формы нахождения железа в воде, чем от типа коагулянта. Наиболее легко извлекаю юя отрицательно-заряженные соединения. На степень извлечения, помимо типа коагулянта, влияют сезонные изменения загрязняющих компонентов водохранилища.

В проведенных экспериментах показатель остаточного содержания алюминия уменьшается в ряду АЬ(80)4 А1(ОЩгС1 АЬ(ОНЬС1 по мере увеличения основности соединений алюминия.

Изученные закономерности образования фазы гидроксида алюминия для хлоридов и сульфатов алюминия разной основности показывают, что с увеличением основности скорость образования фазы возрастает. Высокая степень ГНДГОЛИЗН И Iпт)нш>и части веШсС1г>Й в Ь*т£Ш полика-

тионов алюминия в высокоосновном хлориде способствует тому, что стадия образования фазы гидроксида для этого соединения заканчивается намного раньше, чем для средней соли, где основная часть алюминия находится в виде мономеров и димеров. Среднеосновной хлорид /и(ОН)2С!, проявляет свойства, близкие к средней соли. При увеличении основности в ряду хлоридов алюминия качественное изменение свойств коагулянтов происходит в области высокой основности (> 0,83).

Были проведены исследования кинетики коагуляции и отстаивания хлопьев гидроксида алюминия, образующихся при обработке воды соединениями алюминия различной основности. Выяснено, что в широком диапазоне концентраций (5-15 мг/л по АЬОз) скорость отстаивания продуктов гидролиза понижается по мере перехода от сульфата алюминия к соединениям высокой основности, что в конечном итоге ухудшает показатели технологического процесса кондиционирования воды.

Обобщая результаты исследований, можно сделать заключение, что для качественной очистки маломугных цветных и высокоцветных вод не существует универсального коагулянта, удовлетворяющего по своим хи-кичгсхкм :: технологическим свойствам требованиям СзнТТиН к СНиП. Использование средних солей алюминия приводит к образованию более крупных хлопьев, более высокой скорости отстаивания хлопьев, и к ускорению гравитационной коагуляции взвеси. Основными недостатками этих коагулянтов являются низкая скорость образования гидроксшшой фазы по сравнению с высокоосновными соединениями алюминия, невысокая степень гидролиза при пониженных температурах воды, «проскок» ионной составляющей при низком щелочном резерве обрабатываемой воды. К недостаткам средне- и высокоосновных коагулянтов следует отнести низкую

точно высокое адсорбционное сродство к ОВ и меньшую склонность к гравитационной коагуляции.

Дальнейшими исследованиями было установлено, что качественную питьевую воду, соответствующую этим требованиям, можно получить, используя совместно с названными коагулянтами коллоидный модифицированный монтмориллонит (реагент «Экозоль», полученный яя его основе). Реагент является полифункциональным и служит одновременно сорбентом токсичных компонентов воды (органических соединений и ионов металлов), флокулянтом и соосадителем органических коллоидов и частиц дисперсной фазы коагулянтов. Установлено, что при увеличении значения рН от 5,0 до 7,0 происходит увеличение количества основных форм металлов Ре(ОН)2+, Ре(ОН)2+, А1(ОН)2+ и А1(ОН)2+, что в свою очередь приводит к их более прочному закреплению на отрицательно заряженных участках поверхности коллоидного монтмориллонита по сравнению с гидратирован-яыми катионами. Учитывая, что поверхность алюмосиликата активирована

карбоксильными и эфирными группами, можно предполагать, что наряду с обычной физической адсорбцией имеет место хемосорбция основных соединений железа и алюминия с образованием на поверхности частиц pea-ГСпТа л»<л->iо^/аCTi>OpíiTviLIX СОСДШТСИИН. 11ириЛЛСЛХ/ГЮ SC3í»'OJIGIC UpOTSICuIII'v процессов взаимной коагуляции положительно заряженных золей гидро-ксида железа и алюминия с отрицательно заряженными частицами реагента. Рассмотрено влияние солевого фона, жесткости, щелочности на сорбцию металлов поверхностью монтмориллонита. На примере извлечения из раствора гидроксоформ алюминия доказана возможность варьирования сорбционной емкости реагента «Экозоль» за счет изменения его хемосорб-ционных свойств.

Было выяснено, что в случае использования реагента «Экозоль» со-

Uitiww 1ÜO V/ К/ у jijjwtiivjivi ajúvfñiiüuiA jLiuiiiiwiiúiu j wiv/i u^/v/ui,vvv

образования первичных частиц гидроксида алюминия (в том числе и при низких температурах) за счет адсорбции ионов алюминия на поверхности дисперсной фазы реагента (рис. 1).

0 5 10 ■ 15 20

Доза «Экозоля», мг/л

Рис. 1. Влияние дозы реагента «Экозоль-401» на средний размер частиц, образующихся в процессе гидролиза сульфата алюминия.

При использовании реагента «Экозоль» совместно с соединениями алюминия средней и высокой основности значительно ускоряется агрега-

ция первичных частиц фазы гидроксида ашоминия, что положительно сказывается на скорости процессов хлопьеобразования и отстаивания (рис. 2).

-♦— ГОХА - 5,3 мг/л

rCXA-F,3»ar,',1 + "Э-40Г - 15 мг/л

Г0*А - я/5 мг/л

—О—ГОХА - 8,5 мг/л + вЗ-401" • 15 мг/л

-S— ГС«А-10,6 мг/л

зо Время отстаивания, мин.

Рис.2. Кинетика осаждения хлопьев, образованных при гидролизе Л12(ОН)5С1 (ГОХА) совместно с реагентом «Экозолъ-401» («Э-401») и без него

up.

органического реагента «Экозоль» более эффективно, чем использование полиакриламида. Наибольшее различие в действии двух флокушштов проявилось для высокоосновного гидроксохлорида. В дальнейших исследованиях была выявлена пысская эффективность реагента "Экозоль-401" по сравнению с другими органическими флокулянтами: «Praestol» (Германия), «СУП:С TECHNOLOGIES» (США), В1Ж-402 (Россия).

Впервые установлен вклад гравитационной коагуляции в общую скорость отстаивания взвеси, образующейся при гидролизе и коагуляции раз-ноосновных солей алюминия. Было замечено, что гравитационная коагуляция взвеси, образующейся при гидролизе коагулянтов, зависит от дозы коагулянта, а также от градиента перемешивания на стадии ортокинетиче-ской коагуляции и природы коагулянта. При изучении процессов ортоки-нетической и гравитационной коагуляции отмечено, что применение реагента «Экозоль-401» позволяет значительно интенсифицировать процесс отстаивания взвеси. Скорость гравитационной коагуляции в этом случае

резко возрастает за счет того, что при вводе в систему дополнительной поверхности, провоцирующей первые этапы адсорбционно-коагуляционного взаимодействия, образуются плотные агрегативные структуры и хлопья с

иОЛЫИСЯ ПЛОТНОСТЬЮ II уДСЛЬПЬш В£СС".

При помощи многофакторного планируемого эксперимента проведены опытно-промышленные испытания технологии совместного применения сернокислого алюминия и реагента «Экозоль-401» в двухступенчатой схеме водоподготовки. В качестве первой ступени очистки была использована модель тонкослойного отстойника со встроенной камерой хлопьеоб-разования (ЭП-0,25); на второй ступени очистки проводилась фильтрация на модельном стенде скорого фильтра. При изучении процессов коагуляции и осаждения взвеси в тонкослойном отстойнике рассмотрена зависи-

I

тики] пино^ши и у ^ржширм йи!\ОЗиТслСь мутности II ст

трех факторов (Х1 - скорость движения воды в камере сепарации, мм/с; Х2 -скорость выхода воды из сопла в камеру флокуляции, м/с; Х3 - расстояние между пластинами тонкослойных элементов, мм). На основании данных лшературы была выбрана область планирования эксперимента: Х[ = 1 - 5 м/с; Х2 = 20 - 60 мм; Хз = 0,73 - 1,83 мм/с. Графическая зависимость приведена на рис. 3.

Получено нелинейное уравнение регрессии второго порядка: , у = 0.5268 - 0.085 х1 - 0.2025 х2 - 0.265 хЗ + 0.0581 х12 + 0.0656 х22 + 0.1381 хЗ2 + 0.1038 х1 хЗ + 0.02624 х1 х2 + 0.2022 х2 хЗ - 0.1328 х1 х2 хЗ

На основании проведенного эксперимента выявлены условия оптимального качества очистки.

Стадия опытно-промышленных испытаний позволила выявить основные преимущества использования реагента «Экозоль-401» совместно с • коагулянтами: повышение эффективности качества очистки и соответствие обработанной воды требованиям, предъявляемым СанПиН 2.1.4.559-96, не-

ависимо от периода года; увеличение производительности технологиче-жого оборудования и устойчивости его работы по отношению к перепадам "смпературы и расхода; увеличение длительности фильтроцикла.

Ш" 1,194 М 4,094 Ш8 - 0.995 ГП 0.895 I ! 0.736 гИ" 0.053 Г~1 О.Ь&7 Ш .0.497 ШЗ 0,398 Е13 0.29В В! : 0.199 ЕЯ 0.099

I I 1>1 I ' 1'/ ) I ), I / ГII 11

п Л и_ . _________ ____________

ГИС. J. епснис- ¿пичспил

зыхода воды из сопла в камеру хлопьеобразования и от расстояния между тонкослойными элементами при скорости потока в сепараторе 1,83 им/с; 02 - железо (мг/л); ОХ - скорость выхода воды из сопла в камеру хлопьеобразования (м/с); ОУ - расстояние между тонкослойными эцементами (мм).

Проведенная работа по выбору доз реагентов, типа камеры хлопье-образования, гидродинамических режимов смешивания и хлопьеобразования, определение конструктивных характеристик аппарата и параметров фильтрования позволила разработать технологический регламент очистки маломутных цветных вод при использовании реагента "Экозоль-401". Результаты, достигнутые в ходе опытно-промышленных испытаний двухступенчатой технологии водоподготовки для нужд Свердловской ТЭЦ, приведены в табл. 1.

В ходе опытно-промышленных испытаний на промышленном контактном осветлителе была выявлена более высокая эффективность технологии контактного осветления с применением реагента «Экозоль-401» по

сравнению с по лиакр ил амидом. Помимо этого определены технологические преимущества использования реагента «Экозоль-401» (увеличение длительности фильтроцикла, уменьшение количества промывных вод, от-

лд^ггмртт тслт »«ототш •»огпчгоь-ти 0*1 ртт<уг пртл^ттолппиима рмп упгриш мрч^пл/

фильтрующей загрузкой и хлопьями, образующимися при гидролизе. В работе приведены результаты внедрения одноступенчатой технологии на фильтровальной станции «Маяк» г. Полевской.

Таблица 1

Результаты кондиционирования воды по новой технологии

Точка Показатель Результат очистки в

отбора . качества очистки номинальном режиме

пробы

После Мутность, мг/л 1.4

ОАСТО^ШИЛЫ иКИишШи^хЬ. ГШ \Sljl С Г»

_____/ _ /Г__\___ /ГУСЛС¿У ( •М1 f\ и.^, /

Алюминий, мг/л 0.3

После Мутность, мг/л <0.5

фильтра Окисляемость, мгО/л 5.0

-ш-_____ /„с-___/„ П АО и.ч^и

Алюминий, мг/л <0,01

Заключение.

(.Рассмотрен компонентный состав загрязнений маломугных цветных вод и фазово-дисперсное состояние компонентов в различные периоды года. Обнаружены индивидуальные особенности взаимодействия коагулянтов различной основности и ОВ. Остаточное содержание ОВ в фильтрате при обработке воды различными коагулянтами уменьшается в ряду: А1С13 А1(ОН)2С1 (осн. 0,66) -» А12(804)з -> АКОН^БОЖте (осн. 0,48). Извлечение соединений железа больше зависит от формы нахождения железа в воде, чем от типа коагулянта. Содержание остаточного алюминия увеличивается при переходе от основных солей алюминия к средним и с уменьшением щелочности исходной воды.

2.Обнаружено, что для средних солей лимитирующим показателем в процессе коагуляции является скорость образования гидроксидной фазы, а для соединений алюминия высокой основности лимитирующим фактором лелястсл скорость агрегации первичных частиц в процессе оптокинетической и гравитационной коагуляции.

3.Реагентом, способным интенсифицировать стадию образования фазы гндроксида для средних солей и стадии хлопьеобразования и отстаивания для высокоосновных солей алюминия может служить модифицированный монтмориллонит. Определен оптимальный диапазон доз коагулянта и реагента при сезонной изменчивости состава природной воды; оптимизированы гидродинамические параметры смешивания, хлопьеобразования и отстаивания взвеси.

тмориллонйта позволило повысить эффект очистки, получить воду в соответствии с требованиями СанПиН, улучшить технологические характеристики процесса и, в конечном итоге, стабилизировать процесс очистки при ссзокных колебаниях параметрОБ исходном воды.

Основные положения диссертации отражены в 12 печатных работах,

т» тлдг т»лпа'

х» хин!

1. Обадин Д.Н., Чернышев В.Ф., Свиридов А.В. Исследование процесса водоподготовки в паводковый период на водах повышенной цветности и мутности. Тезисы докладов областной научно-технической конференции "Вклад учепих в развитое химико-лесного комплекса", г. Екатеринбург. -1995, -С. 122.

2. А.В.Свиридов. Извлечение загрязняющих компонентов Верх-Исетского водохранилища коагулянтами различной основности. Эколого-водохозяйственный вестник. Вып. 4/ Свердловское региональное отделение РЭА; Академия водохозяйственных наук; РосНИИВХ; УГТУ; Екатеринбург, - 1999, - С. 42-50.

3. В.В.Свиридов, А.В.Свиридов, Д.Н.Обадин. Сравнительные испытания коагулянтов различной основности, применяемых при кондиционировании питьевой воды. Эколого-водохозяйственный вестник. Вып. 4/ Свердловское региональное отделение РЭА; Академия водохозяйственных наук; РосНИИВХ; УГТУ; Екатеринбург, - 1999, - С. 51-56.

4. Р.Л.Акрамов, Е.А.Борзунова, А.В.Свиридов. Гигиеническая оценка эффективности новых реагентов применяемых в подготовке питьевой воды.

"Гигиена труда в шрвд-металцургической промышлешоста", -1999, №1, - С. 13-15.

5. Свиридов A.B., Уласовец Е.А., Обадин Д.Н., Ермаков Д.В. Использование новых реагентов - гидрозолей для решения технологических водных проблем. Тезисы докладов международной конференции «Чистая вода Урала», Екатеринбург. - 1997, - С. 157.

6. Обадин Д.Н., Свиридов AB., Чернышев В.Ф. Опытно-промышленные испытания новой технологии кондиционирования питьевой воды в период весеннего половодья. Всероссийская научно-техническая конференция

*"£5клая ученых и специалистов в развитие химико-лесного ког^плскса", -1997, г. Екатеринбург, - С. 131.

7. А.В.Свиридов. Изучение компонентного состава загрязнений Верх-Исетского Водохранилища я извлечение загрязняющих компонентов коагулянтами различной основности. Международный симпозиум "Чистая вода России-99", Екатеринбург, 1999, - С. 127.

8. Свиридов В.В., Свиридов A.B., Обадин Д.Н. Метод изучения кинетики отстаивания хлопьев полидисперсной взвеси. Научно-техническая конференция "Вклад ученых и специалистов в развитие химико-лесного комплекса", - 1997, г. Екатеринбург, - С. 133. v

Пода, в печать 19.04.2000. Объем 1 п.л. ЪжМъ. Тираж 100. 620032 Екатеринбург, Сибирский тракт, 37, УГЛТА, ООП.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Свиридов, Алексей Владиславович

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1 Характеристика источников водоснабжения.

1.2. Классификация загрязнений природных вод.

1.3. Компонентный состав и фазово-дисперсное состояние компонентов в природных водах.

1.4. Коагуляция и гидролиз как основные процессы водоподготовки

1.5. Коагулянты, гидролиз коагулянтов, коагуляционные структуры

1.6. Интенсификация процесса коагуляции.

2. Экспериментальная часть.

2.1. Характеристики реагентов, используемых в работе.

2.2. Анализ генезиса и фазово-дисперсного состава поверхностных маломутных и цветных вод на примере Верх-Исетского водохранилища

2.3. Физико-химические закономерности очистки природных вод коагулянтами различной основности.

2.3.1. Взаимодействие коагулянтов разной основности с загрязняющими компонентами природных вод.

2.3.2. Исследование процесса образования фазы гидроксида при гидролизе коагулянтов разной основности.

2.3.3. Кинетика осаждения взвеси, образованной при гидролизе коагулянтов разной основности.

2.4. Влияние модифицированных природных алюмосиликатов на качество коагуляционной очистки воды.

2.5. Вклад гравитационной коагуляции в общую скорость отстаивания взвеси.:.

2.6. Применение реагента "Экозоль-401" в двухступенчатых схемах водоподготовки.

2.7. Применение реагента «Экозоль-401» в одноступенчатых схемах водоподготовки.

3. Технологическая часть.

Выводы.

Введение Диссертация по географии, на тему "Коагуляционная очистка маломутных цветных вод с использованием коллоидного модифицированного монтмориллонита"

Актуальность проблемы. Состояние водоемов нашей страны вызывает естественную тревогу в связи с прогрессирующими загрязнениями их промышленными стоками, химизацией и индустриализацией сельского хозяйства, а так же в связи со значительным ростом водопотребления в крупных городах, приводящим к необходимости использования все менее пригодных по качественным показателям водоисточников. Помимо проблем, характерных для очистки питьевой воды в масштабах страны, существуют индивидуальные особенности водоподготовки на Урале, где основными источниками водоснабжения являются поверхностные воды. Большинство источников, используемых в регионе для водоснабжения, имеют высокие показатели цветности, содержания железа, металлорганических комплексов и окисляемости. Очистка высокоцветных и маломутных вод, осуществляемая по традиционным технологиям, связана с большими технологическими трудностями, обусловленными особенностями состава и фазово-дисперсного состояния загрязнений. Как правило, это низкие величины фильтроциклов, неудовлетворительная скорость отстаивания хлопьев, повышенные дозы коагулянтов и других реагентов, «проскок» продуктов гидролиза и веществ, обусловливающих цветность, в очищенную воду, высокая токсичность хлорорганических соединений, образующихся при хлорировании.

Основным технологическим приемом, применяемым при водоподготовке в масштабах крупных населенных пунктов, является коагуляция. Обработка воды коагулянтами - самый распространенный метод очистки воды от грубодис-персных и коллоидных загрязнений [1]. Масштабы применения метода коагуляции увеличились в последние годы и, судя по прогнозам, будут продолжать расти. Кроме того, быстро растет ассортимент коагулянтов и сопутствующих им реагентов, предлагаемых для очистки природных вод с целью получения питьевой воды высокого качества. Поэтому актуален поиск путей к усовершен4 ствованию процесса коагуляции, а также методов, позволяющих его интенсифицировать.

В современных условиях процессы очистки, обезвреживания и обеззараживания воды уже не могут успешно осуществляться, опираясь только на эмпирические данные. Описательная форма изложения, применяемая в большинстве случаев в практике методов обработки воды, явно недостаточна [2]. Необходимо критически рассмотреть предлагаемые подходы к повышению эффективности и экономичности кондиционирования питьевой воды на основе имеющихся физико- и коллоиднохимических представлений о процессах коагуляции, гете-рокоагуляции, флокуляции и адсорбции.

Основная цель. Целью данного исследования явилось сопоставление технологических и физико-химических свойств широкого спектра новых реагентов (коагулянтов, флокулянтов, а также коллоидных модифицированных алюмосиликатов), внедряемых в практику водоподготовки, и их сравнение с эффективностью традиционно используемых реагентов; разработка оптимальной технологии реагентной обработки маломутных высокоцветных вод для получения питьевой воды высокого качества.

Объекты и методы исследования. Объектами исследования явились полученные в ходе работы алюминий содержащие коагулянты различной основности и анионного состава, модифицированный природный монтмориллонит с регулируемыми сорбционными и флокулирующими свойствами, полученный в соответствии с [95], а также ряд органических флокулянтов, применяемых в процессах водоподготовки. Лабораторные испытания проводились на природных водах Верх-Исетского и Волчихинского водохранилища, р. Чусовой. Адсорбционные характеристики монтмориллонита исследовались на модельных растворах с различным содержанием ионов металлов, значением рН, щелочности, солевого фона, жесткости. При проведении исследований использовали физико-химические методы: фотоэлектроколориметрию, нефелометрию, седи-ментационный анализ, электрофорез, ультрафильтрацию, микроскопию, а также 5 методы аналитической химии и разработанную нами методику определения скорости отстаивания взвеси, образующейся при гидролизе коагулянтов. Разработана схема разделения загрязняющих компонентов природных вод по фазово-дисперсному составу на основе существующих подходов [36, 37]. В работе использовался метод многофакторного планируемого эксперимента, в рамках которого проводилась статистическая обработка данных на ПЭВМ в программе «Statistica for windows г. 4.3».

Научная новизна работы заключается в следующем:

- проведен системный анализ физико-химических и технологических свойств коагулянтов различной основности применительно к маломутным и цветным водам;

- рассмотрены физико-химические закономерности процесса коагуляции и его отдельных стадий (образования первичных частиц гидроксида алюминия, ортокинетической и гравитационной коагуляции) при использовании коагулянтов различной природы, а также при совместном использовании коагулянтов с коллоидным модифицированным монтмориллонитом;

- определены оптимальные параметры процесса коагуляции в аппаратах отстаивания со встроенной камерой хлопьеобразования водоворотного и вихревого типа при обработке воды коагулянтами и монтмориллонитом; 1

- разработана технология двухступенчатой комбинированной реагентной водоподготовки.

Практическая ценность работы заключается в использовании разработанной технологии с применением модифицированного монтмориллонита для повышения качества очистки маломутных цветных вод. v

Реализация результатов рйботы. В настоящее время введена в постоянную эксплуатацию технология контактного осветления с применением реагента «Экозоль» (на основе модифицированного монтмориллонита) на Ф/С «Маяк» г. Полевской, а также технология двухступенчатой очистки подземных скважин6 ных вод с применением реагента в пос. Таежный Ханты-Мансийского автономного округа. На стадии рабочего проектирования находятся технология во-доподготовки использованием реагента «Экозоль-401» для нужд Свердловской ТЭЦ, а также технология подготовки питьевой воды на 4-м блоке Ф/С «Маяк» г. Полевской.

Положения, выносимые на защиту.

- физико-химические закономерности коагуляционной очистки природных вод с помощью коллоидного модифицированного монтмориллонита;

- оптимальные технологические режимы процессов объемной коагуляции при совместном использовании монтмориллонита и коагулянтов различной основности;

- двухступенчатая технология совместного применения коагулянтов и модифицированного монтмориллонита при очистке маломутных цветных вод.

Публикации и апробация работы. По теме работы было опубликовано 3 статьи и 9 тезисов. Работа докладывалась на 3 конференциях.

Структура работы. Диссертационная работа изложена на 202 страницах и состоит из введения, 3 глав, выводов, библиографического списка (включающего 108 работ отечественных и зарубежных авторов) и приложения; содержит 66 рисунков и 37 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Свиридов, Алексей Владиславович

ВЫВОДЫ

1. Рассмотрен компонентный состав загрязнений маломутных цветных вод и фазово-дисперсное состояние компонентов в различные периоды года на примере Верх-Исетского водохранилища. Установлено, что основная часть ОВ продуцируется в водоеме в летний период и подвергается трансформации в остальное время. Количество отрицательно-заряженного ОВ находилось на уровне 75 - 80 % от общего количества; положительно-заряженная органика составляла - 20 %. Формы нахождения соединений железа в значительной степени зависят от степени трансформации ОВ. Содержание коллоидных и растворимых отрицательно-заряженных форм железа колеблется в течение года от 20 до 75 % от общего количества.

2. Выяснено, что наиболее тяжело извлекаемая коагулянтами различной основности фракция ОВ представляет собой органические вещества планктонного происхождения. Обнаружены индивидуальные особенности взаимодействия коагулянтов различной основности и ОВ. Так, остаточное содержание ОВ в фильтрате при обработке воды различными коагулянтами уменьшается в ряду: А1С13 А1(ОН)2С1 (осн. 0,66) -> А12(804)3 А1(ОН)М4(804)о,78 (осн. 0,48). Извлечение соединений железа больше зависит от формы нахождения железа в воде, чем от типа коагулянта.

3. Установлены различия в механизмах взаимодействия коагулянтов разной основности с ОВ и металл-органическими комплексами, обусловливающими ее цветность. При использовании высокоосновных коагулянтов понижение цветности происходит, в основном, за счет адсорбции органических и металло-рганических компонентов на поверхности частиц дисперсной фазы. При использовании в качестве коагулянтов средних солей алюминия, наряду с адсорбцией загрязняющих компонентов фазой гидроксида, одновременно протекают реакции химического взаимодействия с ОВ, что в свою очередь увеличивает полноту извлечения загрязняющих компонентов.

175

4. Содержание остаточного алюминия увеличивается при переходе от основных солей алюминия к средним и с уменьшением щелочности исходной воды. Низкая щелочность и комплексообразующая способность ОВ - две основные причины «проскока» растворимых форм алюминия в очищенную воду.

5. Формы нахождения алюминия в рабочих растворах коагулянтов разной основности обусловливают не только их взаимодействие с загрязнениями природных вод, но и поведение в процессе коагуляции. Обнаружено, что для средних солей лимитирующим показателем в процессе коагуляции является скорость образования первичных частиц гидроксидной фазы, в то время как для соединений алюминия высокой основности лимитирующим фактором является скорость агрегации первичных частиц в процессе ортокинетической коагуляции и дальнейшее их укрупнение при отстаивании.

6. Выяснено также, что показатели обрабатываемой воды накладывают отпечаток на процессы образования фазы гидроксида, орт6кинетическойяи8гра-витационной коагуляции. Оптимальные технологические характеристики проявляются для каждого из коагулянтов в различных диапазонах значений щелочности, цветности и мутности обрабатываемой воды. Оптимизация гидродинамических параметров на стадии лабораторных испытаний показала, что основным гидродинамическим параметром, влияющим на процесс коагуляции, является градиент хлопьеобразования, как для средних, так и для высокоосновных солей. Оптимальное его значение находится в диапазоне 10 - 20 с"1.

7. Установлено, что высокоосновные соединения алюминия достаточно эффективны в широком интервале щелочности исходной воды, что положительно сказывается на качество очистки в паводковый период и зимний периоды, но в то же время менее эффективны в летнюю межень и осенний периоды года. Средние соли алюминия более эффективны в летний и осенний периоды года, что обусловлено более полной коагуляцией ими коллоидных органических соединений по сравнению с основными солями.

176

8. Реагентом, способным интенсифицировать все стадии процесса коагуляции, может служить природный модифицированный монтмориллонит. За счет модифицирования поверхности, а также стадии затворения, реагент «Эко-золь-401», основой которого является монтмориллонит, принимает коллоидную степень дисперсности и значительно интенсифицирует процессы гидролиза и коагуляции уже при относительно небольших дозах (15 мг/л в процессе объемной коагуляции и 2 - 3 мг/л в процессе контактной коагуляции). Реагент можно применять совместно с любым из вышеперечисленных коагулянтов, устраняя тем самым их индивидуальные недостатки. Его сорбционные и коагулирующие характеристики можно менять в процессе синтеза, варьируя количество модификатора.

9. Выявлено, что коллоидный монтмориллонит участвует в адсорбционных взаимодействиях с положительно заряженными соединениями природных вод, включая металл-органические вещества и ионы металлов. Кроме того, дисперсные частицы реагента, выступая в качестве центров зародышеобразования, резко снижают потенциальный барьер образования гидроксидной фазы коагулянтов, как в объеме воды, так и в толще загрузки фильтров и контактных осветлителей. Наиболее сильно выражен этот эффект при совместном использовании реагента "Экозоль-401" со средними солями алюминия. Для высокоосновных солей алюминия при совместном их применении с реагентом «Экозоль-401» резко интенсифицируется стадия ортокинетической коагуляции за счет увеличения количества адсорбционно активных коллоидных соединений с отрицательно заряженной поверхностью и, как следствие, возрастания числа эффективных соударений и взаимной коагуляции с положительно заряженными частицами коагулянтов. Ускорение процесса гравитационной коагуляции при использовании реагента наблюдается как для средних, так и для основных солей алюминия.

10. Определен оптимальный диапазон доз коагулянта и реагента при сезонной изменчивости состава природной воды; оптимизирован и выявлен диа

177 пазон гидродинамических параметров, в котором процесс коагуляции протекает наиболее эффективно; определены параметры осаждения взвеси. На стадии опытно-промышленных испытаний выявлены конструктивные характеристики отдельных элементов промышленного аппарата, оптимизированы процессы смешивания обрабатываемой воды с реагентами, хлопьеобразования и отстаивания.

11. Разработаны технологические регламенты процессов коагуляционной обработки воды с применением реагента «Экозоль-401» для одно- и двухступенчатой схем водоподготовки. Внедрение технологий позволило повысить эффект очистки и получить воду в соответствии с требованиями СанПиН и улучшить технологические характеристики процесса (увеличить производительность аппаратов первой ступени очистки, величину фильтроцикла, сократить количество промывных вод) и в конечном итоге стабилизировать процесс очистки воды при сезонных колебаниях параметров исходной воды.

178

Библиография Диссертация по географии, кандидата технических наук, Свиридов, Алексей Владиславович, Екатеринбург

1. Бабенков Е. Д. Очистка воды коагулянтами. М., «Наука», 1977, - 356 с.

2. Николадзе Г. И. Водоснабжение. Учеб. для техникумов. М., «Стройиздат», 1989,-496 с.

3. Кульский Л.А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. Киев, «Наукова думка», 1980, - 564 с.

4. Алекин О. А. Основы гидрохимии. Л., «Гидрометеоиздат», 1970, - 444 с.

5. Скопинцев Б. А. Об обесцвечивании инфильтрационных вод в природных условиях. Водные ресурсы. 1981, №5, с. 142 - 156.

6. Овчинников А. М. Общая гидрогеология. М., «Госгеотехиздат», 1954 -384 с.

7. Кульский Л. А. Основы технологии кондиционирования воды. Киев. Издательство Академии наук УССР, 1963 - 452 с.

8. Кульский Л. А. Теоретическое обоснование технологии очистки воды. Киев. «Наукова думка», 1968 - 18 с.

9. Балезин С. А., Ерофеев Б. В., Подобаев Н. И. Основы физической и коллоидной химии. М., «Просвещение», 1975 - 398 с.

10. А. Р. Black, D. G. Williams. J. Amer. Water Works Assoc., 53, 585 (1961).

11. Антипов-Каратаев И. П. Современные методы исследования физико-химических свойств почв, вып. 1. Руководство для полевых и лабораторных исследований почв. М., - Л., Изд-во АН СССР, 1945, - 5с.

12. Кононова M. М. Проблемы почвенного гумуса и современные задачи его изучения. М., Изд-во АН СССР, 1951 391 с.

13. R. F. Packham. Proc. Soc. Water Treat. Exam., 13, 316 (1964).

14. Гапон E. H. Коллоидный журнал, 1947, т. 9, С. 329.

15. Мартынова О. И. Коагуляция при водоподготовке. Л., «Госэнергоиздат», 1951,-6 с.

16. Гапон Е. Н. Коллоидный журнал, 1947, т. 9, С. 29.

17. Кухаренко Т. А. Природа, 1953, № 5, С. 92.179

18. Кухаренко Т. А. Труды института горючих ископаемых, вып. 5. М., Изд-во АН СССР, 1955,-С. И.

19. R. Jurion. Bull. Soc. Chim. France, # 6, 2622 (1968).

20. Шевченко M. А. Физико-химическое обоснование процессов обесцвечивания и дезодорации воды. Киев, «Наукова думка», 1973 - 280с.

21. Александрова А. М. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л., «Наука», 1980, - 280 с.

22. Бердавцева Л. Б., Цыцарин Г. В. Гидролого-гидрохимические аспекты превращения органического вещества в Можайском водохранилище. Водные ресурсы, 1984, № 4, - с. 121 - 129.

23. Максимова М. П., Метревели М. П. Органическое вещество в дельте и аван-дельте реки Волги. Водные ресурсы, 1984, № 4 с. 100 - 109.

24. Романкевич Е. А. Геохимия органического вещества в океане. М.: Наука, 1977.-256 с.

25. Хайлов К. М. Экологический метаболизм в море. Киев: Наук. Думка, 1971.- 252 с.

26. Скопинцев Б. А. Органическое вещество в природных водах (водный гумус)- Тр ГОИН 1950, вып. 17 (19). 290 с.

27. Лейте В. Определение органических загрязнений питьевых, природных и сточных вод. М.: Химия, 1975. - 119 с.

28. Hatchinson G. Е. Atreatise on Limnology, v. 1. London: J. Wiley Sons, 1957, p. 10-15.

29. Скопинцев Б. А. О проблеме водного гумуса. Почвоведение, -1985, №8, С. 117-122.

30. Кононова М. М. Органическое вещество почвы. М.: Изд-во АН СССР, 1963.-314 с.

31. Скопинцев Б. А. Перманганатный метод определения органического вещества в морской воде. Тр. ГОИН, 1948, вып. 10 (22), с. 130 - 135.

32. Хайдов К. М. Экологический метаболизм в море. Киев: Наук. Думка, 1971.- 252 с.180

33. Кузнецов С. И. Микрофлора озер и ее геохимическая деятельность. Л.: Наука, 1970, - 440 с.

34. Сироткина И. С. Хроматографические методы в систематическом анализе природных растворенных органических веществ поверхностных вод. Авто-реф. канд. дис. М., ГЕОХИ АН СССР, 1974. 16 с.

35. Сироткина И. С. Систематические методы анализа органических веществ природных вод. В сб.: «Методы анализа природных и сточных вод. Проблемы аналитической химии». Т. 5. М., «Наука», 1977 - 264 с.

36. Сироткина И. С., Варшал Г. М., Лурье Ю. Ю., Степанова Н. П. Применение целлюлозных сорбентов и сефадексов в систематическом анализе органических веществ природных вод. Журнал аналитической химии, 1974 т. 29, - № 8, - С. 24 - 28.

37. Линник П. Н., Набиванец Б. И. Методы исследования состояния ионов металлов в природных водах. Водные ресурсы, -1980, №5 - с. 148 - 170.

38. Florence Т. М. Trace metal species in fresh waters. Water Res., 1977, Vol. 11 #8.

39. Chau Y. K., Lum-Shue-Chan K. Determination of labile and strongly bound metall in lake water. Water Res., 1974, vol. 8, No. 6.

40. Макаревич P. А., Зырин H: Г., Аммосова Я. M., Обухов А. И. Использование метода систематического анализа РОВ при изучении поведения тяжелых металлов. Второе Всесоюзное совещание по анализу природных и сточных вод. Тезисы докладов. М., «Наука», 1977.

41. МуллерВ. М., ДерягинБ. В. Дан СССР, 1967, 176, 1111.

42. Руцков А. П. Коллоидный журнал, 1953, т. 15, - С. 288.

43. Майтак Г. П. Коллоидный журнал, 1966, т. 28, - С. 689.

44. Барбой В. М., Глазман Ю. М., Дыкман И. М. Пятая всесоюзная конференция по коллоидной химии (тезисы докладов). М., Изд-во АН СССР, - 1962, -С. 39.

45. Дерягин Б. В. Коллоидный журнал, -1940, т. 6, С. 291.

46. Дерягин Б. В. Коллоидный журнал, 1941, т. 7, - С. 285.181

47. Кудрявцева Н. М. Автореферат канд. дисс. М., ИФХ АН СССР, 1963, - 16 с.

48. Пасынский А. Г. Коллоидная химия. М., «Высшая школа», - 1968. - 512 с.

49. Барбой В. М., Глазман Ю. М. Сб. «Исследования в области поверхностных сил». М., «Наука», 1967, - 207с.

50. Барбой В. М. Коллоидный журнал, 1965, т. 27, - С. 643.

51. Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии. М., «Химия», - 1975 - 512 с.

52. Marciniak-Fabianowa А., Wojciak W. Prace Komisji Matematycznoprzyrodknic-zej, 7, # 10, 53 (1960).

53. Fuks N. A. Z. Phys., 89, 736 (1934).

54. Дерягин Б. В. Известия АН СССР, ОХН, 1937, 1153 с.

55. Панченков Г. М., Цабек Л. К. Поведение эмульсий во внешнем электрическом поле. М., «Химия» - 1969 - 190 с.

56. Фукс Н. А. Механика аэрозолей. М., Изд-во АН СССР, - 1955 - 352 с.

57. Левич В. Г. Физико-химическаящародинамика М., Физматгиз, - 1959 - 699 с.

58. Эпштейн С. И. Моделирование процессов отстаивания коагулирующей взвеси. ВиСТ, 1978, - № 3.

59. Самыгин В. Д., Барский А. А. и др. Коллоидный журнал, 1940, т. 6, -С. 291.

60. Герасименко Н. Г., Соломенцева И. М., Заполский А. К. Роль электрокинетических свойств продуктов гидролиза основных солей алюминия при водоочистке. Химия и технология воды. 1988, т. 10, - № 4, - с. 329 -332.

61. Соломенцева И. М., Герасименко Н. Г., Заполский А. К., Сурова Л. М. Электрокинетические свойства продуктов гидролиза основных хлоридов алюминия в условиях процесса водоочистки. Химия и технология воды. -1989, т. И,-№7, с. 601 -604.

62. Поллинг А. Общая химия. М., «Мир», 1974, - 439 с.

63. Вознесенский С. А. Физико-химические процессы очистки воды. М. -Л., Госстройиздат, - 1934 - 124 с.

64. Кульский Л. А., Когановский А. М., Гороновский И. Т. и др. Физико-химические основы очистки воды коагуляцией. Киев, Изд-во АН УССР, -1950-362 с.182

65. Соломенцева И. M., Величанская Л. А., Герасименко И. Г. Проблема остаточного алюминия в очищенной воде. Химия и технология воды, том 13, -1991,-№6, с. 517-534.

66. Назаренко В. А., Антонович В. П., Невская Е. М. Гидролиз ионов металлов в разбавленных растворах. М.: Атомиздат, 1979. - 192 с.

67. Кондратов П. И., Кондратова Т. С. Исследования гидролитического состояния AI (III) в водных растворах. Воронеж, 1980. - 8 с. - Деп. в ОНТИ ТЭ-ХИМа, ХПД82, г. Черкасы, 1982, № 487.

68. Matievic. Е., Mathai К. G., Ottewil R. N., Kerker M. Detection of metall ion hidrólisis by coagulation. 3. Aluminium. J. Phys. Chem. 1961. - 65, # 5. - P. 826 -830.

69. Macdonald D. D., Butler P., Owen D. Hydrotermal hydrolisis of Al3+ and precipitation of boehmite from aqueous solution. J. Phys. Chem. 1973. - 77, # 20. - P. 2474 - 2479.

70. Masakishi J., Takao J., Katsumi G. Влияние анионов на гидролиз ионов алюминия. J. Chem. Soc. Jap., Chem. and Ind. Chem. 1972. # 3. - P. 539 - 546. - РЖ Химия, 1972, 19 В 1374.

71. Пилипенко А. Т., Фалендыш Н. Ф., Пархоменко Е. П. Состояние ионов алюминия в водных растворах. Химия и технология воды. 1982. - № 2. - с. 224 - 251.

72. Криворучко О. П., Буянов Р. А., Федотов М. А. О влиянии неравновесности процессов поликонденсации акваионов А1(Ш) на фазовый состав продуктов старения гидрогелей AI (III). Кинетика и катализ. -1978. 19. - № 4. - с. 1070 -1072.183

73. Запольский А. К., Панченко Л. И., Фалендыш Н. Ф. и др. Процессы ассоциации в водных растворах дигидроксосульфата алюминия. Химия и технология воды. -1985. 7. - № 2. - с. 21 - 23.

74. Driscoll С., Letterman R., Chemistry and fate of AI (III) in treated drinking water. J. Environ Eng. Div. 1988. -114, # 1. - P. 21 - 37.

75. Brown D., Hem J. Reactions of aqueous aluminium species at mineral surfaces. U. S. Geological Survey Water Supply Paper 1827-F. Washington: U. S. Government, Printing Office, 1975. - 50 p.

76. Бриттон X. Г. С. Водородные ионы. Определение и значение их в теоретической и прикладной химии. Л., Химтеорет, - 1936, - 583 с.

77. Stumm W., Morgan J., J. Amer. Water Works Assoc., 54, 971 (1962).

78. Хрусталев Б. H., Пушкарев В. В. и др. Коллоидный журнал,- 1968, т.ЗО, -С. 286.

79. Знаменская М. В. Разработка новых композиций алюминиевого коагулянта с целью повышения эффективности очистки природных вод от гумусовых веществ: Автореф. дис. канд. хим. наук. Киев, 1976. - 22 с.

80. Запольский А. К., Баран А. А., Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды: Свойства. Получение. Применение. Л. «Химия», 1987. - 208 с.

81. Руденко Г. Г., Гороновский И. Т. Удаление примесей из природных вод на водопроводных станциях. Киев: Будивельник, 1976. - 206 с.

82. Вейцер Ю. И., Минц Д. М., Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. М.: Стройиздат, 1984. - 201 с.

83. Справочник по свойствам и методам анализа и очистке воды. Киев: Науко-ва думка. 1980. - 680 с.

84. Бабенков Е. Д. Оптимальная доза коагулянта при очистке воды. М., «Транспорт», - 1973 - 25 с.

85. Сб. «Коагулянты для очистки питьевой воды». Под. ред. В. Т. Турчиновича. М., Изд-во МКХ РСФСР, 1948, - 17 е.

86. Коган А. С. Интенсификация работы городского водопровода. М., Изд-во МКХ РСФСР, 1955, - 88 с.184

87. Тарасевич Ю. И. Природные сорбенты в процессах очистки воды. Киев, Наук. Думка, 1981. - 228 с.

88. Кургаев Е. Ф. Основы теории расчета осветлителей. М., Стройиздат, - 1962 -164 с.

89. Бардин Ю. А. Труды Поволжской конференции. Горький, изд. Научно-техн. об-ва санитарной техники и городского хозяйства, 1957, 85 с.

90. Бонев Д. Гидротехника и мелиорация, 1966, № 1, - С. 13.

91. Запольский А. К., Баран А. А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды: Свойства. Получение. Применение. Л.: Химия, 1987. - 208 с.

92. Чистые химические вещества. Карякин Ю.В., Ангелов И.И., М., "Химия", 1974.-408 с.

93. Айлер Р. К. Коллоидная химия кремнезема и силикатов. М.: Госстройиз-дат, 1959. - 288 с.

94. Свиридов В.В. Патент на способ очистки пром. вод с помощью монтмориллонита модифицированного. РФ № 95105843/25(010511)

95. Свиридов А. В. Изучение компонентного состава Верх-Исетского водохранилища и извлечение загрязняющих компонентов коагулянтами разной основности. Чистая вода России 99. Тезисы докладов, с. 107 - 108.

96. Мигалатий Е. В., Никифоров А. Ф., Браяловский Б. С., Холкин П. В., Исаев С. А. УГТУ-УПИ. ТОО БМБ, Екатеринбург. Коагуляционная очистка природной воды основными солями алюминия. Чистая вода Урала-96. Тезисы докладов,- 54 с.

97. СанПиН 2.1.4.559-96. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества: Санитарные правила и нормы. М.: Информационно-издательский центр госком-санзпиднадзора России. - 1996, - 114 с.

98. В. М. Квятковский, А. И. Баулина. Руководящие указания по коагуляции воды на электростанциях. М. Специализированный центр научно-технической информации, - 1973, - 43 с.

99. Д. М. Минц. Теоретические основы технологии очистки воды. М., Издательство литературы по строительству. - 1964 - 156 с.

100. Предприятие ЭКО ПРОЕКТ. Реконструкция и расширение фильтровальной станции «Маяк» г. Полевского. ЭП-159.94-ТП.106. Патент 3476509 США.

101. Вода питьевая. Методы анализа. Издательство стандартов, 1974, - 194 с.

102. Методика проведения испытаний

103. Раствор коагулянта готовился в специальной емкости объемом до 0,5 м3 из соли, взятой со склада станции. Концентрация рабочего раствора коагулянта поддерживалась на уровне 50 55 г/л.

104. Суспензия флокулянта "Экозоль 401" (производство АО «ЭКО ПЛЮС») с рабочей концентрацией (т/ж) 60 г/л готовилась на водопроводной воде станции при перемешивании в такой же емкости.

105. Дозирование реагентов производилось с помощью перистальтических насосов-дозаторов, предварительно для этого откалиброванных.

106. Параллельно отбирались и анализировались пробы воды, обработанной по базовой технологии и отфильтрованной на рабочих фильтрах станции.

107. Параметры качества воды, поступавшей на фильтровальную станцию период проведения соответствующих опытно-промышленных испытаний, представлены в табл. 1 (по данным ЦЗЛ).