Метод утилизации осадка станции подготовки питьевой воды, обеспечивающий минимальное воздействие на природную среду

Бойко, Елена Валериевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Метод утилизации осадка станции подготовки питьевой воды, обеспечивающий минимальное воздействие на природную среду
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Метод утилизации осадка станции подготовки питьевой воды, обеспечивающий минимальное воздействие на природную среду"

На правах рукописи

БОЙКО ЕЛЕНА ВАЛЕРИЕВНА

МЕТОД УТИЛИЗАЦИИ ОСАДКА СТАНЦИИ ПОДГОТОВКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ МИНИМАЛЬНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ПРИРОДНУЮ СРЕДУ

Специальность 03.00.16-экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Ульяновск 2004

Работа выполнена на кафедре «Безопасность жизнедеятельности, экология и химия» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Ульяновский государственный технический университет

Научные руководители: доктор технических наук, профессор

Николаев Владислав Михайлович

доктор химических наук, профессор Климов Евгений Семенович

Официальные оппоненты: Заслуженный эколог РФ, доктор технических наук, профессор Кобзарь Иван Григорьевич

доктор химических наук, профессор Тйнасейчук Борис Сергеевич

Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технологический университет

<4Ь> 2004 года в /4 "

Защита диссертации состоится 2004 года в часов

на заседании диссертационного совета ДМ 212.278.03 при Ульяновском государственном университете по адресу: ул. Набережная реки Свияга, 40, ауд. 703

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Ульяновского государственного университета.

Автореферат разослан «_»

Ученый секретарь диссертационного о кандидат биологических наук, доцент(

2004 г.

СВ. Пантелеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. На водопроводных станциях - предприятиях по производству питьевой воды, образуются большие объемы концентрированных промышленных сбросов, называемых водопроводными осадками.

Состав гидроксидных осадков, образующихся при очистке природных вод коагулянтами и флокулянтами, определяется, во-первых, химической природой загрязнений речной воды, как природного, так и антропогенного происхождения, во-вторых, природой применяемых коагулянтов. Состав и количество осадка существенно зависят от времени года, что определяется сезонным различием состава, мутности и цветности речной воды.

В настоящее время основными методами обработки этих осадков в отечественной практике является их естественная сушка в оврагах или иловых картах, либо сброс осадков в водоисточники.

Обработка большого количества осадка при соблюдении существующих правил охраны поверхностных вод от загрязнений и при ограниченных площадях земельных участков для естественной сушки осадков является одной из наиболее актуальных проблем в технологии подготовки питьевой воды.

В крупных российских городах, таких как Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород осадок сбрасывается в канализационные сети. В городах, где пропускная способность городских очистных сооружений ограничена, осадок сбрасывается непосредственно в окружающую среду.

Водоканал г.Ульяновска сбрасывает осадок в необработанном виде в реку Каменка (приток р.Свияга). Ежегодно в природные воды реки попадает: взвешенных веществ - свыше 3,5 тыс. т, меди и цинка - по 1 т; алюминия - 730 т; железа -12 т.

Кроме экологического ущерба, происходит потеря дорогостоящих коагулянтов.

Наиболее целесообразным представляется комплексное рассмотрение технологической схемы подготовки питьевой воды, включающей утилизацию алюминийсодержащих осадков методом регенерации коагулянта, использование регенерированного коагулянта для улучшения качества очистки воды, предотвращение сброса осадка в окружающую среду.

Состояние проблемы. Регенерация коагулянта из осадков природных вод в настоящее время не нашла применения по ряду причин, основной из которых является накопление в регенерированном коагулянте нежелательных бактериальных, органических и неорганических примесей.

Коагулянты можно регенерировать путём растворения продуктов гидролиза в кислотах или щелочах.

Обработка осадка серной или соляной кислотами наиболее эффективна среди всех известных способов регенерации и позволяет вернуть в рабочий цикл до 80% коагулянта. Недостатками этого метода являются высокая загрязнённость получаемого коагулянта и его низкая коагулирующая способность, сложное аппаратурное оформление процесса, большой расход реагентов.

РОС НАЦИОНАЛЫ»** БИБЛИОТЕКА

Обработка осадка едким натрием или негашеной известью позволяет снизить загрязненность регенерированного коагулянта, но эффективность регенерации не превышает 40 %. Получаемый коагулянт практически не обладает коагулирующим действием.

Общим недостатком перечисленных методов является низкая коагулирующая способность регенерированных коагулянтов, приводящая к ухудшению качества питьевой воды.

Цель работы. Разработать и обосновать метод утилизации осадка станции подготовки питьевой воды способом регенерации, обеспечивающий улучшение качества питьевой воды и значительное уменьшение объемов осадков, поступающих в окружающую среду.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

• разработать и научно обосновать способ регенерации коагулянта из осадка раствором сульфата алюминия;

• определить и математически обосновать параметры процесса регенерации, обеспечивающие минимальное воздействие очистных сооружений на окружающую среду;

• исследовать влияние регенерированного коагулянта на качество питьевой воды по химическим, бактериальным и технологическим показателям;

• провести производственный эксперимент по регенерации алюминийсодержащего коагулянта из осадка, проверить экологическую безопасность регенерированного коагулянта в промышленных условиях с получением всех основных параметров очищенной воды;

• рассчитать экономический эффект от внедрения предлагаемого метода утилизации осадка.

Исследования проводились в соответствии с тематическим планом научно-исследовательской работы №600101 «Исследование научных основ и прикладных задач безопасности и экологичности технобиосистем» Ульяновского государственного технического университета. Приношу свою благодарность главному инженеру МП «Ульяновскводоканал» СП.Савельеву, старшему научному сотруднику кафедры «БЖД, экология и химия», к.т.н. ИА.Дорофееву за помощь в проведении производственного эксперимента на МП «Ульяновскводоканал». Методы исследований

При проведении исследований использовались физико-химические методы: фотоколориметрия, полярография, потенциометрия, седиментационный анализ, стандартные методики определения качества сточных вод и осадков, а также микробиологические методы анализа.

Статистическую обработку результатов экспериментов проводили с использованием программы "Microsoft Excel". Научная новизна работы состоит в следующем:

• разработан и получил научное обоснование новый метод утилизации водопроводного осадка способом регенерации коагулянта раствором сульфата алюминия;

• определены оптимальные условия проведения процесса регенерации алюминийсодержащего коагулянта и разработан алгоритм их математического расчета;

• доказана экологическая безопасность регенерированного коагулянта применительно к очистке маломутных цветных вод и вод средней мутности и цветности по химическим, бактериальным и технологическим показателям.

Практическая значимость. Предложенный способ регенерации коагулянта прошел проверку в производственных условиях на станции подготовки питьевой воды МП «Ульяновск водоканал», проведены промышленные испытания регенерированного коагулянта на 3-ей очереди данного предприятия. Разработана технологическая схема реконструкции очистных сооружений МП «Ульяновскводоканал». Экономический эффект составит 47,9 млн руб /год. На защиту выносятся;

• разработка метода утилизации осадка станции подготовки питьевой воды способом регенерации коагулянта раствором сульфата алюминия;

• результаты экспериментальной оценки технологических параметров процесса регенерации и их влияние на степень извлечения алюминийсодержащего коагулянта из осадка раствором сульфата алюминия;

• расчет оптимальных условий проведения процесса регенерации, обеспечивающих минимальное поступление осадков в окружающую среду;

• результаты оценки экологической безопасности регенерированного коагулянта по химическим, бактериальным и технологическим параметрам.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: XXX, XXXI, XXXII, XXXIII научно-технических конференциях УлГТУ (г. Ульяновск, 1996-1999 гг), научно-практической конференции «Агро-Волга-97» (г. Ульяновск, 1997 г) ; научно-технической конференции «Инженерные проблемы совершенствования тепло- и электроэнергетических установок коммунального хозяйства» (г. Ульяновск, 1999г) ; второй российской научно-технической конференции «Энергосбережение в городском хозяйстве» (г. Ульяновск, 2000 г); международной научно-практической конференции «Информационно-компьютерные технологии в решении проблем промышленности, строительства, коммунального хозяйства и экологии» (г. Пенза, 2000 г); международной научной конференции РАЕ «Технологии 2004» (Турция, г. Анталия, 2004); международной научной конференции «Татищевские чтения: АПНП-2004» (г.Тольятти, 2004). Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ. Структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 133 страницах и состоит из введения, 4 глав, заключения и библиографического списка, включающего 90 работ отечественных и зарубежных авторов; содержит 16 рисунков, 26 таблиц и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, а также основные положения диссертации, выносимые на защиту.

В первой главе освещено современное состояние проблемы загрязнения окружающей среды водопроводными осадками, проведен, анализ литературы по существующим способам обработки этих осадков. Рассмотрены существующие способы регенерации алюминийсодержащего коагулянта из осадка, выявлены их преимущества и недостатки.

Вторая глава посвящена исследованию закономерностей процесса растворения гидроксида алюминия из водопроводного осадка раствором сульфата алюминия в температурном интервале 3-85°С. Исследования проводились на осадках из отстойников МП «Ульяновскводоканал».

Растворение гидроксида алюминия из осадка происходит при его взаимодействии с серной кислотой, образующейся в результате гидролиза сульфата алюминия. При 60-85°С раствор сульфата алюминия подвергается гидролизу практически на 80-100%. При 3- 20 С степень гидролиза остается сравнительно низкой 0.3-0.4%, следовательно, скорость растворения должна быть весьма мала.

Выполнен комплекс исследований по изучению влияния температуры на процесс растворения алюминия из осадка при температурах 3, 6, 20, 85°С. Учитывалось влияние таких факторов, как концентрация сульфата алюминия и соотношение количества алюминия в растворе сульфата алюминия к количеству алюминия в осадке (л). Динамика процесса контролировалась по степени растворения алюминия из осадка

К осадку прибавляли раствор сульфата алюминия с

концентрацией 24% и в количестве, соответствующем п=2. Реакционную смесь тщательно перемешивали в термостате, отобранные пробы регенерированного коагулянта центрифугировали и затем определяли содержание в

растворе регенерированного коагулянта и степень растворения

Результаты приведены на

рис.1.

Расчет средней скорости растворения А1(ОН)з из осадка показал, что скорость растворения при 20°С составляет 70,6'Ю"6 моль/л-с, п рвЗтСЫЗЗ^Ш"6/ л - с . Относительно высокая скорость процесса растворения при 20°С по сравнению с 85°С объясняется тем, что определяющим фактором скорости при 20°С становится процесс пептизации осадка.

Врсвдчяс

Рис.1 Изотермы зависимости степени расторжения алюминия из осадка от времени: 1-3°С; 2-6°С; 3-20°С; 4-85°С.

Сульфат алюминия адсорбируется коллоидными частицами осадка А1(ОН)з, в результате чего образуется двойной электрический слой. В результате интенсивного перемешивания образуются мицеллы золя. При дальнейшем интенсивном перемешивании частицы золя подвергаются дальнейшей структурной перестройке, сопровождающейся их обезвоживанием и образованием истинного раствора гидроксосульфата алюминия.

Исследования прозрачности растворов показали образование конуса Тиндаля в течение первых 40 минут перемешивания, что свидетельствовало об образовании коллоидного раствора. Образование истинного раствора происходило после одного часа перемешивания.

Таким образом, механизм взаимодействия с раствором сульфата

алюминия в интервале температур 3-20°С состоит в последовательной смене стадий пептизации и химической реакции. При 85°С протекает только химическая реакция с образованием истинного раствора гидроксосульфата алюминия.

Растворение А1(ОН)з из осадка происходит не полностью, поскольку около 10% А1(ОН)з в осадке находится в кристаллическом состоянии. Наличие процесса пептизации объясняет факт, что максимальная степень растворения А1(ОН)3 при 20°С достигает 93% (рис.1), но когда происходит истинное растворение, степень растворения падает до 90%, поскольку кристаллический А1(ОН)3, ранее перешедший в золь, выпадает обратно в осадок. С целью оптимизации процесса растворения алюминия из осадка изучены зависимости степени растворения (а) при 85° С от соотношения алюминия в растворе сульфата алюминия к алюминию в осадке (п) и от начальной концентрации

сульфата алюминия в общем объеме. Установлено, что степень растворения ПрИ 85°С Определяется заданным соотношением п. Полученная зависимость приведена на рис.2.

Начальная концентрация сульфат* алюминия,% рис.2 Зависимость степени растворения А](ОН)} от соотношения (кривая1) и от начальной кснцетрапии АЬ(5С>4)з (кривая2)при85°С Ее анализ показал, что в интервалах и=0,5-1.1 и начальной концентрации 3-5% наблюдается практически прямолинейная зависимость. Этот факт говорит о том, что при этих параметрах протекает химическая реакция первого порядка:

А1 (ОН)з + Н4 =[ А1(ОНЬ ]+ + Н20, затем димеризация с образованием А^ООДвОц:

2[А1(ОН)3Г =[А12(ОН)4]2+.

Начиная С и=1.1, рост степени растворения замедляется практически в 4 раза, что свидетельствует о протекании реакции второго порядка:

А1 (ОН)з + 2Н+ = [ А1 (ОН) ]2+ + 2Н20. (2)

Стехиометрический расход сульфата алюминия увеличивается в два раза для растворения того же количества А1 (ОН)3.

Экспериментально установлено, что для проведения процесса при 85° С концентрация раствора сульфата алюминия должна быть не менее 18%, л= 1,5, при этом, степень растворения алюминия из осадка составляет 85%.

При 20°С параллельно протекают два процесса. Первый - процесс пептизации, оказывает влияние только на скорость растворения. Второй - химическое растворение, оказывает влияние на значение степени растворения А1(0Н)э из осадка. Максимальная степень растворения А1(ОН)з достигается, когда в системе устанавливается динамическое равновесие. Процесс равновесия в нашем случае определяется двумя равновесными, последовательными процессами: гидролизом сульфата алюминия и реакцией взаимодействия гидролизной серной кислоты с гидроксидом алюминия.

Было исследовано влияние соотношения п и начальной концентрации сульфата алюминия на степень растворения А1(0Н)э из осадка при 20°С (рис.3). В области 80%-ого растворения А1(0Н)з

происходит перелом в ходе кривых, начиная с и

начальной концентрации рост степени растворения замедляется. Прямолинейный участок кривых до 80%-ого растворения говорит о том, что при нехватке сульфата алюминия происходит

реакция первого порядка (1) с образованием А12(0Н)4804. При иа.1 и начальной

концентрации сульфата

алюминия больше 6%

протекает

процесс

второго порядка (2), с образованием [А1(0Н)]2+.

Тетрагидроксосульфат алюминия термодинамически неустойчивое соединение, в отличие от термодинамически стабильного гидроксосульфата алюминия (ГСА).

Математическая обработка полученных данных показала, что фактор полимеризации алюминия в полученном ГСА равен ~1.5, то есть ГСА в регенерированном коагулянте состоит на 50% из мономеров и на 50% из димеров.

Следовательно, суммарное уравнение, описывающее процесс регенерации коагулянта раствором сульфата ашоминия ггои 20°С. следующее:

(3)

А12(804)3+ А1(0Н)з= 2А1,5(0Н)1.5(804)1.5

Используя константы равновесия реакций гидролиза сульфата алюминия (К]) и реакции взаимодействия гидролизной серной кислоты с гидроксидом алюминия (Кг), получили математическую зависимость для расчета максимальной степени

растворения которая достигается при равновесии:

На основании полученной зависимости разработан алгоритм расчета оптимальных условий проведения процесса регенерации коагулянта раствором сульфата алюминия, обеспечивающий минимальное количество осадков, образующихся в цикле водоочистки. Согласно алгоритму за параметр оптимизации принимается сумма (03+п), которая должна быть минимальна, и учитываются следующие ограничения: и 21.1; начальная концентрация сульфата алюминия Третья глава посвящена изучению химических, бактериальных и технологических свойств регенерированного коагулянта, полученного способом растворения из осадка раствором сульфата алюминия.

Наряду с растворением А1(ОН)з, из осадка возможен переход в регенерированный коагулянт части загрязнителей, таких как ионы тяжелых металлов, фульвокислоты, а также бактериальных культур.

Изучена скорость и степень накопления органических примесей при 3, б, 20°С в регенерированном коагулянте в зависимости от рН. Содержание органических веществ определялось по перманганатной окисляемости (ХПК) (табл. 1,2).

Наряду с растворением параллельно идет процесс образования и

растворения фульвокислот. Опытные данные показали, что при рН=3,3 - 3,6 этот процесс менее заметен, поскольку растворение органических кислот протекает при более низких рН (2,5 - 3), тогда как при рН=3,1 - 3,2, растворение органических веществ возрастает.

Таблица 1

Скорость перехода органических веществ при

Время, ч ХПК, мг-экв/л Концетрацш регенерированного коагулянта по АЬГСОЛ.К рн

3 С 6 С 3 С 6"С 3"С 6иС

0,5 416 312 10,5 5.7 3,10 3.56

2 672 422 10,8 6.3 3,17 3.62

4 944 489 11.3 7.0 3,24 3.68

6 960 546 11.8 7.7 3,30 3.73

♦-при 3°С содержание алюминия в обрабатываемом осадке 90 г/л; при 6°С - 50 г/л.

Таблица 2

Скорость перехода органических веществ в коагулянт при 20°С (п=1.5;4)

Время, час ХПК, мг- экв/л рн Концентрация регенерированного коагулянта по АЬ^О^Уо

п=1.5 п=4 п=1.5 п=4 п=1.5 п=4

0.25 480 1112 3.34 3,16 8.6 13,6

0.50 802 1137 3.35 3,17 10.4 14

0.75 881 1170 3.34 3,20 10.7 13,8

1.25 926 1203 3.32 3,24 10.6 13,7

При 20°С уменьшить переход органических соединений в раствор можно путем сокращения времени контакта раствора с осадком до 0,75 часа. Поскольку при рН >3,3 степень растворения органических веществ уменьшается, следовательно, для снижения растворения органических веществ соотношение п не должно значительно превышать 1.5. Соблюдение этих условий может снизить ХПК раствора регенерированного коагулянта до 900 мг-экв /л. Существенного уменьшения ХПК регенерированного коагулянта можно добиться, используя только специальные методы очистки.

Проведено сравнение технологических свойств регенерированного коагулянта (ХПК=1300 мг-экв/л) и осветлённого хлором коагулянта методом пробного коагулирования на природных водах реки Волга. Полученные данные свидетельствуют, что неосветлённый коагулянт обладает лучшими технологическими свойствами по всем показателям очищенной воды: мутность, цветность, остаточный алюминий, ХПК.

Анализ бактериального загрязнения регенерированного коагулянта по показателям сой-индекс и ОМЧ (общее микробное число) показал отсутствие загрязнений. Это объясняется солевым эффектом: высокая концентрация соли (1015% по под действием осмотического давления, разрушает клетки микроорганизмов.

Исследованы закономерности перехода ионов меди, цинка, никеля, свинца и кадмия из исходной воды в осадок и из осадка в раствор регенерированного коагулянта.

Разработан расчетный способ определения влияния регенерированного коагулянта на концентрацию примесей в очищенной воде в зависимости от количества циклов регенерации. Получено выражение:

Соч = Спех (1-а) (1+ £ (а в ГТ),

где Сот, Сисх - концентрация /- той примеси в очищенной и исходной воде, соответственно;

а,в - эмпирические коэффициенты, определяемые экспериментально для каждой /той примеси;

а- степень перехода I- ОЙ примеси из исходной воды в осадок при коагуляции; в -степень перехода примеси из осадка в регенерированный коагулянт при регенерации;

^ДОЛЯ осадка, ушедшего на регенерацию; количество циклов регенерации. Использование данной методики позволяет определить: • количество циклов регенерации, после которых осадок необходимо выводить из технологического цикла, чтобы не происходило накопления примесей в очищенной воде выше ПДК. - допустимую концентрацию загрязнений в исходной воде, при которой качество

очищаемой воды удовлетворяет уровню ПДК. В таблице 3 приведены сравнительные экспериментальные данные по очистке речной воды от примесей при использовании регенерированного коагулянта и сульфата алюминия.

Таблица 3

Концентрации примесей в очищенной воде при использовании

Металл Волжская вода, мг/л Концентрация примеси в очищенной воде, мг/л Степень очистки воды, %

Сульфатом алюминия Регенерированным коагулянтом Сульфатом алюминия Регенерированным коагулянтом

Медь 0,0858 0.0069 0.0051 92 94

Никель 0,0050 0.0024 0.0008 53 85

Цинк 0,0130 0.0012 0.0009 91 93

Кадмий 0.0027 0.0008 0.0007 69 75

Свинец 0,0056 0.0006 0.0005 89 91

ХПК 13.7 7.4 2.9 48 79

Методом пробного коагулирования исследованы основные технологические показатели коагуляции с применением регенерированного коагулянта: скорости осаждения и осветления, полнота осаждения, снижение оптимальной дозы коагулянта. Все основные параметры определялись в сравнении с параметрами процесса, проводимого с использованием сульфата алюминия.

Зависимости скорости осаждения коагулированной взвеси при дозах коагулянтов 20 и 30 мг/л представлены на рис.4. Исходная вода: щелочность-2,5 мг-экв/л, мутность-ЗОмг/л. Скорость и полнота осаждения взвеси

регенерированным коагулянтом превосходят эти же параметры для сульфата алюминия. При низких дозах (20мг/л) использование сульфата алюминия не дает необходимой степени очисти в отличие от регенерированного коагулянта.

Осветление вод по показателю цветности при дозах коагулянтов 20 и 30 мг/л представлены на рис.5. Исходная вода: щелочность- 2,5 мг-экв/л, цветность-43°. Осветление регенерированным коагулянтом идет более интенсивно и с более

Рис.5 Динамика осветления воды Рис.6 Зависимость остаточной цветности от регенерированным коагулянтом при дозе температуры: 1-регенерированный коагулянт, коагулянта: 30 мг/л-кривая 1; 20мг/л-кривая2; 2 - сульфат алюминия. и сульфатом алюминия: ЗОмг/л-кривая 3; 20 иг/л- кривая 4.

Особенно очевидны преимущества использования регенерированного коагулянта при низких температурах (менее 15 °С). При 5 °С содержание остаточной

100

Вреня,час

Рис.4 Зависимость степени осаждения взвеси от времени регенерированным коагулянтом при дозе коагулянта: 30 мг/л-кривая 1; 20мг/л- кривая 2; и сульфатом алюминия: ЗОмг/л-кривая 3; 20 мг/л- кривая 4

цветности на 18% ниже, чем при использовании сульфата алюминия (рис.6). Интенсификация коагуляции при низких температурах имеет важное значение для производства, так как при 1-5 °С, коагуляция воды с использованием сульфата алюминия проходит медленно, с большим количеством остаточной взвеси.

Оптимальные дозы обоих коагулянтов для вод низкой мутности отличаются на 1015%, с увеличением мутности исходной воды это различие достигает 30% (рис.7). Таким образом, использование

регенерированного коагулянта в промышленных масштабах в процессе очистки воды позволит сократить

дополнительно расход

коагулянта в среднем еще на Рис7 Зависимость оптимальной дозы сульфата 20%. алюминия (прямая 1) и регенерированного коагулянта

от исходной мутности воды.

Высокая коагулирующая способность регенерированного коагулянта объясняется тем, что сорбционная емкость возрастает с увеличением заряда: катионы [А12(ОН)2]4+ в регенерированном коагулянте несут более высокий заряд, чем катионы А15+ в сульфате алюминия

В четвёртой главе изложены результаты разработки технологической схемы, включающей метод утилизации осадка процесса водоподготовки способом регенерации коагулянта из осадка раствором сульфата алюминия. Принципиальная комплексная схема получения регенерированного коагулянта и использование его для очистки воды приведена на рис.8.

Были проведены промышленные испытания процесса регенерации коагулянта на станции водоподготовки г. Ульяновска. Эксперимент состоял из двух стадий: 1-получение регенерированного коагулянта, 2- использование его для очистки воды.

В реактор заливали 1500 л осадка, анализировали влажность и содержание в нём А1203. Необходимое количество сульфата алюминия рассчитывали, исходя из задаваемого соотношения п. Условия экспериментов и данные анализов приведены в табл. 4, температура процесса 8°С. Реакционную смесь перемешивали от 1 до 3 часов, отстаивали 2 часа, затем сливали в накопительные ёмкости и анализировали на содержание А12О3.

Результаты эксперимента по регенерации коагулянта с большими объёмами реагентов (2 м3) подтвердили лабораторные выводы о зависимости степени извлечения алюминия из осадка от начальной концентрации сульфата алюминия в реакторе и от соотношения п.

Рис.8 Принципиальная технологическая схема процесса регенерации алюминия из осада-

Таблица 4

Результаты процесса регенерации коагулянта в производственном эксперименте

№ Параметры процесса № эксперимента

1 2 3 4 5 6

1 Содержание А1 гО} в 50 мл осадка, г 0,31 0,35 0,34 0,58 0,32 0,34

2 Соотношение и 1,5 1,5 2,6 1,5 4.0 3,8

3 Начальная концентрация АЩвООз в реакторе, % 3.0 3.4 6.0 5.8 9.4 9.6

4 Время регенерации, час 1 3 1 2 1 2

5 Степень извлечения А12О3, % 41 52 59 68 64 79

6 Конечная концентрация АЬ(804)з в реакторе, % 3.3 3.8 6.3 6.2 9.8 10.3

Для очистки воды в промышленном процессе использовался регенерированный коагулянт из эксперимента №6. Необходимая скорость подачи коагулянта была рассчитана, исходя из технологических параметров третьей очереди станции водоочистки г.Ульяновска. Подача регенерированного коагулянта на вход смесителя продолжалась в течении 2 часов. Флокулянт (полиакриламид) в процессе коагуляции регенерированным коагулянтом не использовался. В таблице 5

приведены результаты очистки воды регенерированным коагулянтом по основным технологическим показателям.

Таблица 5

Сравнительные результаты производственного эксперимента по коагулированию воды регенерированным коагулянтом и сульфатом алюминия

№ Параметры воды Регенерированный коагулянт; Дк=20,3мг/л Дпаа=0 Ср.= 10,3% Сульфат алюминия: Дк=24 мг/л ДпАА= 0,1 мг/л ССА= 18,81 %

1 Мутность, мг/л 1,5 1,5

2 Цветность, град. 7,9 10,2

3 Остаточный А1, мг/л 0,14 0,16

4 Щелочность, мг-экв/л 1,04 1,05

По показателю мутности степень очистки воды регенерированным коагулянтом практически такая же, как при использовании в качестве коагулянта сульфата алюминия, по остальным параметрам степень очистки выше. Производственный процесс очистки воды с применением регенерированного коагулянта можно проводить без использования флокулянта.

Экономический расчет по приведённой технологической схеме на рис.8, показал, что внедрение процесса регенерации коагулянта на станциях подготовки питьевой воды сократит объёмы осадков, образующихся в цикле водоподготовки, на 50% и расход сульфата алюминия в цикле на 40%.

Для предотвращения сброса необработанного осадка, которого по данной технологической схеме остаётся 50%, в природные воды, представляется наиболее рациональным решением подвергнуть осадок биологической очистке на городских канализационных очистных сооружениях.

Расчетным способом на основании данных о производительности канализационных очистных сооружений и водопроводной станции, а также, исходя из экспериментально полученных концентраций тяжёлых металлов в водопроводном осадке, показано, что добавление осадка в сточные воды практически не увеличивает в них концентрации тяжелых металлов. Исключение составляет алюминий. Дня процесса биологической очистки максимально допустимая концентрация алюминия в сточных водах 5 мг/л. Расчеты показали, что в зависимости от времени года концентрация алюминия в сточных водах при условии сброса на очистные сооружения 50% всех водопроводных осадков будет составлять 2,5-4,5 мг/л.

Таким образом, в процессе регенерации из осадка извлекается большая часть алюминия, а при биологической очистке перерабатываются примеси органического

происхождения. Комплексный подход к проблеме утилизации осадка позволяет

полностью предотвратить сброс осадков в природные водоисточники и

максимально снизить их негативное воздействие на природную среду.

ВЫВОДЫ:

1. Разработан экологически безопасный метод утилизации алюминийсодержащих осадков станции водоподготовки способом регенерации коагулянта раствором сульфата алюминия.

2. Определены параметры процесса регенерации коагулянта: соотношение п (отношение количества алюминия в сульфате алюминия к алюминию в осадке) равно 1,3-2,0; начальная концентрация сульфата алюминия в исходной смеси-6-9%. Разработан алгоритм расчета оптимальных условий проведения процесса регенерации коагулянта раствором сульфата алюминия, обеспечивающий минимальное количество осадков, образующихся в цикле водоочистки.

3. Доказана экологическая и технологическая безопасность регенерированного коагулянта на основании его химических, бактериальных, технологических характеристик. Применение регенерированного коагулянта не приводит к появлению бактериального загрязнения очищенной воды (сой-индекс, ОМЧ), позволяет снизить содержание ионов токсичных металлов в очищенной воде значительно ниже уровня ПДК, а так же уменьшает содержание органических веществ (ХПК) на 3 0 % по сравнению с использованием сульфата алюминия. Применение регенерированного коагулянта (особенно при низких температурах) улучшает качество очищенной воды по всем технологическим показателям по сравнению с сульфатом алюминия (мутность, цветность, остаточный алюминий).

4. Разработанный технологический процесс регенерации коагулянта прошел проверку в промышленных условиях. Полученный регенерированный коагулянт был использован в качестве коагулянта для очистки воды на третьей очереди МП «Ульяновскводоканал». Было подтверждено, что он обладает улучшенными технологическими свойствами. Установлено, что при использовании регенерированного коагулянта в процессе очистки воды применение флокулянта не обязательно.

5. Полученные результаты позволяют рекомендовать разработанный метод утилизации осадка для внедрения на станциях подготовки питьевой воды, где применяются алюминийсодержащие коагулянты. Расход коагулянта в рабочем цикле сократится на 40%; объёмы осадков уменьшатся на 50%. Экономия от внедрения составит 47.9 млн руб/год на станции водоподготовки производительностью 250 тыс. м3/ сут (цены 2004 г).

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Дорофеев И.А. Регенерация алюминийсодержащего коагулянта из осадков станций водоподготовки / И.А. Дорофеев, В.М. Николаев,Е.В .Бойко // Тез..докл. XXX науч.-техн. конф.- Ульяновск: УлГТУ, 1996. -с.89

2. Бойко Е.В. Регенерация коагулянта из алюминийсодержащих осадков станции водоподготовки7/Тез.докл XXXI науч.-техн. конф.- Ульяновск:УлГТУ,1997.-с.20

3. Бойко Е.В., Переработка алюминийсодержащих осадков с целью регенерации коагулянта/ Е.В.Бойко, И.А. Дорофеев// Тездокл науч-практ. конф "Агро-Волга-97".- Ульяновск, 1997.- с. 12.

4. Бойко Е.В. Регенерация коагулянта из осадков станций водоподготовки / Е.В.Бойко, И.А. Дорофеев// Тез.докл науч-практ. конф. "Проблемы экологии Ульяновской области".- Ульяновск, 1997.- с.24.

5. Бойко Е.В. Некоторые свойства регенерированного коагулянта/Е.В.Бойко, И.А. Дорофеев//Тез.докл XXXII науч.-техн.конф.-Ульяновск:УлГТУ,1998.-ч.2.-с.65

6. Бойко Е.В. Модернизация технологии водоподготовки на ВГСВ города Ульяновска/ Е.В Бойко, В.М Николаев// Тез.докл XXXIII науч.-техн. конф.-Ульяновск:УлГТУ, 1999.- ч.З.- с.41.

7. Бойко Е.В. Модернизация технологии водоподготовки: регенерация коагулянта/ Е.В Бойко, В.М Николаев // Научно-техн. конф. "Инженерные проблемы совершенствования тепло- и электроэнергетических установок коммунального хозяйства": Тез.докл.- Ульяновск, 1999, -с.64.

8. Бойко Е.В. Подготовка питьевой воды: некоторые вопросы повышения эффективности и экологичности технологии/ Е.В Бойко, В.М Николаев // Сб. тр. Ульяновского научного центра "Ноосферные знания и технологии".-Ульяновск:РАЕН,1999.-том 2.- вып.2.-С.105-113.

9. Бойко Е.В. Утилизация осадка станции водоподготовки/Е.В. Бойко, В.М. Николаев // Тез.докл. всерос.науч.-техн. конф." Энергосбережение в городском хозяйстве".- Ульяновск, 2000.- с. 141.

10. Бойко Е.В. Утилизация осадка в технологии водоподготовки/ Е.В. Бойко, В.М. Николаев /ЛГез. докл. XXXIV науч.-техн. конф. (24.01-4.02).- Ульяновск:УлГТУ, 2000.-Ч.З.-С.30.

11. Бойко Е.В. Утилизация осадка в технологии водоподготовки: математическая модель и технологическое решение/ Е.В. Бойко //Тез.докл. Междунар. науч.-техн. конф. "Информационно-компьютерные технологии в решении проблем промышленности, строительства и экологии".- Пенза, 2000.-c.13.

12. Бойко Е.В. Утилизация осадка станции водоподготовки/ Е.В. Бойко, В.М Николаев//Научно-технический калейдоскоп.-Ульяновск.-2000.-№1.-СЛ 12-117.

13. Бойко Е.В. Технологическое решение одной из экологических проблем в технологии водоподготовки/ Е.В.Бойко! В.М.Николаев Е.СКлимов// Тездокл. междунар. науч. конф. 'Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики".- Тольятти, 21-24 апреля 2004г.-С.28-30.

14. Бойко Е.В. Некоторые вопросы повышения качества питьевой воды и эффективности технологии ее подготовки/ Е.В Бойко, Е.С. Климов// Человек и вселенная.-2004.-4(37).-С.35-37.

15. Бойко Е.В. Модернизация технологии подготовки питьевой воды: регенерация коагулянта/Е.В Бойко, В.М.Николаев, Е.С. Климов //Современные наукоемкие технологии.-2004.-№2.-с.61.

16. Климов Е.С. Повторное использование коагулянта при очистке питьевой воды/ Е.С. Климов, Е.В Бойко //Экология и промышленность России.-2004.-№100.-С.18-21.

Подписано в печать 23.11.04. Формат60x84/20. Усл. печ. л. 1-125. Тираж 100 экз. Заказ №112304.

Отпечатано в Типографии Облучинского. Г. Ульяновск, ул. Гончарова, 11а. Тел. 42-12-83.

N2 25 0 78

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Бойко, Елена Валериевна

Введение

Глава 1. Современное состояние проблемы обработки осадков, 10 образующихся на водопроводных станциях

1.1 .Состав и свойства осадков водопроводных станций

1.2 .Методы обработки водопроводных осадков

1.2.1 Естественные методы

1.2.2 Искусственные методы

1.3 .Совместная обработка осадков сточных вод и осадков 20 водопроводных станций.

1.4 .Регенерация коагулянтов из водопроводных осадков

1.4.1. Кислотная обработка гидроксидных осадков

1.4.2. Обработка щелочами

1.4.3 .Обработка хлором 25 1.4.4. Обработка сульфатом алюминия

1.5. Химическая основа метода регенерации 27 алюминийсодержащего коагулянта раствором сульфата алюминия

1.5.1. Состояние алюминия в водных растворах его солей.

1.5.2. Взаимодействие в системе А1(0Н)з-А12(804)з-Н

1.5.3. Пептизация

1.6. Постановка задач исследования. Выводы по первой главе.

Глава 2.Исследование процесса растворения гидроксида алюминия из осадка станции водоподготовки под действием раствора сульфата алюминия.

2.1. Методика эксперимента

2.2. Изучение механизма растворения А1 (ОН)3 из осадка при разных температурах

2.3. Оптимальные параметры процесса растворения гидроксида алюминия при разных температурах

2.3.1. Определение оптимальных параметров процесса растворения гидроксида алюминия из осадка при 85°С

2.3.2. Определение оптимальных параметров процесса растворения гидроксида алюминия из осадка при 20°С

2.4. Методика расчета оптимальных условий процесса растворения гидроксида алюминия из осадка при 20°С 54 Выводы по второй главе

Глава 3. Свойства регенерированного коагулянта

3.1. Токсикологические характеристики регенерированного 65 коагулянта

3.1.1. Загрязнение органическими веществами коагулянта

3.1.2. Загрязнение коагулянта тяжелыми металлами

3.2. Бактериальное загрязнение коагулянта 75 3.3 .Методика расчета накопления токсических примесей

3.4. Технологические свойства регенерированного коагулянта

3.4.1.Сравнение коагулирующей способности регенерированного коагулянта и сульфата алюминия по основным показателям при 20 °С

3.4.2. Влияние температуры на процесс коагулирования регенерированным коагулянтом

3.4.3. Оптимальные дозы регенерированного коагулянта для очистки вод низкой и средней мутности

Выводы по третьей главе

Глава 4. Регенерация коагулянта в производственных условиях

4.1. Экологически безопасная технологическая схема процесса регенерации коагулянта и расчет доли осадка, направляемого на

Ф регенерацию

4.1.1 .Обработка водопроводных осадков на канализационных очистных сооружениях с целью предотвращения сброса в природные воды

4.2 .Производственный эксперимент

4.2.1. Описание производственного эксперимента

Выводы по четвертой главе

Введение Диссертация по биологии, на тему "Метод утилизации осадка станции подготовки питьевой воды, обеспечивающий минимальное воздействие на природную среду"

На водопроводных станциях — предприятиях по производству питьевой воды, образуются большие объемы концентрированных промышленных сбросов, называемых водопроводными осадками. Состав гидроксидных осадков определяется химической природой загрязнений речной воды и природой применяемых коагулянтов [ 1 ].

Водоканал г.Ульяновска сбрасывает осадок в необработанном виде в реку Каменка (приток р.Свияга). Ежегодно в природные воды реки попадает: взвешенных веществ - свыше 3,5 тыс. т; меди и цинка - по 1 т; алюминия — 730 т; железа -12 т.

Кроме экологического ущерба, происходит потеря дорогостоящих коагулянтов.

Цель работы: Разработать и обосновать метод утилизации осадка станции подготовки питьевой воды способом регенерации, обеспечивающий улучшение качества питьевой воды и значительное уменьшение объемов осадков, поступающих в окружающую среду.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

• разработать и научно обосновать способ регенерации коагулянта из осадка раствором сульфата алюминия;

• рассчитать экономический эффект от внедрения предлагаемого метода утилизации осадка.

Объектом исследования явились реальные осадки станции водоподготовки из отстойников МП "Ульяновскводоканал" и полученный в процессе их переработки алюминийсодержащий регенерированный коагулянт.

При проведении исследований использовались физико-химические методы: фотоколориметрия, полярография, потенциометрия, седиментационный анализ, микробиологические методы, стандартные методики определения качества природных, сточных вод и осадков. Научная новизна работы состоит в следующем:

• разработан и получил физико-химическое обоснование новый метод утилизации водопроводного осадка способом регенерации коагулянта раствором сульфата алюминия;

Практическая значимость. Предложенный способ регенерации коагулянта прошел проверку в производственных условиях на станции подготовки питьевой воды МП «Ульяновскводоканал», проведены промышленные испытания регенерированного коагулянта на 3-ей очереди данного предприятия. Разработана технологическая схема реконструкции очистных сооружений МП «Ульяновскводоканал». Экономический эффект от внедрения составит 47,9 млн руб /год. На защиту выносятся:

Краткое содержание диссертационной работы.

Первая глава представляет собой анализ современного состояния проблемы обработки осадков, образующихся на станциях водоподготовки.

Вторая глава содержит результаты исследования закономерностей процесса растворения гидроксида алюминия из осадка раствором сульфата алюминия в температурном интервале 3 — 85°С. В третьей главе приведены результаты исследования токсикологических, бактериальных и технологических свойств регенерированного коагулянта.

В четвертой главе дано описание технологической схемы подготовки питьевой воды, включающей регенерацию коагулянта из осадка. Представлены результаты процесса регенерации коагулянта и очистки воды регенерированным коагулянтом, достигнутые в ходе промышленных испытаний.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Бойко, Елена Валериевна

ВЫВОДЫ

2. Определены параметры процесса регенерации коагулянта: соотношение п (отношение количества алюминия в сульфате алюминия к алюминию в осадке) равно 1,3-2,0; начальная концентрация сульфата алюминия в исходной смеси- 6-9%. Разработан алгоритм расчета оптимальных условий проведения процесса регенерации коагулянта раствором сульфата алюминия, обеспечивающий минимальное количество осадков, образующихся в цикле водоочистки.

3. Доказана экологическая и технологическая безопасность регенерированного коагулянта на основании его химических, бактериальных, технологических характеристик. Применение регенерированного коагулянта не приводит к появлению бактериального загрязнения очищенной воды (со//-индекс, ОМЧ), позволяет снизить содержание ионов токсичных металлов в очищенной воде значительно ниже уровня ПДК, а так же уменьшает содержание органических веществ (ХПК) на 30% по сравнению с использованием сульфата алюминия. Применение регенерированного коагулянта (особенно при низких температурах) улучшает качество очищенной воды по всем технологическим показателям по сравнению с сульфатом алюминия (мутность, цветность, рН, остаточный алюминий).

5. Полученные результаты позволяют рекомендовать разработанный метод утилизации осадка для внедрения на станциях подготовки питьевой воды, где применяются алюминийсодержащие коагулянты. Расход коагулянта в рабочем цикле сократится на 40%; объёмы осадков уменьшатся на 50%. Экономия от внедрения составит 47.9 млн руб./год на станции водоподготовки производительностью 250 тыс. м3/ сут ( цены 2004 г).

Заключение

Разработана комплексная технология утилизации осадков, образующихся на станциях водоподготовки, с учётом критериев экологической безопасности и экономичности.

По разработанной схеме до 50 % образующихся осадков подвергается процессу регенерации коагулянта раствором сульфата алюминия. Количество осадка, направляемого на регенерацию, ограничивается собственной потребностью цикла водоподготовки в коагулянте. При этом расход сульфата алюминия в цикле водоочистки сокращается до 40%. Можно подвергать обработке и 100% осадка, чтобы реализовать регенерированный коагулянт другим промышленным предприятиям, где применяется процесс коагулирования для очистки сточных вод.

Изучение механизма растворения гидроксида алюминия при низких температурах показало наличие двух последовательных стадий: пептизация и химическая реакция. Регенерированный коагулянт представляет собой раствор смеси солей — сульфата алюминия и гидроксосульфата алюминия.

Определение механизма растворения А1(ОН)з в растворе сульфата алюминия при комнатных температурах позволило установить факторы, влияющие на данный процесс: концентрация А1(ОН)3 в осадке, начальная концентрация A12(S04)3 в растворе, соотношение количества алюминия в растворе сульфата алюминия к количеству алюминия в осадке.

Экспериментально установлены интервалы значений этих параметров для достижения максимального растворения гидроксида алюминия. С использованием константы равновесия получена зависимость между степенью растворения и соотношением количества алюминия в растворе сульфата алюминия к количеству алюминия в осадке (п). С учётом ряда условий и ограничений, полученных эмпирическим путём, получена математическая зависимость между основными исходными параметрами процесса. Эта зависимость позволила установить, что концентрация А1(ОН)з в осадке определяет дальнейший выбор оптимальных параметров проведения процесса растворения: концентрацию раствора сульфата алюминия и соотношение количества алюминия в растворе сульфата алюминия к количеству алюминия в осадке.

Для выяснения возможности использования в цикле подготовки питьевой воды регенерированного коагулянта были исследованы его бактериальные, химические и технологические свойства. Экспериментально определено, что получаемый регенерированный коагулянт бактериологически безопасен вследствие высокой концентрации в нем соли. Была изучена динамика перехода тяжелых металлов и органических веществ в регенерированный коагулянт в процессе регенерации, на основании чего сделан вывод о сокращении времени контакта осадка с раствором сульфата алюминия при температуре 20°С до 0,5 часа.

Для исследования процесса накопления примесей в регенерированном коагулянте разработана математическая модель расчёта, основанная на эмпирических данных о степени перехода каждой i— той примеси, во-первых, в процессе коагуляции из воды в осадок, во-вторых, в процессе регенерации - из осадка в раствор регенерированного коагулянта. Использование данной методики позволяет рассчитывать количество осадка, направляемого на регенерацию, чтобы не происходило накопление примесей в цикле водоочистки.

Исследование технологических свойств регенерированного коагулянта, по сравнению с применением сульфата алюминия, показало улучшение процесса очистки воды по следующим показателям: скорости осаждения и осветления, полноте осаждения, снижению оптимальной дозы коагулянта. Особенно существенны преимущества регенерированного коагулянта при температурах ниже 10 градусов.

Анализ технологических свойств показал, что использование регенерированного коагулянта в процессе водоочистки позволит дополнительно сократить расход коагулянта на 20%, а за счёт интенсификации процесса коагуляции (уменьшение времени осветления в отстойниках) увеличить производительность очистных сооружений.

Результаты всех лабораторных исследований отражены в опубликованных работах [76-90] и отчетах НИР по договорам с МП «Ульяновскводоканал».

Проведённый производственный эксперимент в условиях реального процесса водоочистки на станции водоподготовки г.Ульяновска показал применимость результатов полученных в лабораторных условиях для производственных целей. Установлено, что при использовании регенерированного коагулянта применение флокулянта не обязательно.

Полученный в производственных условиях регенерированный коагулянт был использован в качестве коагулянта для очистки воды на третьей очереди станции водоподготовки г.Ульяновска. Было подтверждено, что он обладает улучшенными технологическими свойствами по сравнению с сульфатом алюминия по основным показателям очистки воды, что полностью совпадает с выводами лабораторных экспериментов.

Таким образом, внедрение в существующую технологию водоподготовки процесса регенерации коагулянта повышает экологическую безопасность производственного процесса очистки воды, сокращает расход сульфата алюминия до 40%. Рекомендуемая технология приведёт к экономии более 48 млн. рублей в год на станции водоподготовки производительностью 250 тыс.м /сут (Приложение 4).

Проведен сравнительный анализ существующих способов регенерации коагулянтов по литературным данным [4,28,31,33] и полученным экспериментальным данным (табл.4.6).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Бойко, Елена Валериевна, Ульяновск

1. ГОСТ 17.1.1.02-77. Охрана природы. Классификация водных объектов

2. Ткач А. А. Исследование процесса пептизации осадка водопроводной станции / А.А. Ткач, А.Д. Сорокин. // Наука и техника в городском хозяйстве. Киев: Будивельник.- 1977. — вып. 35.- С.18-21

3. Яковлев С. А. Совместная обработка осадков сточных вод и осадков, образующихся на водопроводных станциях/ С.В.Яковлев, Б.А.Ганин, А.С. Матросов, Б.М.Кольчугин. М.: Стройиздат, 1990.-170с

4. Вейцер Ю.И. Методы и способы регенерации коагулянта из осадков/ Ю.И. Вейцер. // Водоснабжение и канализация.- М.: ЦБНТИ МКХ,-1971.-С.42-54

5. Любарский В.Н. Осадки природных вод и методы их обработки/В.Н. Любарский.-М.: Стройиздат, 1980.-218с

6. Carman Р. С. A study of Mechanism of Filtration/ P. C. Carman. // Soc. Chem. Eng1984.- v. 53.- № 38.p-234

7. ГОСТ 17.1,3.13-86.0храна природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения.

8. Лукиных Н.А. Удельное сопротивление осадка сточных вод и методика его определения : Городская канализация./ Н.А.Лукиных, Б.Л.Липман, И.С. Туровский.-М.: АКХ, 1961.-С.34-37

9. John W. Krasaushas. Review of Sludge Disposal practices /John W. Krasaushas // Journal American Water Association. 1969.- 61. - № 5. -P. 225-231

10. Wilkinson P. D. Bewl bridge treatment works / P. D Wilkinson, P. M Bolas, M. F. Adkins.// Inst. Water Eng. And Sci. 1981.- 35. - № 1.- P. 47 - 58

11. И.Любарский B.M. Перспективы использования метода замораживания осадков: Обработка и утилизация осадков сточных вод. / В.М Любарский, В.Т. Плотников.— М.: Изд. МДНТП им. Ф.Э. Дзержинского, 1970.-С.48-64

12. Валик Ю.С.Классификация осадков водопроводных станций в зависимости от качества водоисточников/ Ю.С.Валик// Тез. Всесоюз. техн. конф. -Харьков:ХСАИ.-1986.-56с

13. Любарский В.М. Механическое обезвоживание осадков поверхностных природных вод/ В.М. Любарский. // Водоснабжение и сан. техника. -1986 № 3.-С.23

14. Обработка и удаление осадков сточных вод /под ред. С.В.Яковлева.— М.: Стройиздат, 1985.-Т. 1.-242с

15. Козловская С.Б. Механическое обезвоживание осадков водопроводных станций/ С.Б.Козловская, В.И. Сапрыкин // Тез. Всесоюзн. техн. конф. -Харьков:ХСАИ,- 1986.-c.12

16. Krasauskas G. W. Review of Sludge Disposal Practices / G. W. Krasauskas. //AWWA.- 1969.- v. 61. № 5.-P.241-267

17. Тырин E.H. Механическое обезвоживание осадков городских сточных вод на фильтр — прессах ФПАКМ: Автореф. дис. на соиск. ученой степ, канд. тех. наук ./Е.Н. Тырин.—ХарьковгХСАИ, 1975.-18с

18. Nielsen L. Alum. Sludge Trickening and Disposal/ L. Nielsen, L. Hubert// AWWA.- 1973.-v. 65. -№ 6.-P.361-365

19. Cote Paul. Clazemunt water treatment plant design and construction /Cote Paul, Clow Vorne // N. Engl. Water Works Assoc. -1983.- 97. № 1. - p. 65-72

20. Salotto BV. The Effecit of Water utility Sludge on the Activated sludge Process / BV.Salotto, J.B. Farrel, R.B. Dean // AWWA.- 1973.- 65. № 6 . -p. 428-431

21. Metz J.Die Einleitung aluminiumhaltiger Wasser der Klarschlamm in Kommunale Klaranlage / J.Metz, H. Felber // Wasserwirtschaft -Wassertechnik.- 1983. № 11. - p. 378 - 379

22. Мишуков Б.Г. Исследование методов очистки сточных вод с целью лимитирования эвтрофикации водоемов/ Б.Г. Мишуков //Тез. Всесоюз. техн. конф. — Харьков.- 1986.-c.33

23. Rerkun Mehmet. Effects of inorganic metal tozici on BOD. I. Methods for the estimation of BOD parameters /Rerkun Mehmet. // Weter Res.- 1982.-16.-№5.-P. 559-564

24. Сброс осадков водопроводных станций в городскую канализацию/ С.В.Яковлев, Б.А Ганин, А.С.Матросов, Л.А. Ветрилэ // Водоснабжение и сан. техника. 1983. - № 11.-С.41-44

25. Евилевич А.З. Утилизация осадков сточных вод. / А.З.Евилевич, М. А. Евилевич. JI.: Стройиздат, 1988.-184с

26. Малов В.И. Обработка осадка водопроводных станций/ В.И. Малов // Тр. МИСИ им.В.В. Куйбышева. 1980. - № 174 . - с. 166 - 169

27. А.С. 558869 (СССР) Способ обработки осадка / В.М. Любарский, И.МРыбников, И.С. Туровский/Юпубл. в БИ.- 1977. № 19.-15с

28. А.с. 436024 (СССР). Способ регинерации алюминийсодержащего коагулянта / В.МЛюбарский, Ю.И Вейцер, И.Н.Рыбников, З.А.Колобова. опубл. в БИ1974. - № 26.-25с

29. Melich Ivo. Moznosti rekuperace koagulantu ve forme alkalichehu hlinitanova penateho zoztoku /Melich Ivo // Vodni Hosp. — 1981.- B31. - № 7.-P. 189-193

30. Любарский В.М. Обработка гидроокисных осадков природных вод интенсивным высокомеханическим промышленным методом./ Любарский В.М. -М.: Стройиздат, 1984.-134с

31. Руденко Г.Г. Активирование осадков водопроводных станций с целью их многократного использования в качестве коагулянта / Г.Г Руденко // Тез.Всесоюз. техн. конф. -Харьков, 1986

32. Сорокин А.Д. О соотношении адсорбционных и электростатических сил в процессе коагуляции / А.Д. Сорокин, А.А. Ткач// Наука и техника в гор. хозяйстве. — Киев: Будивельник,- 1975. — Вып. 30.-С.24-29

33. Ткач А.А. К вопросу о химизме в процессе пептизации осадка водопроводной станции / А.А. Ткач // Наука и техника в гор. хозяйстве. — Киев: Будивильник. — 1975. —Вып. 30.-С.18-21

34. Пилипенко А.Т. Состояние алюминия в водных растворах /

35. A.Т.Пилипенко, Н.Ф.Фалендыш, Е.П. Пархоменко // Химия и технология воды. — М. — 1982.-Т4. № 2. -с. 136—150

36. Nonda R.K. Studies on ion association equilibria/ R.K. Nonda, S. Aditupa // Phys Chem. -1962.- 35. № 1/3, - p. 139 -145

37. Назаренко В.А. Гидролиз ионов металлов в разбавленных растворах/

38. B.А.Назаренко, В.П.Антонович, Е.М. Невская.—М.: Атомиздат, 1979. — 192 с.

39. Назаренко В.А. Спектрофотометрическое определение констант моноядерного гидролиза ионов алюминия. / В. А.Назаренко, Е.М. Невская // Ж. Неорган, химии. -1969.- 14. № 12. - с. 3215 - 3220

40. Волохов Ю.А. Гидролиз солей алюминия/ Ю.А.Волохов, Л.Н. Павлов, Н.И Еремин//Журн.прикл.химии,-1971 ,-44.-№2.-С.246-249.

41. НиколаеваН.М. Гидролиз солей алюминия при повышенных температурах/ Н.М.Николаева, Л.Н. Толпыгина //Изв.сиб.отд-ния АН СССР.-Сер.хим.наук.-1969.-вып.З.-№7.-С.49-55.

42. Гладушко JT.B. Состав нерастворимых твердых фаз, образующихся в системе A12(S04)3 А1(ОН)3 - Н20 при 110 °С / Л.В. Гладушко, А.К. Запольский // Укр. хим. журнал - 1975.- 41. - № 7. - С. 752 - 75448.3апольский А.А.Исследование взаимодействий в системе

43. A12(SC>4)3 — А1(ОН)3 — Н20 / А.А.Запольский, JI.A. Бондарь // Химия и технология воды. — 1981. -т.З. № 1.-С.15-20.

44. Запольский А.К О выделении глинозема в твердую фазу из сернокислых растворов / А.К.Запольский, В.С.Сажин, И.И. Захарова // Укр. хим. журнал . 1972.- 37.- № 4. - С. 370 - 375

45. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии: Учебное пособие для вузов/ С.С.Воюцкий.- М.: Химия, 1975.-421с

46. Крешков А.П. Основы аналитической химии / А.П. Крешков.— М.: Химия.- 1976.-т. 1.-456с

47. Донцова М.И. Улучшение технологических и санитарно-гигиенических свойств регенирированного коагулянта / М.И Донцова, В.В. Лизунов // Водоподготовка и очистка промышленных стоков. — Киев: Наук. Думка.-1972.-С. 44-48

48. Медведев М.И. Сорбционное удаление природных органических веществ при регенирации коагулянтов/ М.И. Медведев, Л.В.Корюкова,

49. B.И. Берестецкий // Химия и технология воды. — 1992. т. 14. - № 10.1. C. 781-785.

50. Кульский JI.A. Исследование процессов регенирации шламов при коагулировании воды / Л.А.Кульский, Л.И. Донцова, М.И. Медведев// Водоснабжение и санитарная техника. — 1972. № 3. - С. 4-7

51. Апельцина Е.И.Определение режима регенирации коагулянта из осадков водопроводных станций в условиях накопления таксичных загрязнений/ Е.И.Апельцина, И.Н. Рыбников// Санитарная техника. — В.2. -М: ЦИНИС.- 1977.-С.4-8

52. Новиков Ю.В. Методы исследования качества воды водоемов/ Ю.В.Новиков, К.О Ласточкина, З.Н. Болдина.-М.: Медицина, 1990.-с.14

53. ГОСТ 3351-74 Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности.-Введ. 1985.-М.:Изд.стандартов,1994.-18с

54. Запольский А.К. Процессы ассоциации в водных растворах дигидроксосульфата алюминия/ А.К Запольский, Л.И Панченко, Н.Ф. Фалендыш // Химия и технология воды. — 1985. — т.7. №2.-0.21-23

55. Матов Б.М., Степанов П.М. // Коллоидный журнал. — 32.- 91. — 1970.-с.48

56. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами / Е.Д.Бабенков. М.: Наука, 1977.-356с

57. Запольский А.К. Физико-химические свойства дигидроксосульфата алюминия / А.К.Запольский, Л.А. Бондарь, И.И. Дешко // Химия и технология воды. — 1985. — т. 7. №1. — С. 6-9.

58. Панченко Л.И. Гидроксосульфат алюминия — новый коагулянт для очистки воды/ Л.И Панченко, И.И.Дешко, А.К Запольский, Л.А. Бондарь // Химия и технология воды. — 1981. — т. 3. №5. — С. 439-441.

59. Герасименко Н.Г. Состояние алюминия в водных растворов основных хлоридов и сульфатов алюминия / Н.Г.Герасименко, И.М.Соломенцева, Л.М. Сурова // Химия и технология воды. — 1991. — т.13. №8. — С. 755760

60. Найденко В.В. Применение математических методов для оптимизации и управление процессами разделения суспензий в гидроциклонах / В.В. Найденко Горький, 1976. - 276 с.

61. ПНД Ф14.1:2.04-81 Методика измерения массовой концентрации кадмия, свинца,меди, цинка и никеля в питьевых, природных водах методом инверсионной вольтамперометрии.-М.:-1995.-14с.

62. Справочное пособие к СНиП : Проектирование сооружения для очистки сточных вод. М. : Стройиздат, 1985. - 335 с.

63. ГОСТ 18165-81. Вода питьевая. Метод определения массовой концентрации алюминия.-Введ. 1982.-М.:Изд.стандартов,1989.-28с

64. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Методы анализа осадков.- М.: Стройиздат, 1986. 225 с

65. ГОСТ 4388-72 .Вода питьевая. Методы анализа.-М.:Изд. стандартов, 1974-196с.

66. Сгустительное оборудование :Каталог. -М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1991.-8с

67. Герасимович А.И. Математическая статистика / А.И.Герасимович.-Минск: Высшая школа.-1983.-279с.

68. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий/ Ю.П.Адлер, Е.В.Маркова, Ю.В. Грановский.-М.:Наука,1976.-280с.

69. ФрогБ.Н. Водоподготовка/ Б.Н.Фрог, А.П.Левченко: под ред.Г.И. Николадзе.-М. :МГУ, 1996.-680с.

70. ПНД Ф 12.1:2:2:2:2.3.2-03: №05-19-6-2-3 Методические рекомендации. Отбор проб.-М.:-2003.-14с.

71. Справочник по очистке природных и сточных вод/ Л.Л.Пааль, Я.Я. Кару, Х.А.Мельдер, Б.Н.Репин ,-М.: Высш.школа,1994.-336с.

72. Дорофеев И.А. Регенерация алюминийсодержащего коагулянта из осадков станций водоподготовки / И.А. Дорофеев, В.М. Николаев, Е.В.Бойко //Тез.докл. XXX науч.-техн. конф.- Ульяновск: УлГТУ, 1996. -с.89.

73. Бойко Е.В. Регенерация коагулянта из алюминийсодержащих осадков станции водоподготовки / Е.В. Бойко// Тез.докл XXXI науч.-техн. конф.-Ульяновск:УлГТУ,1997.-c.20.

74. Бойко Е.В., Переработка алюминийсодержащих осадков с целью регенерации коагулянта/ Е.В.Бойко, И.А. Дорофеев// Тез.докл науч-практ. конф "Агро-Волга-97".- Ульяновск, 1997.- с. 12.

75. Бойко Е.В. Некоторые свойства регенерированного коагулянта/ Е.В.Бойко, И.А. Дорофеев // Тез.докл XXXII науч.-техн. конф.-Ульяновск: УлГТУ,1998.- часть2. -с.65.

76. Бойко Е.В. Модернизация технологии водоподготовки на ВГСВ города Ульяновска/ Е.В. Бойко, В.М. Николаев// Тез.докл XXXIII науч.-техн. конф.-Ульяновск:УлГТУ, 1999.-частьЗ.- с.41.

77. Бойко Е.В. Регенерация коагулянта из осадков станций водоподготовки / Е.В.Бойко, И.А. Дорофеев// Тез.докл науч-практ. конф. "Проблемы экологии Ульяновской области".- Ульяновск, 1997.- с.24.

78. Бойко Е.В. Утилизация осадка станции водоподготовки/Е.В. Бойко, В.М. Николаев // Тез.докл. всерос.науч.-техн. конф." Энергосбережение в городском хозяйстве".- Ульяновск, 2000.- с. 141.

79. Бойко Е.В. Утилизация осадка станции водоподготовки/ Е.В. Бойко, В.М. Николаев // Научно-технический калейдоскоп.-Ульяновск.- 2000.-№1.-С. 112-117.

80. Бойко Е.В. Некоторые вопросы повышения качества питьевой воды и эффективности технологии ее подготовки/ Е.В. Бойко, Е.С. Климов// Человек и вселенная.-2004.-4(37).-С.35-37.

81. Бойко Е.В. Модернизация технологии подготовки питьевой воды: регенерация коагулянта/ Е.В. Бойко, Е.С. Климов // Современные наукоемкие технологии,-2004. -№2. -с. 61.

82. Климов Е.С. Повторное использование коагулянта при очистке питьевой воды/ Е.С. Климов, Е.В. Бойко //Экология и промышленность России.-2004.-№10.-С. 18-21.1. Благодарность

83. Приношу свою искреннюю благодарность своему первому руководителю Владиславу Михайловичу Николаеву за интересную тему, направление и помощь в ее раскрытии. Бесконечно скорблю в связи с его смертью.

84. Искренне благодарна своему второму руководителю Евгению Семеновичу Климову за помощь в написании диссертации и подготовку ее к заилите в диссертационном совете.

85. Приношу благодарность к.т.н. Ивану Андреевичу Дорофееву и гл. инженеру МП «Ульяновскводоканал» Сергею Петровичу Савельеву за помощь в проведении производственного эксперимента по регенерации коагулянта на МП «Ульяновскводоканал».

Информация о работе

Бойко, Елена Валериевна
кандидата технических наук
Ульяновск, 2004
ВАК 03.00.16

Диссертация

Метод утилизации осадка станции подготовки питьевой воды, обеспечивающий минимальное воздействие на природную среду - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы