Помощь студентам в учебе
Исследование фильтрующих загрузок для снижения цветности и окисляемости природных вод
|
РЕФЕРАТ 2
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ПРИРОДА ОКИСЛЯЕМОСТИ И ЦВЕТНОСТИ ПРИРОДНЫХ ВОД
ОТКРЫТЫХ ВОДОЕМОВ 10
1.1 Классификация поверхностных водоемов 10
1.2 Природа цветности открытых водоемов 11
1.3 Элементный состав и строение молекул гумусовых кислот 15
1.4 Образование гуминовых и фульвокислот 17
1.5 Задачи исследования 18
2 МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ОКИСЛЯЕМОСТИ И ЦВЕТНОСТИ
ПРИРОДНЫХ ВОД 19
2.1 Окислительный метод 19
2.2 Сорбционный метод 26
2.3 Характеристика загрузок для снижения цветности и окисляемости
природных вод 30
2.3.1 Кварцевый песок 30
2.3.2 Антрацит 31
2.3.3 Гарнет 32
2.3.4 Активированный уголь 33
2.4 Вывод 34
3 ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФИЛЬТРУЮЩИХ ЗАГРУЗОК ДЛЯ
ОБЕСЦВЕЧИВАНИЯ И СНИЖЕНИЯ ОКИСЛЯЕМОСТИ ПРИРОДНЫХ
ВОД 36
3.1 Описание хода эксперимента 36
3.2 Методики определения показателей качества воды и математической
обработки результатов 38
3.3 Результаты исследований изменения показателей качества исходной
воды в различные периоды года 38
3.3.1 Результаты исследований изменения показателей качества
исходной воды в весенний период 39
3.3.2 Результаты исследований изменения показателей качества
исходной воды в летний период 42
3.3.3 Результаты исследований изменения показателей качества
исходной воды в осенний период 46
3.3.4 Результаты исследований изменения показателей качества
исходной воды в зимний период 50
3.4 Построение кривых хлорпоглощаемости 55
3.4.1 Построение кривой хлорпоглощаемости для проб воды весеннего
периода 56
3.4.2 Построение кривой хлорпоглощаемости для проб воды летнего
периода 57
3.4.3 Построение кривой хлорпоглощаемости для проб воды осеннего
периода 58
3.4.4 Построение кривой хлорпоглощаемости для проб воды зимнего периода 59
3.5 Результаты исследований изменения показателей качества воды после
предварительного хлорирования и фильтрования на исследуемых загрузках 60
3.5.1 Результаты исследований изменения показателей качества воды
весеннего периода после предварительного хлорирования и фильтрования на исследуемых загрузках 61
3.5.2 Результаты исследований изменения показателей качества воды
летнего периода после предварительного хлорирования и фильтрования на исследуемых загрузках 67
3.5.3 Результаты исследований изменения показателей качества воды
осеннего периода после предварительного хлорирования и фильтрования на исследуемых загрузках 74
3.5.4 Результаты исследований изменения показателей качества воды
весеннего периода после предварительного хлорирования и фильтрования на исследуемых загрузках 81
3.6 Методика определения гуминовых кислот и фульвокислот 89
3.7 Анализ результатов исследования исходной воды на содержание в
ней гуминовых и фульвокислот 90
3.7.1 Анализ результатов исследования проб воды весеннего периода на
содержание в ней гуминовых и фульвокислот 92
3.7.2 Анализ результатов исследования проб воды летнего периода на
содержание в ней гуминовых и фульвокислот 94
3.7.3 Анализ результатов исследования проб воды осеннего периода на
содержание в ней гуминовых и фульвокислот 94
3.7.4 Анализ результатов исследования проб воды зимнего периода на
содержание в ней гуминовых и фульвокислот 95
4 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБРАБОТКЕ ВОДЫ С ПОВЫШЕННОЙ ЦВЕТНОСТЬЮ И ПЕРМАНАГАНТНОЙ
ОКИСЛЯЕМОСТЬЮ 99
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 100
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ 9
1 ПРИРОДА ОКИСЛЯЕМОСТИ И ЦВЕТНОСТИ ПРИРОДНЫХ ВОД
ОТКРЫТЫХ ВОДОЕМОВ 10
1.1 Классификация поверхностных водоемов 10
1.2 Природа цветности открытых водоемов 11
1.3 Элементный состав и строение молекул гумусовых кислот 15
1.4 Образование гуминовых и фульвокислот 17
1.5 Задачи исследования 18
2 МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ОКИСЛЯЕМОСТИ И ЦВЕТНОСТИ
ПРИРОДНЫХ ВОД 19
2.1 Окислительный метод 19
2.2 Сорбционный метод 26
2.3 Характеристика загрузок для снижения цветности и окисляемости
природных вод 30
2.3.1 Кварцевый песок 30
2.3.2 Антрацит 31
2.3.3 Гарнет 32
2.3.4 Активированный уголь 33
2.4 Вывод 34
3 ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФИЛЬТРУЮЩИХ ЗАГРУЗОК ДЛЯ
ОБЕСЦВЕЧИВАНИЯ И СНИЖЕНИЯ ОКИСЛЯЕМОСТИ ПРИРОДНЫХ
ВОД 36
3.1 Описание хода эксперимента 36
3.2 Методики определения показателей качества воды и математической
обработки результатов 38
3.3 Результаты исследований изменения показателей качества исходной
воды в различные периоды года 38
3.3.1 Результаты исследований изменения показателей качества
исходной воды в весенний период 39
3.3.2 Результаты исследований изменения показателей качества
исходной воды в летний период 42
3.3.3 Результаты исследований изменения показателей качества
исходной воды в осенний период 46
3.3.4 Результаты исследований изменения показателей качества
исходной воды в зимний период 50
3.4 Построение кривых хлорпоглощаемости 55
3.4.1 Построение кривой хлорпоглощаемости для проб воды весеннего
периода 56
3.4.2 Построение кривой хлорпоглощаемости для проб воды летнего
периода 57
3.4.3 Построение кривой хлорпоглощаемости для проб воды осеннего
периода 58
3.4.4 Построение кривой хлорпоглощаемости для проб воды зимнего периода 59
3.5 Результаты исследований изменения показателей качества воды после
предварительного хлорирования и фильтрования на исследуемых загрузках 60
3.5.1 Результаты исследований изменения показателей качества воды
весеннего периода после предварительного хлорирования и фильтрования на исследуемых загрузках 61
3.5.2 Результаты исследований изменения показателей качества воды
летнего периода после предварительного хлорирования и фильтрования на исследуемых загрузках 67
3.5.3 Результаты исследований изменения показателей качества воды
осеннего периода после предварительного хлорирования и фильтрования на исследуемых загрузках 74
3.5.4 Результаты исследований изменения показателей качества воды
весеннего периода после предварительного хлорирования и фильтрования на исследуемых загрузках 81
3.6 Методика определения гуминовых кислот и фульвокислот 89
3.7 Анализ результатов исследования исходной воды на содержание в
ней гуминовых и фульвокислот 90
3.7.1 Анализ результатов исследования проб воды весеннего периода на
содержание в ней гуминовых и фульвокислот 92
3.7.2 Анализ результатов исследования проб воды летнего периода на
содержание в ней гуминовых и фульвокислот 94
3.7.3 Анализ результатов исследования проб воды осеннего периода на
содержание в ней гуминовых и фульвокислот 94
3.7.4 Анализ результатов исследования проб воды зимнего периода на
содержание в ней гуминовых и фульвокислот 95
4 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБРАБОТКЕ ВОДЫ С ПОВЫШЕННОЙ ЦВЕТНОСТЬЮ И ПЕРМАНАГАНТНОЙ
ОКИСЛЯЕМОСТЬЮ 99
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 100
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Состав природных вод, концентрации и физико-химические свойства содержащихся в них примесей, являются основополагающими при оценке пригодности воды для использования ее различными категориями потребителей. Гидрохимический режим современных поверхностных водоисточников в значительной степени формируется в условиях интенсивной хозяйственной деятельности на водосборных территориях.
Кроме традиционных природных факторов: геоморфологического строения, климатических условий, поверхностного и почвенного покрова, поверхностных и подземных вод, качество воды формируют рассеянные и точечные источники антропогенно-техногенной нагрузки. Сочетание природных и антропогенных факторов образует причудливые комбинации, проровоцирующие суммарные эффекты воздействия, влияющие на показатели качества воды в источнике.
Для того чтобы водопроводные очистные сооружения служили надежным барьером, предотвращающим поступление загрязнений потребителям, при подборе технологии водоподготовки необходимо провести объективный анализ информации по изменчивости показателей качества исходной воды в районе водозабора, изучить причины данных изменений, а также методы эффективного воздействия на них с целью улучшения показателей качества воды.
Актуальность работы заключается в необходимости научного и комплексного подхода в создании технологий обработки природных вод с повышенной окис- ляемостью и цветностью.
Целью работы является изучение причин повышенной цветности и окисляе- мости природных вод, а также исследование эффективности фильтрующих загрузок для снижения этих показателей.
Задачи исследования:
1. Изучить природу окисляемости и цветности природных вод открытых водоемов на примере воды временносточного озера.
2. Изучить методы снижения перманганатной окисляемости и цветности природных вод.
3. Изучить эффективность фильтрующих загрузок для обесцвечивания и снижения перманганатной окисляемости природных вод.
4. Дать рекомендации по обработке воды с повышенной цветностью и перманганатной окисляемостью.
Кроме традиционных природных факторов: геоморфологического строения, климатических условий, поверхностного и почвенного покрова, поверхностных и подземных вод, качество воды формируют рассеянные и точечные источники антропогенно-техногенной нагрузки. Сочетание природных и антропогенных факторов образует причудливые комбинации, проровоцирующие суммарные эффекты воздействия, влияющие на показатели качества воды в источнике.
Для того чтобы водопроводные очистные сооружения служили надежным барьером, предотвращающим поступление загрязнений потребителям, при подборе технологии водоподготовки необходимо провести объективный анализ информации по изменчивости показателей качества исходной воды в районе водозабора, изучить причины данных изменений, а также методы эффективного воздействия на них с целью улучшения показателей качества воды.
Актуальность работы заключается в необходимости научного и комплексного подхода в создании технологий обработки природных вод с повышенной окис- ляемостью и цветностью.
Целью работы является изучение причин повышенной цветности и окисляе- мости природных вод, а также исследование эффективности фильтрующих загрузок для снижения этих показателей.
Задачи исследования:
1. Изучить природу окисляемости и цветности природных вод открытых водоемов на примере воды временносточного озера.
2. Изучить методы снижения перманганатной окисляемости и цветности природных вод.
3. Изучить эффективность фильтрующих загрузок для обесцвечивания и снижения перманганатной окисляемости природных вод.
4. Дать рекомендации по обработке воды с повышенной цветностью и перманганатной окисляемостью.
В работе изучена возможность использования природной воды с повышенной цветностью и окисляемостью для питьевого водоснабжения.
Определены основные показатели качества исходной природной воды. Показано, что исходная имеет повышенную цветность и перманганатную окисляемость. Изучена природа окисляемости и цветности природных водоемов и методы снижения окисляемости и цветности.
С целью снижения данных показателей предложен метод фильтрования с предварительным окислением хлорсодержащим реагентом.
Исследованы процессы фильтрования на загрузках из кварцевого песка, антрацита, активированного угля и гарнета.
Показано, что наиболее эффективным методом снижения показателей цветности и перманганатной окисляемости является фильтрование на скором фильтре с комбинированной загрузкой из кварцевого песка и антрацита с предварительным хлорированием. Подобраны оптимальные дозы хлора для проб воды различных сезонов года.
Научная новизна работы: детально изучены факторы, обуславливающие повышенную цветность и окисляемость открытых природных водоемов; выявлены процессы, позволяющие снизить данные показатели до нормы воды питьевого качества, исследована эффективность работы загрузок для снижения показателей цветности и окисляемости, высказаны предположения о причинах отличий работы загрузок в различные периоды года.
Практическая значимость работы заключается в разработке технологической схемы для обработки воды с повышенной цветностью и перманганатной окисляемостью.
Основные результаты работы были опубликованы:
1. Л.М. Архипова Е.В. Николаенко Снижение цветности и окисляемости природных вод // Северный морской путь, водные и сухопутные транспортные коридоры как основа развития Сибири и Арктики в XXI веке: Сборник докладов XX Международной научно-практической конференции. Том I. - Тюмень: ТИУ, 2018. - 325 с. (РИНЦ)
2. Л.М. Архипова Е.В. Николаенко Исследование эффективности фильтрущих загрузок для обесцвечивания и снижения окисляемости воды // Водоснабжение, водоотведение и системы защиты окружающей среды: VII Международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых: Статьи и тезисы / Уфимский государственный нефтяной технический университет. - Уфа: ЦИТО+, 2018. - 280 с.
3. Л.М. Архипова Е.В. Николаенко Методы снижения цветности и окисляемо- сти природных вод // Молодая мысль: наука, технологии, инновации: материалы
X (XVI) Всероссийской научно-технической конференции. - Братск: Изд-во БрГУ, 2018. - 319 с. (РИНЦ)
4. E. V. Nikolaenko L. M. Arkhipova Methods for reducing color and oxidability of natural water // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Scopus)
5. Л.М. Архипова Е.В. Николаенко Исследование эффективности фильтрущих материалов для обесцвечивания и снижения окисляемости природных вод // Северный морской путь, водные и сухопутные транспортные коридоры как основа развития Сибири и Арктики в XXI веке: Сборник докладов XXI Международной научно-практической конференции. Том I. - Тюмень: ТИУ, 2019. - 325 с. (РИНЦ)
Также основные результаты работы были представлены на конференциях:
1. XX Международная научно-практическая конференция "Водные ресурсы - основа устойчивого развития поселений Сибири и Арктики в XXI веке, 21 марта
2018 г., Тюменский Индустриальный Универститет, г. Тюмень.
2. VII Международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Водоснабжение, водоотведение и системы защиты окружающей среды", 16-18 апреля 2018 г., Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет, г. Уфа.
3. II Международная научно-техническая конференция "Строительство, архитектура и техносферная безопасность", 26-28 сентября 2018 г., Южно-Уральский Г осударственный Университет, г. Челябинск.
4. XXI Международная научно-практическая конференция "Водные ресурсы - основа устойчивого развития поселений Сибири и Арктики в XXI веке, 22 марта
2019 г., Тюменский Индустриальный Универститет, г. Тюмень.
Определены основные показатели качества исходной природной воды. Показано, что исходная имеет повышенную цветность и перманганатную окисляемость. Изучена природа окисляемости и цветности природных водоемов и методы снижения окисляемости и цветности.
С целью снижения данных показателей предложен метод фильтрования с предварительным окислением хлорсодержащим реагентом.
Исследованы процессы фильтрования на загрузках из кварцевого песка, антрацита, активированного угля и гарнета.
Показано, что наиболее эффективным методом снижения показателей цветности и перманганатной окисляемости является фильтрование на скором фильтре с комбинированной загрузкой из кварцевого песка и антрацита с предварительным хлорированием. Подобраны оптимальные дозы хлора для проб воды различных сезонов года.
Научная новизна работы: детально изучены факторы, обуславливающие повышенную цветность и окисляемость открытых природных водоемов; выявлены процессы, позволяющие снизить данные показатели до нормы воды питьевого качества, исследована эффективность работы загрузок для снижения показателей цветности и окисляемости, высказаны предположения о причинах отличий работы загрузок в различные периоды года.
Практическая значимость работы заключается в разработке технологической схемы для обработки воды с повышенной цветностью и перманганатной окисляемостью.
Основные результаты работы были опубликованы:
1. Л.М. Архипова Е.В. Николаенко Снижение цветности и окисляемости природных вод // Северный морской путь, водные и сухопутные транспортные коридоры как основа развития Сибири и Арктики в XXI веке: Сборник докладов XX Международной научно-практической конференции. Том I. - Тюмень: ТИУ, 2018. - 325 с. (РИНЦ)
2. Л.М. Архипова Е.В. Николаенко Исследование эффективности фильтрущих загрузок для обесцвечивания и снижения окисляемости воды // Водоснабжение, водоотведение и системы защиты окружающей среды: VII Международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых: Статьи и тезисы / Уфимский государственный нефтяной технический университет. - Уфа: ЦИТО+, 2018. - 280 с.
3. Л.М. Архипова Е.В. Николаенко Методы снижения цветности и окисляемо- сти природных вод // Молодая мысль: наука, технологии, инновации: материалы
X (XVI) Всероссийской научно-технической конференции. - Братск: Изд-во БрГУ, 2018. - 319 с. (РИНЦ)
4. E. V. Nikolaenko L. M. Arkhipova Methods for reducing color and oxidability of natural water // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Scopus)
5. Л.М. Архипова Е.В. Николаенко Исследование эффективности фильтрущих материалов для обесцвечивания и снижения окисляемости природных вод // Северный морской путь, водные и сухопутные транспортные коридоры как основа развития Сибири и Арктики в XXI веке: Сборник докладов XXI Международной научно-практической конференции. Том I. - Тюмень: ТИУ, 2019. - 325 с. (РИНЦ)
Также основные результаты работы были представлены на конференциях:
1. XX Международная научно-практическая конференция "Водные ресурсы - основа устойчивого развития поселений Сибири и Арктики в XXI веке, 21 марта
2018 г., Тюменский Индустриальный Универститет, г. Тюмень.
2. VII Международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Водоснабжение, водоотведение и системы защиты окружающей среды", 16-18 апреля 2018 г., Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет, г. Уфа.
3. II Международная научно-техническая конференция "Строительство, архитектура и техносферная безопасность", 26-28 сентября 2018 г., Южно-Уральский Г осударственный Университет, г. Челябинск.
4. XXI Международная научно-практическая конференция "Водные ресурсы - основа устойчивого развития поселений Сибири и Арктики в XXI веке, 22 марта
2019 г., Тюменский Индустриальный Универститет, г. Тюмень.
