📄Работа №24667
Тема: Повышение безопасности использования подземных вод за счет гидродинамической обработки
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
техносферная безопасность
Объем:
85 листов
Год:
2018
Просмотров:
465
4900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 8
1 Обзор литературы 11
1.1 Источники водоснабжения 11
1.2 Подземные воды как источник водоснабжения 15
1.3 Марганец в природных водах 19
1.4 Основные методы водоподготовки для удаления марганца из
воды 22
1.5 Кавитационная обработка воды 34
1.6 Физико-химические процессы в воде при ее кавитационной
обработке 37
1.7 Обзор методов очистки воды на базе гидродинамических генераторов 39
2 Методики проведения анализов 41
2.1 Определение массовой концентрации марганца в воде методом
беспламенной атомно-абсорбционной спектрометрии 41
2.2 Определение pH обрабатываемой воды 45
2.3 Методика проведения кавитационной обработки воды 47
3 Результаты эксперимента 52
4 Оценка риска 59
4.1 Оценка риска возникновения неканцерогенных эффектов 62
Заключение 67
Список использованных источников 69
Приложение A - Аттестат аккредитации № RA.RU.21AE31 76
Приложение Б - Протокол лабораторных испытаний 77
1 Обзор литературы 11
1.1 Источники водоснабжения 11
1.2 Подземные воды как источник водоснабжения 15
1.3 Марганец в природных водах 19
1.4 Основные методы водоподготовки для удаления марганца из
воды 22
1.5 Кавитационная обработка воды 34
1.6 Физико-химические процессы в воде при ее кавитационной
обработке 37
1.7 Обзор методов очистки воды на базе гидродинамических генераторов 39
2 Методики проведения анализов 41
2.1 Определение массовой концентрации марганца в воде методом
беспламенной атомно-абсорбционной спектрометрии 41
2.2 Определение pH обрабатываемой воды 45
2.3 Методика проведения кавитационной обработки воды 47
3 Результаты эксперимента 52
4 Оценка риска 59
4.1 Оценка риска возникновения неканцерогенных эффектов 62
Заключение 67
Список использованных источников 69
Приложение A - Аттестат аккредитации № RA.RU.21AE31 76
Приложение Б - Протокол лабораторных испытаний 77
📖 Введение
Проблема обеспечения человечества качественной питьевой водой с каждым годом становится, всё более актуальной. Возрастающие антропогенная и техногенная нагрузки на водные ресурсы и геоморфологические условия расположения мест населения способствовали тому, что человечество обратилось к подземным источникам водоснабжения.
Главным достоинством подземных вод в отличие от поверхностных источников водоснабжения является их большая защищенность от привнесения в них загрязнений антропогенного характера и как следствие меньшая загрязненность. Однако, в большинстве случаев подземные воды вследствие естественных геологических процессов изменения химического состава являются некондиционными для питьевых нужд населения. Вода зачастую имеет повышенное содержание железа, марганца и солей жёсткости.
Марганец относится к тяжелым металлам, который при высоких концентрациях пагубно влияет не только на здоровье, но и на состояние водопроводных коммуникаций. Порог токсичности марганца оценивается в 40 мг/сутки, летальная доза не установлена.
Поэтому использование подземных вод, как для хозяйственно-питьевых, так и производственно-технических нужд населения возможно только после предварительной очистки подземной воды от повышенных концентраций марганца.
На сегодняшний день подготовка воды для питьевого водоснабжения реализуется в основном на водозаборах крупных населенных пунктов, основная масса водозаборных сооружений хозяйственно-питьевого водоснабжения в небольших поселениях не имеет предварительной подготовки воды либо предусматривает очистку воды от железа, но не от марганца.
В качестве перспективного метода очистки подземных вод от повышенного содержания марганца предлагается метод гидродинамической обработки воды, основанный на явлении кавитации.
Объектом исследования диссертационной работы является процесс снижения концентрации марганца в воде, предметом исследования методы интенсификации окисления соединений марганца в водах, отобранных из подземных источников.
Целью диссертационной работы является изучение процессов интенсфикации окисления соединений марганца посредством использования кавитационной установки для достижения кондиционного качества подземных вод.
В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:
- проанализировать и описать существующие источники водоснабжения на сегодняшний день;
- проанализировать условия формирование химического состава подземных вод и их состояние;
- оценить современную ситуацию и практику реализации существующих методов очистки подземных вод от повышенных концентраций марганца;
- определить направление повышения безопасности использования подземных вод;
- провести лабораторные испытания для определения концентрации марганца и величины водородного показателя в исходной пробе (в аналитической лаборатории ООО «Экотехнологии»);
- в лабораторных условиях провести эксперимент для исследования зависимости режимов гидродинамической обработки на степень окисления марганца, провести подбор оптимальных параметров кавитационного реактора и режимов обработки;
- провести повторные лабораторные испытания для определения концентрации марганца и величины водородного показателя в экспериментальной пробе;
- проанализировать полученные результаты;
- провести оценку риска возникновения неканцерогенных эффектов при употреблении воды с повышенной концентрацией марганца.
Преимущества и новизна кавитационной обработки воды заключаются в том, что данный метод менее энергозатратен, экологичен, не требует применения реактивов. При сравнении экономических затрат на различные методы, кавитационная обработка воды оказывается самым дешевым способом.
Главным достоинством подземных вод в отличие от поверхностных источников водоснабжения является их большая защищенность от привнесения в них загрязнений антропогенного характера и как следствие меньшая загрязненность. Однако, в большинстве случаев подземные воды вследствие естественных геологических процессов изменения химического состава являются некондиционными для питьевых нужд населения. Вода зачастую имеет повышенное содержание железа, марганца и солей жёсткости.
Марганец относится к тяжелым металлам, который при высоких концентрациях пагубно влияет не только на здоровье, но и на состояние водопроводных коммуникаций. Порог токсичности марганца оценивается в 40 мг/сутки, летальная доза не установлена.
Поэтому использование подземных вод, как для хозяйственно-питьевых, так и производственно-технических нужд населения возможно только после предварительной очистки подземной воды от повышенных концентраций марганца.
На сегодняшний день подготовка воды для питьевого водоснабжения реализуется в основном на водозаборах крупных населенных пунктов, основная масса водозаборных сооружений хозяйственно-питьевого водоснабжения в небольших поселениях не имеет предварительной подготовки воды либо предусматривает очистку воды от железа, но не от марганца.
В качестве перспективного метода очистки подземных вод от повышенного содержания марганца предлагается метод гидродинамической обработки воды, основанный на явлении кавитации.
Объектом исследования диссертационной работы является процесс снижения концентрации марганца в воде, предметом исследования методы интенсификации окисления соединений марганца в водах, отобранных из подземных источников.
Целью диссертационной работы является изучение процессов интенсфикации окисления соединений марганца посредством использования кавитационной установки для достижения кондиционного качества подземных вод.
В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:
- проанализировать и описать существующие источники водоснабжения на сегодняшний день;
- проанализировать условия формирование химического состава подземных вод и их состояние;
- оценить современную ситуацию и практику реализации существующих методов очистки подземных вод от повышенных концентраций марганца;
- определить направление повышения безопасности использования подземных вод;
- провести лабораторные испытания для определения концентрации марганца и величины водородного показателя в исходной пробе (в аналитической лаборатории ООО «Экотехнологии»);
- в лабораторных условиях провести эксперимент для исследования зависимости режимов гидродинамической обработки на степень окисления марганца, провести подбор оптимальных параметров кавитационного реактора и режимов обработки;
- провести повторные лабораторные испытания для определения концентрации марганца и величины водородного показателя в экспериментальной пробе;
- проанализировать полученные результаты;
- провести оценку риска возникновения неканцерогенных эффектов при употреблении воды с повышенной концентрацией марганца.
Преимущества и новизна кавитационной обработки воды заключаются в том, что данный метод менее энергозатратен, экологичен, не требует применения реактивов. При сравнении экономических затрат на различные методы, кавитационная обработка воды оказывается самым дешевым способом.
✅ Заключение
Актуальность проведенных исследований обусловлена потребностью человека в качественной и безопасной по всем показателям питьевой воде, которая соответствует нормативным концентрациям, установленным СанПиН 2.1.4.1074-01.
В ходе работы проведен анализ современных источников водоснабжения и условия формирования химического состава подземных вод и их текущее со-стояние. Рассмотрены современные методы очистки подземных вод от повышенных концентраций марганца и определено приоритетное направление повышения безопасности использования подземных вод.
Для этого было проведено экспериментальное исследование влияния кавитационного воздействия на концентрацию марганца и величину pH при различных режимах обработки. В результате было установлено, что кавитационная обработка воды приводит к росту концентрации молекулярного кислорода и как следствие ускорению процессов окисления нерастворимых форм марганца до растворимых.
Была проведена оценка рисков неканцерогенных эффектов до и после проведения экспериментальных исследований. Анализ неканцерогенного риска питьевой воды за 10 лет выявил превышение предельно-допустимого значения в среднем в 8,23 раза, что свидетельствует о высоком риске для здоровья населения. Применение кавитационной установки способствовало снижению величины риска относительно среднемноголетнего значения в 1,322 раза, что позволяет сделать вывод об эффективном использовании кавитации в очищении воды от вредных примесей.
В целом по полученным результатам можно сделать вывод о том, что гидродинамическая кавитационная обработка воды способствовала снижению концентрации марганца, но значение ПДК достигнуто не было. Можно предположить, что такие результаты получены вследствие не правильно подобранного режима обработки воды, либо для улучшения показателей необходимо применение дополнительных методов очистки воды, в частности использование фильтров различной модификации после кавитационной обработки.
В ходе работы проведен анализ современных источников водоснабжения и условия формирования химического состава подземных вод и их текущее со-стояние. Рассмотрены современные методы очистки подземных вод от повышенных концентраций марганца и определено приоритетное направление повышения безопасности использования подземных вод.
Для этого было проведено экспериментальное исследование влияния кавитационного воздействия на концентрацию марганца и величину pH при различных режимах обработки. В результате было установлено, что кавитационная обработка воды приводит к росту концентрации молекулярного кислорода и как следствие ускорению процессов окисления нерастворимых форм марганца до растворимых.
Была проведена оценка рисков неканцерогенных эффектов до и после проведения экспериментальных исследований. Анализ неканцерогенного риска питьевой воды за 10 лет выявил превышение предельно-допустимого значения в среднем в 8,23 раза, что свидетельствует о высоком риске для здоровья населения. Применение кавитационной установки способствовало снижению величины риска относительно среднемноголетнего значения в 1,322 раза, что позволяет сделать вывод об эффективном использовании кавитации в очищении воды от вредных примесей.
В целом по полученным результатам можно сделать вывод о том, что гидродинамическая кавитационная обработка воды способствовала снижению концентрации марганца, но значение ПДК достигнуто не было. Можно предположить, что такие результаты получены вследствие не правильно подобранного режима обработки воды, либо для улучшения показателей необходимо применение дополнительных методов очистки воды, в частности использование фильтров различной модификации после кавитационной обработки.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.