Введение 15
1. Литературный обзор 17
1.1 Виды загрязнения пресных вод 17
1.2 Основные методы очистки воды 22
1.2.1 Физические методы очистки воды 22
1.2.2 Химические методы очистки воды 24
1.2.3 Биологические методы очистки воды 26
1.2.4 Физико-химические методы очистки воды 28
1.2.5 Сорбционные методы 32
1.3 Природные сланцы 34
1.3.1 Общая характеристика природных сланцев 34
1.3.2 Разновидности сланцев 35
1.3.3 Области применения сланцев 37
2. Материалы и методы исследования 39
2.1 Определение уровня жесткости воды с применением минерала сланца 39
2.2 Определение степени извлечения ионов железа из модельного раствора 40
2.3 Определение степени извлечения марганца из модельного раствора 42
3. Результаты и обсуждение 43
3.1 Результаты определения уровня жесткости воды с применением минерала сланца 43
3.2 Результаты степени извлечения ионов железа из модельного раствора 49
3.3 Результаты степени извлечения марганца из модельного раствора 55
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 57
4.1 Предпроектный анализ 57
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 57
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения 58
4.1.3SWOT - анализ 59
4.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 62
4.2 Инициация проекта 64
4.2.1 Цели и результат проекта 64
4.2.2 Организационная структура проекта 65
4.2.3 Ограничения и допущения проекта 66
4.3 Планирование управления научно-техническим проектом 66
4.3.1 Иерархическая структура работ проекта 67
4.3.2. Контрольные события проекта 68
4.3.3 План проекта 68
4.3.4 Бюджет научного исследования 70
4.3.5 Матрица ответственности 75
4.3.6 Реестр рисков проекта 76
4.4 Определение экономической ресурсосберегающей эффективности исследования 77
4.4.1 Расчет размера платы при сбросе абонентами сточных вод, оказывающих негативное
воздействие на работу централизованной системы водоотведения 77
5. Социальная ответственность 81
5.1. Профессиональная социальная безопасность 81
5.1.1. Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть в лаборатории при
проведении исследований 81
5.2. Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия опасных и вредных факторов 82
5.2.1 Микроклиматические условия 82
5.2.2 Электромагнитное излучение 83
5.2.3 Освещенность 84
5.2.4 Шум и вибрация 88
5.2.5 Электробезопасность 89
5.2.6 Пожарная безопасность 91
5.3. Экологическая безопасность 92
5.3.1 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 92
5.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 92
5.4.1. Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть в лаборатории при проведении
исследований 93
5.4.2. Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка действия в
случае возникновения ЧС 93
5.5 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 95
5.5.1 Организационные мероприятия 95
5.5.2 Технические мероприятия 95
Заключение 97
Список публикаций 98
Список использованных источников 101
Приложение А
Объектом исследования является (ются) сорбенты - природный минерал сланец различных месторождений, модельные растворы ионов тяжелых металлов, подземные воды.
Цель работы - исследование сорбционных свойств природного минерала сланец в процессах обезжелезивании и деманганации подземных вод.
В процессе исследования проводились - исследования сорбционных характеристик природного сорбента сланец в статических условиях.
В результате исследования получены данные об эффективности
удаления ионов железа двухвалентного и марганца из модельных растворов на сланце в статических условиях.
Область применения: результаты данной работы могут быть
использованы для совершенствования технологии очистки подземных вод для питьевых и хозяйственных нужд.
Экономическая эффективность/значимость работы: повышение эффективности процесса очистки сточных вод будет способствовать снижению энергозатрат предприятий и уменьшению платы за негативное воздействие на работу централизованной системы водоотведения.
В будущем планируется модификация минерального сорбента сланец для исследования процесса сорбционной очистки подземных и сточных вод от ионов тяжелых металлов.
Введение
Наличие пресной чистой воды - необходимое условие существования всех живых организмов на планете. На долю пресной воды, пригодной к употреблению, приходится всего 3 % от общего ее количества. Несмотря на это, человек в процессе своей деятельности нещадно загрязняет ее. Таким образом, очень большой объем пресных вод сейчас стал совершенно непригодным. Резкое ухудшение качества пресной воды произошло в результате загрязнения ее химическими и радиоактивными веществами, ядохимикатами, синтетическими удобрениями и канализационными стоками, а это уже глобальная экологическая проблема современности.
Загрязнение пресных вод происходит из-за попадания загрязнителей различного состава в подземные воды, в воды озер и рек. Загрязнение происходит в результате отсутствия очистных сооружений и прочих мер по очистке воды.
Большой процент загрязнения пресных вод остаётся невидимым, в связи с тем, что загрязнители растворены в воде. Однако есть и исключения: пена из моющих средств, неочищенные стоки и нефтепродукты, которые можно легко идентифицировать по характерным признакам.
На станциях нейтрализации происходит обработка стоков промышленных предприятий, в очищенной водной среде содержание соединений тяжёлых металлов иногда превышает предельно допустимую концентрацию (ПДК) в центральную систему водоотведения по ряду тяжелых металлов [3].
Однако если анализировать соответствие уровня концентраций по основным показателям ПДК для рыбохозяйственных и водоемов культурнобытового назначения, заметим, что они значительно их превышают. В результате этого актуальной задачей является поиск новых методов очистки подземных вод рыбохозяйственных водоемов и водоемов культурнобытового назначения [4].
Целью данной работы является исследование сорбционных свойств природного минерала сланец в процессах обезжелезивания и деманганации подземных вод.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
- анализ методов очистки воды от ионов тяжелых металлов и оценка применимости минерала сланца для очистки воды;
- исследование возможности снижения уровня жесткости воды с применением минерала сланца различных месторождений;
- изучение сорбционных характеристик образцов минерала сланца различных месторождений по отношению к ионам железа и марганца.
В данной работе проведено исследование сорбционных характеристик природного минерального сорбента сланца различного месторождения.
На основе анализа методов очистки подземных вод для исследований выбран сорбционный метод, а в качестве сорбентов - природный минерал сланец.
Результаты снижения уровня жесткости воды с применением минерала сланца различных месторождений показали возможность использования нескольких образцов. Образцы из Черного моря, Сочи, Абхазии позволяют снизить уровень жесткости воды до 40,85, а образцы из Г еленджика и Китая, наоборот, способствуют повышению уровня жесткости на 4,5-22,4%.
Результаты исследований сорбционной очистки модельных растворов , выполненные в статических условиях, показали, что степень очистки от ионов железа двухвалентного на сланце из Черного моря составила 46,899,6% , из Геленджика 55.6-98,7%, из Абхазии 59,2-99.7%, из Сочи 41,696,9%, из Китая 41,3-93.9%.
Изучение сорбционных характеристик минерала сланца различных месторождений по отношению к ионам марганца показали эффективность удаления из модельного раствора ионов марганца до 85 %.
В качестве рекомендации по совершенствованию метода очистки природным сорбентом - модификация минерала сланца для более эффективного применения в обезжелезивании и деманганации вод.
1. Масс-спектрометрическое исследование газообразных продуктов термоокислительной деструкции эпоксидных полимеров [Электронный ресурс] / П. Б. Бухарева, О. Б. Назаренко, П. М. Висак // Информационные технологии неразрушающего контроля : сборник научных трудов Российской школы конференции с международным участием, Томск, 27-30 октября 2015 г. / Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ). — Томск: Изд-во ТПУ, 2015. — [С. 192-195].
2. Использование природного глауконита для очистки воды из реки Ушайка [Электронный ресурс] / П. Б. Бухарева [и др.] // Энергетика: эффективность, надежность, безопасность : материалы XXI Всероссийской научно-технической конференции, 2-4 декабря 2015 г., Томскв 2 т./ Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ) [и др.] ; ред. кол. В. В. Литвак [и др.]. — 2015. — Т. 2. — [С. 113-116].
3. Влияние борной кислоты на газообразные продукты термоокислительной деструкции эпоксидных композитов / П. Б. Бухарева, Т. В. Мельникова ; науч. рук. О. Б. Назаренко // Химия и химическая технология в XXI веке : материалы XVI Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых, посвященной 115-летию со дня рождения профессора Л.П. Кулёва, Томск, 25-29 мая 2015 г. : в 2 т. — Томск : Изд-во ТПУ, 2015. — Т. 2. — [С. 256-258].
4. Исследование свойств модифицированного сорбента на основе цеолита / П. Б. Бухарева [и др.] // Энергетика: эффективность, надежность, безопасность : материалы XXI Всероссийской научно-технической
конференции, 2-4 декабря 2015 г., Томск : в 2 т. — Томск : СКАН, 2015. — Т. 2. — [С. 295-297].
5. Исследование сорбционной очистки сточных вод гальванического производства ОАО "Манотомь" / П. Б. Бухарева, А. Ю. Баталова, Д. В. Мартемьянов ; науч. рук. О. Б. Назаренко // Химия и химическая технология в XXI веке : материалы XVII Международной научнопрактической конференции студентов и молодых ученых имени профессора Л.П. Кулёва, посвященной 120-летию Томского политехнического университета, 17-20 мая 2016 г., г. Томск. — Томск : Изд-во ТПУ, 2016. — [С. 455-456].
6. Очистка сточных вод гальванического цеха на природных минералах / П. Б. Бухарева, А. Ю. Баталова, Д. В. Мартемьянов ; науч. рук. О. Б. Назаренко // Неразрушающий контроль : сборник трудов VI Всероссийской научно-практической конференции "Неразрушающий контроль: электронное приборостроение, технологии, безопасность", Томск, 23-27 мая 2016 г. : в 3 т. — Томск : Изд-во ТПУ, 2016. — Т. 3. — [С. 56-58].
7. Очистка водопроводной воды с использованием малой водоочистной системы/ И.В. Мартемьянова, Е.В. Плотников, П.Б Бухарева //Сборник статей Международной научно- практической конференции 20 октября 2016г Инновационные технологии научного развития [С. 31-33]
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
