Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Деманганация подземных вод с помощью нового сорбционно-каталитического материала на основе базальтовых волокон : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.27

Год: 2013

Номер работы: 32938

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы. В настоящее время проблема обеспечения населения качественной питьевой водой является одной из наиболее значимых и отражена во многих федеральных программах РФ. Несмотря на обилие открытых пресных водоемов на территории Западной Сибири, для питьевого водоснабжения зачастую используют подземные воды. Связано это с тем, что бассейны рек являются незащищенными от антропогенного воздействия (тяжелые металлы, нефтепродукты, пестициды и пр.). По данным Государственного д

- полученный сорбционно-каталитический материал позволяет проводить деманганацию воды при рН >7 с эффективностью 90-98%, что позволяет получать воду, соответствующую санитарным нормам из подземных источников; б - экспериментальные данные могут быть использованы для расчета основных параметров оборудования технологических схем водоочистки и аппаратурного оформления;

- внедрение полученных сорбентов в практику водоочистки способствует повышению качества питьевых вод и здоровья населен

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Характеристика подземных вод Алтайского края и Западной Сибири Обеспечение населения Алтайского края качественными питьевыми подземными водами является важнейшим элементом создания приемлемых условий жизни. Около 30% отбираемой подземной воды не соответствует требованиям, предъявляемым к питьевым водам, и около 10% населения Алтайского края используют для питья воду, не соответствующую санитарным нормам [2]. В ряде сельских населенных пунктов для водоснабж

В Eh-pH диапазоне подземных вод хозяйственно-питьевого назначения марганец может быть двух-, трех-, четырехвалентным, но наиболее распространены соединения Мп(П). Геохимия марганца в подземных водах определяется его химическими свойствами, к которым относится малая растворимость гидроксидных форм и относительно высокая - гидрозакисных. Марганец, как и железо, принадлежит к числу элементов, окисленные формы которых менее растворимы, чем восстановленные. Это означает, что окислениеМп24—•Mn3++e

К настоящему времени разработаны и внедрены в практику различные методы очистки воды от марганца. Диаграмма Пурбе [15, 16] ОВП=/(рН) дает наглядное представление о возможных способах очистки воды от марганца (см. рисунок

5): увеличением окислительно- восстановительного потенциала среды путем применения сильных окислителей без корректирования значения рН воды; повышением значения рН воды при недостаточном окислительно-восстановительном потенциале в случае использования слабых окислителе

Существуют различные сорбционные материалы, на поверхность которых нанесена пленка из оксидов марганца, для очистки воды от железа и марганца, так как эти элементы схожи по химическим свойствам и зачастую одновременно присутствуют в воде. В качестве подложки в большинстве случаев используют клиноптиломит (цеолит), доломит, антрацит и прочие зернистые загрузки. В нашей стране и за рубежом достаточно широко применяются импортные фильтрующие материалы для удаления железа и марганца, известные по

Подходя к вопросу деманганации воды необходимо учитывать, в каком состоянии находятся в ней соединения марганца. Получить такие данные можно с помощью диаграммы Пурбэ в координатах рН - ОВП (окислительно-восстановительный рисунке 12 [16, 17]. Повышение электронного потенциала воды до необходимого уровня или увеличения ее рН, соединений марганца переходят в нерастворимую потенциал), представленных на форму - коллоидные гидроксиды Мп(ОН)3 и Мп(ОН)4. Затем их можно отделить на осветлительных и

Сорбция из жидких растворов твердой фазой (адсорбентом) включает взаимодействия сорбента с сорбатом и растворителем. Движущей силой адсорбции является разность химических потенциалов растворенных веществ в жидкой фазе и на поверхности адсорбента [76]. Процесс адсорбции включает стадии внешней и внутренней диффузии и собственно адсорбцию (хемосорбцию). Последняя стадия может происходить практически мгновенно, поэтому кинетика процесса чаще всего определяется скоростью внешней и внутренней дифф

2.2.1 Методика изучения статической сорбционной емкости материалов Основные данные о сорбционных свойствах материала можно получить из изотерм сорбции, которые описывают зависимость количества из52 + + 2+ 2+ фотометрическим методом с персуль­ фотометрическим методом с сулъфосавлеченного вещества от его равновесной концентрации в растворе при постоянной температуре. Для определения статической сорбционной емкости готовились растворы M n S 0 4 5 H 2 0 и FeS0 4 -7H 2 0 с начальными конц

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Использование новых сорбционных технологий в деманганации и дефферизации природных вод сегодня сдерживается недостаточной изученностью используемых материалов, высокой стоимостью сорбентов и аппаратурного оформления. Перспективным сорбционно-каталитическим материалом являются базальтовые волокна, которые обладают высокоразвитой поверхностью и имеют невысокую стоимость. Однако их использование в чистом виде не позволяет должным образом провести процесс демангана

3.2 Определение химической стойкости сорбционно- каталитического материала Химическая стойкость сорбционно-каталитического материала определялась для четырех его видов, отличающихся условиями получения (таблица 2). Таблица 2 - Условия получения образцов материала Вид материала Условия получения Температурная обработка,°С Марганосорб-1 Марганосорб-2 Марганосорб-3 Марганосорб-4 220 220 350 350 Отмывка 0,l%HNO 3 - 0,l%HNO 3 - Образец материала массой 1 г помещали в стеклянную колбу и доба

3.3.1 ИК-спектрометрия Образцы материалов были исследованы с помощью ИК- спектроскопии, полученные данные приведены на рисунке 16. Исходя из которого, можно судить о большом сходстве синтезированных оксидов марганца в объеме реактора и оксидной пленки на поверхности базальтовых волокон. Физико-химические свойства Марганосорба и базальтового волокна были охарактеризованы методом ИК-спектроскопии. Ее применение при изучении сорбентов позволяет регистрировать полосы адсорбированной воды,

Сорбционные свойства полученного материала по отношению к ионам Mn изучались в статических условиях и вместе с расчетными данными представлены на рисунке 21 в виде изотерм сорбции. + е* 20 е *? т** *1 О 100 200 / —•- Уравнение Лэнгмюра 3 * " • " Уравнение Редлиха-Петерсона 5 А 2 — • — Уравнение Фрейндлиха 4 ~X - Уравнение Темкина 250 •'равн' мг/л Экспериментальная изотерма сорбции Рисунок 21 - Экспериментальная и расчетные изотермы сорбции ионов Mn + на Марганосорбе Определ

Для определения динамических сорбционных характеристик материала были проведены эксперименты по извлечению ионов Мп 2+ из мо­ дельных растворов при различных концентрациях, результаты которых приведены на рисунке 24. Можно отметить, что зависимости 1-3 имеют схожую динамику и в каждом эксперименте достигалась высокая эффективность деманганации. Одним из доказательств влияния нанесенного каталитического покрытия является тот факт, что необработанное базальтовое волокно (зависимость

4)

Для установления технологических свойств композитных волокнистых материалов необходимо изучение параметров фильтрования. В первой серии опытов варьировалась масса базальтового волокна, скорость фильтрования оставалась неизменной, равной 10 м/ч, а масса загрузки изменялась: 0,08 кг; 0,24 кг; 0,4 кг. Более удобным для представления является применение вместо массы загрузки понятия удельной массы загрузки, приходящийся на 1 м площади фильтровальной перегородки, так как происходят значительные из

Наиболее важной характеристикой волокнистой загрузки является определение конечного перепада давления на фильтре, т.е. тот момент времени или пропущенный объем, когда материал имеет постоянное гидравлическое сопротивление относительно потока воды. Из всех проведен82 ных опытов выбирались значения потерь давления после 100 л пропущенной воды, так как к этому времени происходит стабилизация высоты загрузки. Для более полного и быстрого получения эмпирических зависимостей потерь давления (у) от

3.7 Выводы по экспериментальной части По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

- наиболее прочно каталитическая пленка закрепляется на базальтовых волокнах после кислотной отмывки и термической обработки при 350°С;

- на кинетику извлечения Mn + из раствора одновременно оказывают влияние внутренняя и внешняя диффузии, а также протекающие на поверхности катализатора химические реакции (псевдо-второго порядка), вклад же каждой стадии процесса оценить до

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ОЧИСТКИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ МАРГАНЦА На основании проведенных исследований была разработана принципиальная технологическая схема очистки подземных вод от ионов марганца на патронных фильтрах с наполнителем из модифицированных базальтовых волокон (Марганосорб). Применение данной технологии позволит проводить процесс деманганации воды с невысоким значением окислительно-востановительного потенциала (ОВП) и высоким содержанием Мп +.

<