Применение методов коагуляции в водоподготовке на целлюлозно-бумажных предприятиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.03, кандидат наук Бойкова Татьяна Евгеньевна

• Бойкова Татьяна Евгеньевна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Бойкова Татьяна Евгеньевна

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Потребление воды на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности и требования к качеству технической воды

1.2 Примеси речной воды

1.3 Влияние различных факторов на процесс коагуляции

1.4 Виды коагулянтов

1.4.1 Неорганические коагулянты

1.4.2 Органические коагулянты - растворимые полиэлектролиты катионного характера

1.5 Обзор известных решений по интенсификации процесса коагуляции воды

1.5.1 Подбор рационального режима добавления коагулянта к воде

1.5.2 Рециркуляция осадка коагулированной взвеси (метод противоточной адсорбции)

1.5.3 Физические методы интенсификации

1.5.4 Регулирование величины рН воды

1.5.5 Применение флокулянтов

1.5.6 Обработка замутнителями или активированным углем

1.6 Выводы и направление совершенствования

2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объект исследования и описание лабораторной установки

2.2 Методы и методики проведения лабораторных исследований

2.2.1 Характеристики использованных коагулянтов и флокулянтов

2.2.2 Методика проведения эксперимента

2.2.3 Приготовление рабочих растворов коагулянтов и флокулянтов

2.2.4 Определение цветности воды

2.2.5 Определение химического потребления кислорода

2.2.6 Методика определения содержания алюминия в воде

2.2.7 Методика определения мутности воды

2.2.8 Методика определения содержания железа в воде

2.2.9 Определение рН потенциометрическим методом

3 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ РЕАГЕНТОВ НА ОСНОВАНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Сравнение эффективности коагулянтов

3.1.1 Влияние рН и дозировки коагулянта

3.1.2 Влияние флокулянта

3.1.3 Влияние температуры

3.2 Разработка математической модели процесса коагуляции с применение различных реагентов

3.2.1 Оценка совместного влияния Т, Дк ПОХА и Дф Флопам БО 4115 БН на эффективность коагуляции

3.2.2 Оценка совместного влияния Т, Дк Бепх-З и Дф Флопам БО 4115 БН на эффективность коагуляции

3.3 Выводы

3.4 Практические рекомендации

4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ И РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА

4.1 Технологическая схема очистки

4.2 Реагентное хозяйство

4.3 Определение доз реагентов

4.4 Расчет вспомогательного оборудования реагентного хозяйства

4.5 Расчет затрат на основные и вспомогательные материалы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложения

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АЦБК - ОАО «Архангельский ЦБК»

БПК - биохимическое потребление кислорода

ВВ - взвешенные вещества

ВМС - высокомолекулярные соединения

ГСО - Государственный стандартный образец

ДЭС - двойной электрический слой

КЦБК - Котласский ЦБК «Филиал АО «Группа «Илим» в г. Коряжме»

ОХА - оксихлорид алюминия

ПАВ - поверхностно-активные вещества

ПОИ - потенциалопределяющие ионы

ПОХА - полиоксихлорид алюминия

ПФЭ - полный факторный эксперимент

СА - сульфат алюминия

ТЭС - теплоэлектростанции

ФОС - фильтроотстойные сооружения

ХПК - химическое потребление кислорода

ХВО - химводоочистка

ЦБП - целлюлозно-бумажные предприятия

ЦБК - целлюлозно-бумажный комбинат

Ц - цветность

Щ - щелочность

СА1, - концентрация остаточного алюминия в обработанной воде

Свв - концентрация взвешенных веществ

Эцв - эффективность обесцвечивания

Дк - доза коагулянта

Дф - доза флокулянта

Дс - доза соды

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Применение методов коагуляции в водоподготовке на целлюлозно-бумажных предприятиях»

ВВЕДЕНИЕ

Целлюлозно-бумажная промышленность потребляет значительное

3

количество свежей природной воды, от 50 до 150 м из расчета на единицу создаваемой продукции [45,61]. Процессы промывки древесины, отбелка и отлив в виде полотна, а также важная стадия делигнификации производятся в воде, полученная волокнистая масса транспортируется на различных стадиях технологических операций в водной среде. Вода расходуется при производстве электроэнергии, пара и на вспомогательные нужды. Расход воды существенно зависит от технологии варки целлюлозы, наличия и запасов свежей воды, последовательности процесса беления целлюлозы и ограничений по сбросу сточных вод. Образующиеся сточные воды ЦБП содержат продукты разрушения древесного вещества под действием химических реагентов и сами химические соединения.

Водопотребление предприятия складывается из объемов свежей воды, отобранной из источника, и объемов повторно используемой воды. На ЦБП, где производят беленую целлюлозу и бумагу расход воды приблизительно 63-83 м3/т [85,86].

Актуальным остается вопрос качества поставляемой воды для ЦБП, особенно в северных регионах страны. Источниками водоснабжения предприятий и населения здесь являются воды поверхностных водоемов. В Архангельской области расположены два целлюлозно-бумажных предприятия: ОАО «Архангельский ЦБК» и Котласский ЦБК «Филиал АО «Группа «Илим» в г. Коряжме». Источники водоснабжения предприятий -это реки Северная Двина и Вычегда соответственно. Как и у всех северных рек, вода отличается малой мутностью, высокой цветностью, содержанием органических природных соединений, высокой окисляемостью (ХПК), низкой минерализацией и щелочностью. Вода окрашена в желтовато-коричневые тона. Этот цвет обусловлен в основном высокомолекулярными гумусовыми веществами, которые вымываются из почв, поступают из

торфяных болот. Интенсивность цвета зависит в основном от концентрации и состава водного гумуса [10,11,21,24,29].

Схема водоподготовки речной воды стандартная: механическая очистка с последующей коагуляцией, отстаиванием и фильтрацией, дополнительно проводится подщелачивание воды кальцинированной содой. После такой предварительной стадии подготовки вода для ТЭС ЦБК полностью обессоливается, для этого после фильтрации ее доочищают ионообменными смолами. Такая глубокая очистка требуется для уменьшения загрязнений охлаждающих и теплопередающих поверхностей котлов, трубопроводов и парогенераторов отложениями соединений кальция, магния, железа, алюминия, органических и кремнийсодержащих примесей.

Для снижения цветности воды методом коагуляции в цехах водоподготовки ЦБП применяется реагент - водный раствор сернокислого алюминия с содержанием 7,2% по активному веществу. Но при низких температурах - в Архангельской области температура воды 1-5 °С 8 месяцев в году, и в летний период редко нагревается свыше 10-15 °С - коагуляция с СА протекает малоэффективно. Для достижения необходимых требований увеличивают дозы реагента. В результате после фильтрования и отстаивания увеличивается коррозионная агрессивность воды. Обработанная речная вода содержит соединения алюминия, которые поступают для устранения на ионообменные фильтры. При этом есть риск образования так называемой «отлежки» - соединения алюминия оседают в трубопроводах. Эти отложения достигают заметной толщины и уменьшают пропускную способность труб. Когда температура в трубопроводах снижается и рН изменяется в сторону снижения растворимости соединений алюминия, создаются все условия для образования осадка [24,45,46,47].

В работе проведен анализ литературных источников, который выявил,

что существует множество способов повысить эффективность

водоподготовки: от масштабных, таких как полная замена схемы очистки и

оборудования на более современные; до менее затратных, например,

6

изменение режима ввода реагентов, магнитная, ультразвуковая обработка воды и т.п. Однако есть возможность повысить эффективность коагуляции коллоидно-дисперсных примесей при низкой температуре применением современных коагулянтов совместно с высокомолекулярными соединениями - флокулянтами. Флокулянты позволят полнее очищать воду от органических примесей, при этом они не влияют на рН обрабатываемой речной воды и одновременно уменьшают дозу коагулянта.

Степень разработанности темы. Коагуляцию с применением различных реагентов в технологии водоподготовки изучали такие ученые, как Д.М. Минц, М.Г. Журба, Е.Д. Бабенков, В.И. Драгинский, С.В. Гетманцев, А.К. Запольский, Л.А. Кульский, А.М. Когановский, Р.И. Аюкаев, В.А. Лысов, Ю.Л. Сколубович, Е.Л. Войтов, и др. Данные авторы внесли большой вклад в развитие технологии обработки холодных высокоцветных вод. Используя полученные ими зависимости, как прикладного характера, так и чисто теоретические, возможно оптимизировать процесс водоподготовки с учетом применения современных реагентов.

За последние годы во всем мире уделяется большое внимание

производству современных коагулянтов и флокулянтов. Различные типы

данных реагентов позволяют очищать природную и сточную воду, с учетом

характера примесей: масла, нефтепродукты, органические соединения и т.д.

Технология их изготовления совершенствуется с каждым годом, на рынке

появляются все новые и новые модификации. Оптимизируются технологии

работы и режимов эксплуатации сооружений для проведения коагуляции в

промышленных масштабах - отстойников и осветлителей. Правильный

выбор реагентов позволяет максимально повысить эффективность

водоподготовки и выполнить предъявляемые жесткие требования стандартов

по их остаточному содержанию в обработанной воде. Однако вопрос выбора

реагента и оптимизации процесса является важным направлением развития,

так как эффективность применения выбранного коагулянта зависит от

множества факторов. Для каждой конкретной природной воды со своими

7

особенностями надо подбирать реагенты, технологию и диапазон их рабочих концентраций.

Цель работы. Целью диссертации является разработка и экспериментальное обоснование рекомендаций для эффективной, экологически безопасной очистки высокоцветных маломутных природных вод с высоким содержанием органических соединений методом коагуляции в ЦБП.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели определены задачи исследования:

1. Изучить реагентные технологии, применяемые для водоподготовки на предприятиях ЦБП и провести аналитическое сравнение методов интенсификации реагентной очистки природной воды с высоким содержанием органических соединений в условиях низких (от 1 до 5 °С) температур.

2. Исследовать возможность и целесообразность совместного применения перспективных коагулянтов и флокулянтов с целью повышения эффективности водоподготовки.

3. На основании экспериментальных данных разработать математическую модель, учитывающую влияние технологических параметров на показатели качества очищенной воды и выявить оптимальные условия для очистки применительно к предприятиям ЦБП.

Научная новизна работы заключается в следующем:

В ходе экспериментальных исследований на природной воде установлено влияние исходных показателей качества воды: цветности, содержания органических соединений, щелочности, рН на процесс коагуляции и динамику осветления с применением реагентов сернокислый алюминий, полиоксихлорид алюминия, Ferix-3 на основе сульфата железа (III).

Впервые установлены закономерности протекания процесса

коагуляции при обработке речной воды реагентами полиоксихлорид

8

алюминия и сульфат железа (III) совместно с альгинатом натрия в качестве флокулянта. Доказано, что улучшаются условия седиментации формирующихся при коагуляции хлопьев при использовании раствора альгината натрия в качестве флокулянта. На основании кривых динамики осаждения образовавшихся хлопьев сделан вывод о высокой эффективности альгината натрия в процессе коагуляции.

Методом планированного эксперимента получены математические модели, устанавливающие зависимости показателей качества очищенной воды от технологических параметров процесса коагуляции, таких как доза коагулянта, доза флокулянта и температура очищаемой воды. На основании полученных моделей сделано заключение, что основное влияние на процесс коагуляции оказывает доза коагулянта с учетом абсолютного вклада факторов в снижение цветности и содержание остаточного алюминия и железа в воде.

На основании полеченных математических моделей доказано, что температура речной воды в диапазоне 1-19 °С не влияет на эффективность очистки коагулянтом полиоксихлорид алюминия; влияние температуры в том же диапазоне при обработке коагулянтом сульфат железа (III) незначительное. В отличие от других, ранее предлагаемых технических решений, применение данных реагентных систем позволит существенно снизить или избежать, соответственно, образование токсичных соединений в очищенной воде.

Практическая значимость диссертации.

Экспериментально доказана целесообразность применения в водоподготовке для ЦБП коагулянтов ПОХА, Ferix-3. Эффективность очистки воды по цветности достигает 99%, по ХПК 80%, остаточная цветность не более 10-15 °ПКШ, содержание остаточного алюминия не превышает норматив (с запасом), остаточное железо не выше исходного в речной воде.

Доказано, что введение флокулянтов Flopam AN 905 Flopam FO

-5

4115 SH в дозировке 0,25-0,5 г/дм незначительно повышает эффективность обесцвечивания и влияет только на глубину очистки по всем показателям. Выявлено, что эффективно вести процесс очистки коагуляцией с Ferix-3 можно только при подщелачивании известью или кальцинированной содой до рН 5,5-6,5. С ПОХА эффективность высокая без подщелачивания. Применение в качестве флокулянта природного соединения альгината натрия для обработки воды с высоким содержанием органических соединений позволяет обеспечить высокое качество очистки и снизить дозу коагулянта на 15-30%.

Разработаны рекомендации для внедрения предлагаемого решения по замене реагентной системы. Ожидаемый экономический эффект от внедрения составит около 130 млн. руб/год при применении Ferix-3 совместно с альгинатом за счет экономии на реагентах. При применении ПОХА совместно с альгинатом экономический эффект отсутствует, но реализация также позволит получать техническую воду высокой степени очистки по всем показателям и воду хозяйственно-питьевого назначения без остаточных содержаний токсических соединений в соответствии с требованиями установленного технологического регламента ЦБП и СанПиН 2.1.4.1074-01.

Положения, выносимые на защиту:

1. обоснование эффективности применения различных современных реагентов в сравнении с традиционным СА для очистки речной воды методом коагуляции;

2. математические зависимости эффективности процесса очистки от температуры и прочих технологических параметров;

3. рекомендации к проектированию дополнительных конструктивных элементов, встраиваемых в существующую схему водоподготовки.

Достоверность результатов исследований.

10

Работа базируется на фундаментальных научных положениях в области водоподготовки методом коагуляции. При выполнении экспериментальной части руководствовались общепринятыми методиками проведения исследования и определения качества очищенной воды, рекомендованными ГОСТ и ПНДФ в Российской Федерации; а также современными оборудованием и приборами.

Апробация работы и публикации.

Полученные экспериментальные результаты и зависимости были представлены к обсуждению на 7 региональных, всероссийских и международных конференциях в гг. Северодвинске, Екатеринбурге, Москве, Белгороде в 2016 - 2018 г. Опубликованы 10 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК РФ; в том числе 2 статьи в журналах, включенные в международные базы данных Web of Science и Scopus.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Потребление воды на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности и требования к качеству технической воды

Вода в целлюлозно-бумажной промышленности необходима практически во всех технологических процессах. Состав и качество воды напрямую влияет на качество производимой ЦБП продукции. Жесткие требования к качеству используемой воды объясняются тем, что целлюлоза активно поглощает примеси, растворенные в воде, при участии функциональных групп, расположенных на поверхности целлюлозы. Кроме того развитая поверхность и пористость волокнистой массы целлюлозы создает условия для сорбции примесей воды [17,44,45].

При наличии в технической воде органических соединений целлюлоза приобретает желтую окраску. Минеральные примеси, присутствующие в воде, влияют на прочность, электропроводность, светочувствительность выпускаемой бумаги [61].

Без воды невозможно выполнение технологических операций по выработке электроэнергии на ТЭС ЦБК. Для данного производства необходимо получение не просто очищенной, а обессоленной и глубокообессоленной воды. Отсутствие растворенных солей и органических примесей в воде защищает материал паровых турбин и парогенераторов, трубопроводов и теплообменников от коррозии, биообрастания, снижает вероятность образования накипи на лопатках турбин и в конденсаторах, увеличивает интервал между остановками для промывки энергетического оборудования.

Таким образом, качество продукции и эффективность, экономичность и надежность работы оборудования напрямую связаны с технологиями и качеством очистки воды.

В ЦБП значимыми являются следующие показатели:

1) pH - водородный показатель.

Наличие не до конца разложившихся в природной воде органических остатков и гумусовых веществ, которые влияют на концентрацию ионов водорода. Этот показатель изменяется в воде водоемов в течение сезонов года и даже в течение суток. При плюсовых температурах летом в реках, озерах рН возрастает до 8,5 - 9, т.к. растворимость СО2 уменьшается (закон Генри) и кроме того микроорганизмы активно поглощают углекислоту. В зимний период рН снижается.

рН оборотных вод в системах водоснабжения также колеблется за счет повышения температуры охлаждающей воды и изменения концентрации растворенного углекислого газа. Данный показатель - рН воды очень важен. Если рН применяемой технической воды находится в неоптимальной зоне, будет увеличиваться расход проклеивающих материалов, красителей, наполнителей. Из-за чувствительности к изменению рН многих материалов может пострадать качество продукции, усиливаться коррозия оборудования [61].

2) Общая щелочность воды.

Характеризуется содержанием бикарбонатных HCO3- и карбонатных

Л_

CO3 ионов, (мг-экв)л. Кроме того щелочность воде придают гидраты, кальциевые и магниевые соли гумусовых кислот. Калиевые и натриевые соли так же могут придавать воде щелочность.

3) Жесткость.

Виды жесткости: общая, карбонатная и некарбонатная, (мг-экв)л. Жесткость природной воды колеблется, как и щелочность, в зависимости от времени года, снижаясь при таянии снегов и выпадении обильных дождей. Для поверхностных вод Архангельской области характерна низкая жесткость воды.

4) Общее солесодержание.

Рассчитывается сумма всех растворенных в воде неорганических веществ, определяется выпариванием профильтрованной пробы, сушкой при

105 °С до постоянной массы и сжиганием остатка в муфельной печи при температуре 650 °С.

5) Взвешенные вещества.

Состоят из нерастворимых в воде частиц: песок, ил, глина, остатки растительного происхождения и другие взвешенные. Их размеры колеблются от нескольких сантиметров до 10- м. Вода, используемая в ЦБП, не должна содержать взвешенных веществ крупнее 0,1 мм, так как она загрязняет аппаратуру и трубопроводы, забивает спрысковые системы бумаго- и картоноделательных машин, засоряет сукна и сетки, увеличивает их абразивный износ, а также ведет к изменению окраски и качества продукции. Для разных видов целлюлозы, бумаги и картона существуют различные пределы содержания взвешенных веществ в воде и соответственно различная подготовка свежей воды [45].

6) Мутность.

Обуславливается наличием в воде частиц глины, ила и микроорганизмов. Вода может быть темной, но не мутной. Мутность воды может придавать оттеночность бумаге, целлюлозе и нежелательна при получении пара, поскольку она способствует отложению накипи или пенообразования.

7) Цветность.

Характеризуется содержанием окрашенных примесей в воде.

Цветность воды - это органолептический показатель, измеряется в градусах

бихромат-кобальтовой шкалы или платиново-кобальтовой шкалы цветности

(шкала Хазена), °ПКШ. Данные шкалы цветности являются равнозначными

[32]. Цветность воде придают в основном растворенные в ней органические

гумусовые кислоты. Для производства высококачественной целлюлозы

необходима вода с цветностью не выше 5 °ПКШ. Целлюлоза легко поглощает

из воды красящие вещества, представляющие собой соли железа или

гумусовые соединения. Вредное действие воды с высоким содержанием

органических веществ на продукцию может быть обусловлено и живыми

14

микроорганизмами, которые являются причиной грязевых образований, появление дыр на полотне бумаги [61].

8) Окисляемость.

Показатель, позволяющий косвенно судить о суммарном наличии органических соединений. Выражается в миллиграммах кислорода, необходимого для окисления органических примесей в 1 л исследуемой воды.

Как правило, на всех ФОС в лабораториях содержание органических соединений в воде до и после очистки оценивают по величине перманганатной окисляемости. Данный показатель дает не полную картину о степени загрязнения воды органикой, так как перманганат окисляет только примерно 50% органических соединений. В мировой практике принято оценивать глубину очистки от органических примесей по ХПК, т.к. применяемый в данном методе бихромат окисляет до 90-95% примесей.

Значительное потребление кислорода свидетельствует о загрязнении природной воды сточными водами, хотя болотные воды могут иметь окисляемость до 60-100 (мг02)/л.

9) Содержание хлоридов.

Концентрация хлорид-ионов в воде, в мг/л или градусах Брандта. Природная вода содержит хлориды, концентрация которых колеблется. Хлориды снижают термостойкость целлюлозы и совершенно недопустимы в производстве конденсаторной бумаги. Ионы хлора - активаторы коррозии, разрушают защитные оксидные пленки на металлоконструкциях, особенно при высокой температуре, что исключает их присутствие в воде. Предельно допустимое содержание хлоридов при выработке бумаги с использованием древесной массы составляет 75 мг/л.

10) Железо и марганец.

Содержание данных ионов в воде также строго лимитируют, т.к. волокна целлюлозы сорбируют их, образуя нерастворимые соединения. Оксид железа при производстве высококачественной бумаги дает бурые

15

пятна. Марганец препятствует процессу вискозообразования и способствует неравномерной окраске вискозного волокна, что заставляет технологов нормировать его содержание в воде при производстве вискозной и кордной целлюлозы, а в ряде случаев выбирать места расположения предприятий вблизи водоемов с особо чистой водой. Оксиды марганца могут давать черную окраску полотна.

11) Свободная углекислота.

Всегда содержится в природной воде в виде свободного углекислого газа или в виде бикарбонатов или карбонатов. Обогащение воды углекислотой происходит за счет растворения углекислого газа воздуха, химических и биохимических процессов, протекающих в воде и грунте.

Изменения температуры приводят к изменению общего содержания кислоты в воде и перераспределения ее форм. При попадании в воду избыточного количества свободного углекислого газа вода становится агрессивной.

Для снижения коррозионной агрессивности стремятся, чтобы рН воды был больше 7, но при отсутствии избытка растворённого кислорода. Таким образом, свободная углекислота является строго лимитируемым фактором. Степень «агрессивности» воды определяется экспериментально, содержание свободной углекислоты в воде не должно превышать 10 мг/л.

12) Сульфаты.

Наличие сульфат-иона в речной воде отмечается практически повсеместно, его содержание лимитируется наличием ионов кальция, дающих при взаимодействии труднорастворимый осадок. В системах оборотного водоснабжения концентрация сульфат-иона увеличивается за счет испарения воды и подкисления подпиточной воды серной кислотой. В производстве целлюлозы и бумаги сульфаты не оказывают существенного влияния, за исключением процесса проклейки.

13) Ионы кальция и магния, калия и натрия.

Содержатся в большем или меньшем количестве во всех природных водах, не оказывают влияния на производство целлюлозы и прочей продукции ЦБП.

14) Запах и привкус воды.

Органолептический показатель, измеряется в баллах; обычно нормируется в природной воде для питьевых целей, а так же для бумажной и картонной продукции, применяемой для упаковки пищевых продуктов и некоторых видов парфюмерной промышленности (запах).

15) Микробиологические загрязнения.

При наличии питательной среды, а производственные воды, как правило, загрязнены органическими веществами и продуктами их распада, может начаться развитие этих микроорганизмов (плесневых грибов, серо- и железобактерий, а так же дрожжевой и дрожжеподобных грибов). В благоприятных условиях микроорганизмы начинают интенсивно развиваться. Их сгустки отрываются, создавая значительные неудобства при эксплуатации оборудования и условия для выработки некондиционной продукции.

1.2 Примеси речной воды

Для большинства предприятий ЦБП России источником водоснабжения служат открытые водоемы: реки, озера, водохранилища. Примеси разделяют по степени дисперсности на взвешенные вещества, коллоидные и истинно-растворенные.

Загрязнение природной воды взвешенными веществами происходит в результате взмучивания донных отложений, частиц почвы, водорослей, ила и песка. Кроме того, загрязнителями могут быть органические примеси, разлагающиеся растительные и животные остатки и примеси техногенного характера. Согласно теоретическим обоснованиям, изложенным Л.А. Кульским [49], формы физико-химического состояния загрязняющих частиц в воде характеризуют степень ее загрязненности. И наиболее важный

17

показатель здесь - это степень дисперсности веществ, от которой зависит выбор метода водоочистки. Л.А. Кульский выделяет четыре основных группы загрязняющих примесей.

Примеси воды из первой группы: взвешенные частицы (грубые и тонкие взвеси), придающие воде мутность, бактерии, фито- и зоопланктон. Устранить их из воды можно механическими методами: процеживанием через сетки и мембраны, гравитационным осаждением и центрифугированием, пропусканием через зернистые загрузки; укрупнением коагулянтами и флокулянтами.

Примеси второй группы: коллоидные частицы различных типов, придают воде высокую цветность и окисляемость (перманганатную, бихроматную). Для их устранения применимы процессы окисления различными реагентами, укрупнение и гравитационное осаждение сорбированных на гидроксидах алюминия и железа частиц, агрегация флокулянтами.

8 9

Примеси третьей группы с размерами частиц 10- м до 10- м, устраняют десорбцией летучих соединений; окислением, адсорбцией на глинах и углях; экстракцией; отгонкой паром - эвапорацией и др.

Примеси четвертой группы - электролиты (соли, кислоты, основания с размером частиц 10-9-10-10 м), устраняются связыванием загрязняющих ионов в малорастворимые соединения при реагентной обработке.

Примеси воды второй группы обладают малыми размерами, низкой скоростью осаждения, диффузионные силы преобладают над силами тяжести. Для удаления их из воды, а соответственно ее осветления и обесцвечивания применяется метод коагуляции. Коагуляция - это процесс укрупнения мельчайших коллоидных и дисперсных частиц вследствие их взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения. Вещества, способные вызывать коагуляцию частиц, называют коагулянтами [87].

Традиционные коагулянты, применяемые в мировой практике водоподготовки - это сульфат алюминия, алюминат натрия, сернокислое и хлорное железо. При добавлении в воду данных реагентов идет реакция гидролиза с образованием нерастворимых оснований:

1) А12(Б04)з + 6Н20 -> 2А1(ОН)3 I +ЗЯ2504;

2) РеБОА + 2Н20 -> Fe(0Я)2 I +Я2504;

4Fe(OЯ)2 + 02 + 2Я20 ^ 4Fe(OЯ)з I.

Образующиеся гидроксиды создают центры замутнения, вокруг которых сорбируются коллоидно-дисперсные примеси, а также взвешенные соединения, фито- и зоопланктон.

Методом коагуляции из воды можно устранить:

1) минеральные примеси в коллоидно-дисперсном состоянии, скорость их осаждения будет зависеть от размера частиц, от скорости движения потока, от вида грунта (песчаные, глинистые почвы). На частицах минеральных загрязнений адсорбируются растворенные ионы, т.о. их также частично можно удалить методом коагуляции;

2) органические примеси - коллоидные и истинно-растворенные. В природной воде содержатся гумусовые вещества. Гумусовые вещества состоят из гуминовых и фульвокислот. Гуминовые кислоты представляют собой сферические частицы, склонные к объединению в цепные агрегаты, с высокой молярной массой от 300 до нескольких тысяч г/моль.

В составе молекул ароматические кольца, карбоксильные, фенольные группы; проявляют сильно выраженный кислотный характер. По мнению В.Е. Раковского, гуминовые кислоты являются полимерами, а их мономеры содержат СОН - группу и карбоксил. Формула имеет вид:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бойкова Татьяна Евгеньевна, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., Наука, 1976. 279 с.

2. Аксенов В.И., Аникин Ю.В., Галкин Ю.А., Ничкова И.И., Ушакова Л.И., Царев Н.С. Применение флокулянтов в системах водного хозяйства: учебное пособие / Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. 92 с.

3. Алексеев Л. С., Гладков В. А. Улучшение качества мягких вод. М., Стройиздат, 1994 г.

4. Астрелин И.М., Запольский В.А., Лысенко С.В. Исследование процесса получения смешенного коагулянта из отходов производства/ Журнал прикладной химии. 1999, №11, с. 2611-2613

5. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. М., Высшая школа, 1978. 319с.

6. Аюкаев Р.Р. Технология медленного фильтрования на сооружениях малой и средней производительности: дис. канд. техн. наук: защищена 30.06.2005: утв. 2005. Петрозаводск, 2004. 193 с.

7. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами. М., Наука, 1977. 356с.

8. Бойкова Т.Е., Шевцов М.В. Эффективность применения коагулянтов и флокулянтов в технологии водоподготовки в целлюлозно-бумажной промышленности в условиях севера // Ломоносовские научные чтения студентов, аспирантов и молодых ученых - 2017: сборник материалов конференции. Архангельск САФУ, 2017. С.298-302

9. Белозерова Т.И., Бойкова Т.Е., Шевцов М.В. Особенности технологии подготовки воды в условиях Севера // Научно-технические ведомости Севмашвтуза, 2016 г №1, с. 3-6

10. Бойкова Т.Е., Богданович Н.И., Мауричева Т.С. Математическая

модель процесса коагуляции в условиях низких температур // Сборник

материалов VI Всероссийской отраслевой научно-практической конференции

«Перспективы развития техники и технологий в целлюлозно-бумажной и

122

лесоперерабатывающей промышленности» г. Екатеринбург, 23-24 марта 2018 г. с.31-37

11. Бойкова Т.Е., Богданович Н.И., Канарский А.В. Оценка эффективности применения реагента Ferix-3 для очистки поверхностной воды при низкой температуре // Вестник технологического университета. 2018, №7. с.41-45

12. Бойкова Т.Е. Оптимизация водоподготовки цветных природных вод. // «Яковлевские чтения», материалы научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов от 15 марта 2018 года, с. 24-30

13. Бойкова Т.Е., Богданович Н.И., Воронцов К. Эффективность применения современных реагентов при подготовке воды для ЦБП. // Лесной журнал, №1, 2019, с. 141-152

14. Бойкова Т.Е., Килимник Т.А., Попова А.С., Кокина Е.С. Применение коагулянта сернокислое железо при водоподготовке. // Вопросы образования и науки: теоретические и практические аспекты: сборник статей международных научно-практических конференций НИЦ ПНК от 30 апреля 2018 г. Самара: ООО НИЦ «Поволжская научная корпорация», 2018 с. 190-194

15. Бойкова Т.Е., Попова А.С., Кокина А.С. Экспериментальные исследования современных реагентов повышения качества технической воды. // Вопросы образования и науки: сборник статей международных научно-практических конференций НИЦ ПНК от 30 ноября 2018 г. Самара: ООО НИЦ «Поволжская научная корпорация». С. 17-23

16. Богданович Н.И., Кузнецова Л.Н., Третьяков С.И., Жабин В.И. Расчеты в планировании эксперимента: учебное пособие 2008. 123с.

17. Боголицын К.Г. Научные основы эколого-аналитического контроля промышленных сточных вод ЦБП / К.Г. Боголицын, Т.В. Соболева, М.А. Гусакова. Екатеринбург: УрО РАН, 2010. 168 с.

18. Белканова М.Ю., Авдин В.В., Рожкова Т.Н. Физико-химические основы очистки природных и сточных вод. Министерство образования и науки Российской Федерации, Южно-Уральский государственнй университет, Кафедра "Водоснабжение и водоотведение". - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2015. 144 с

19. Братская С.Ю., Червонецкий Д.В., Перфильев А.В., Юдаков А.А., Авраменко В.А. Применение хитозана и его производных в питьевом водоснабжении и переработке сточных вод различного состава // Рыбпром: технологии и оборудование для переработки водных биоресурсов. Москва, 2010, №2. с.58-63

20. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. М.: Стройиздат, 1984. 200с.

21. Викулина В. Б., Викулин П. Д. Очистка воды коагуляцией под действием ультразвукового поля // Строительство: наука и образование. 2016. №1. с.3-9

22. Викулин П.Д. Физико-химические проявления акустического поля в технологиях кондиционирования воды. М.: Изд-во АСВ, 2004. 251 с.

23. Виноградов В.Н., Жадан А.В., Смирнов Б.А., Смирнов О.В., Карпычев Е.А. Обобщение опытов предварительной очистки воды на ТЭС. // Вестник ИГЭУ. 2011. №1. с. 1-8

24. Водоподготовка: Справочник. / Под ред. д.т.н., действительного члена Академии промышленной экологии С.Е. Беликова. М.: Аква-Терм, 2007, 240 с.

25. Воронцова Н.В., Шиблева Т.Г., Ларина Н.В. Влияние природы коагулирующего агента и способа омагничивания на эффективность магнитной обработки воды в ходе коагуляционной очистки // Вестник ТГУ. №3, 2000. С. 95-100

26. Воюцкий, С.С. Курс коллоидной химии/ С.С. Воюцкий. - М.: Химия, 1976. 512 с.

27. Гандурина Л. В. Органические флокулянты в технологии очистки

природных и сточных вод и обработки осадка: Аналитический обзор. М.: ЗАО «ДАР/ВОДГЕО», 2002. 75 с.

28. Гетманцев, С.В. Использование современных коагулянтов в практике российских водоочистных предприятий//Водоснабжение и санитарная техника. 2006. №4. с.38-40.

29. Гетманцев С. В. Система выбора эффективных технологий очистки природных вод с применением алюмосодержащих коагулянтов// Водоснабжение и санитарная техника, 2011, №8, с.4-9.

30. ГН 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. М.: Минздрав России, 2003г.

31. ГОСТ Р 51642 - 2000 Коагулянты для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Общие требования и метод определения эффективности. М.: Издательство стандартов, 2000г.

32. ГОСТ Р 52769-2007 Вода. Методы определения цветности. М.: Стандартинформ, 2007.

33. ГОСТ 18165-2014 Вода. Методы определения содержания алюминия. М.: Стандартинформ, 2015.

34. Гречаников А.В., Платонов А.П., Ковчур С.Г., Ковчур А.С. Новые коагулянты и флокулянты в процессах водоподготовки // Вестник ВГТУ. 2012. №2 (23), с. 102-107

35. Гоголашвили Э.Л., Куренков В.Ф., Молгачева И.В., Гайсина А.И. Обработка воды органическими коагулянтами и известкованием. Технологии очистки воды «ТЕХНОВОД-2004»: Материалы Междунар. науч.-практ. конференции, посвященной 100-летию ЮРГТУ (НПИ); г. Новочеркасск, 2004 г. ООО НПО «ТЕМП», 2004. 200 с.

36. Драгинский В.Л., Алексеева А.П., Гетманцев С.В.. Коагуляция в технологии очистки природных вод. Науч. изд. М., 2005. 576 с.

37. Евсютин А.В. Исследование и совершенствование технологии предварительной очистки воды с использованием оксихлоридов алюминия. Диссертация на соискание уч. степени кандидата технических наук. Москва, 2009г. 120с

38. Жулин А. Г., Елизарова О. Д., Глущенко Е. С. К выбору емкости для пробного коагулирования. // Вода и экология: проблемы и решения. 2016. №4, с. 3-12

39. Журба, М.Г. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: в 3 т. Т. 2. Очистка и кондиционирование природных вод. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2010. 552 с

40. Запольский, А.К. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды: Свойства. Получение. Применение/ А.К. Запольский, А.А. Баран Л.: Химия, 1987. 208 с

41. Зимон, А.Д. Коллоидная химия. М.: ВЛАДМО, 1999. 320 с.

42. Интенсификация процесса адсорбции органических соединений из природных вод на активных углях.// Сколубович Ю.Л., Сколубович А.Ю. Доклады академии наук высшей школы Российской Федерации издательство: Новосибирский Государственный Технический Университет (Новосибирск), №2, 2007, с.122-125

43. Кангин В.В., Меретюк В.Н. Математическое моделирование процессов в машиностроении. Старый Оскол: ТНТ, 2018. 324с.

44. Ковернинский И.Н., Комаров В.И., Третьяков С.И., Богданович Н.И., Соколов О.М., Кутакова Н.А., Селянина Л.И., Дьякова Е.В. Комплексная химическая переработка древесины. Архангельск, издательство АГТУ, 2006. 374 с.

45. Комиссаренков А.А., Пругло Г.Ф., Федоров В.А., Федорова О.В. Основы водоподготовки в целлюлозно-бумажной промышленности и в теплоэнергетике. СПб ГТУРП, 2012. 98 с.

46. Копылов А.С., Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике. М.: Издательский дом МЭИ, 2006. 309 с.

47. Кожинов В.Ф. Очистка питьевой и технической воды. М.: «Бастет», 2008. 304 с.

48. Коряйкина А.В., Аюкаев Р.И. Применение биотехнологий для очистки высокоцветных природных вод из поверхностных источников в условиях Севера. // Известия КазГАСУ №1(13) 2010 , с.245-251

49. Кульский, Л.А. Технология очистки природных вод / Кульский Л.А., Строкач П.П. Киев: Вища школа, 1981. 328 с.

50. Кульский Л.А., Душкие С.С. Магнитное поле и процессы водообработки. Киев: Наукова думка, 1998. 110 с.

51. Кульский, Л.А. Основы химии и технологи воды/ Л.А. Кульский; под ред. П.П. Строкач. Киев: Наук. Думка, 1991. 568 с

52. Куренков В.Ф. Применение полиакриламидных флокулянтов для водоочистки /В.Ф. Куренков, H.G. Hartan, Ф.И. Лобанов // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №11. С.31-40.

53. Лебедева Л.К., Бубенцов В.Н., Белова Е.В., Полянская Л.Н. Лабораторные и производственные испытания полиоксихлорида алюминия «АКВА-АУРАТТМ3 0». Технологии очистки воды «ТЕХН0В0Д-2004»: Материалы Междунар. науч.-практ. конференции, посвященной 100-летию ЮРГТУ (НПИ); г. Новочеркасск, 2004 г. ООО НПО «ТЕМП», 2004. 200 с.

54. Линевич С.Н., Гетманцев С.В. Коагуляционный метод водообработки. Теоретические основы и практическое использование. М.: Наука, 2007. 167с.

55. Лукашевич О.Д. Экологические и технологические аспекты оценки качества природных вод для производственного и хозяйственно-бытового использования // Вода и экология, 2007. Т. 1, вып. 1. С. 3-16

56. Мартынова О.И. Некоторые закономерности процесса удаления органических примесей природных вод путем коагуляции. В сб.: "Вопросы

проектирования и эксплуатации водоподготовительных установок на тепловых электростанциях". Госэнергоиздат, 1955. 192 с.

57. Мартынова О.И., Петров А. Ю. Влияние водно-химических режимов на поведение органических соединений (ацетатов и формиатов) в зоне фазового перехода паровых турбин // Теплоэнергетика. №12, 1997. с. 62-65

58. Мартынова О.И., Поваров О. А., Россихин Л.Я., Полевой Е.Н. Образование растворов агрессивных сред в проточной части ЦНД турбины К-300-240 // Теплоэнергетика. №1, 1998. с. 45-48

59. Мартынова О. И. Поведение органики и растворенной углекислоты в пароводяном тракте электростанции // Теплоэнергетика. №7, 2002. с. 67-70

60. Музыченко О. В., Мандрик Т. С. Современные коагулянты // Вологдинские чтения. 2009. №76. с.82-84

61. Никитин Я.В., Поляков С.И. Использование воды на целлюлозно-бумажных предприятиях. М.: Лесная промышленность, 1985. 208с.

62. Очков В.Ф. Магнитная обработка воды: история и современное состояние // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. № 2, с.23-29

63. Обадин Дмитрий Николаевич. Интенсификация процесса контактного осветления высокоцветных вод : дис. ... канд. техн. наук : 05.23.04 Екатеринбург, 2007 200 с. РГБ ОД, 61:07-5/2201

64. Павлова, И.В. Защита природных вод от техногенных загрязнений: учебное пособие / И.В. Павлова, И.Н. Постникова. Н.Новгород, 2015. 135 с.

65. Пирожков Н.С., Поваренкина М.С., Щукин И.С. Применение полиоксихлорида алюминия для очистки природных вод. Инженерные системы. Водоснабжение и водоотведение. №12 2012, 6с.

66. Пимнева Л.А., Загорская А.А. Использование активированного угля для интенсификации процессов очистки природных вод Тюменского региона. // Современные проблемы науки и образования. Пенза. №6, 2014, с. 266

67. ПНД Ф 14.1:2.100-97 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений химического потребления кислорода в

пробах природных и очищенных сточных вод титриметрическим методом. 1997 г.

68. ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97 Методические рекомендации по применению методики выполнения измерений рН в водах потенциометрическим методом. М.: 2016г.

69. ПНД Ф 14.1:2:4.213-05 Методика выполнения измерений мутности питьевых, природных и сточных вод турбидиметрическим методом по каолину и по формазину. М.: 2005г.

70. ПНД Ф 14.1:2.2-95 Методика выполнения измерений массовой концентрации общего железа в природных и сточных водах фотометрическим методом с о-фенантролином. М.: 2004г.

71. Аксенов В.И., Аникин Ю.В., Галкин Ю.А. Применение флокулянтов в системах водного хозяйства. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. 92 с.

72. РД 153-34.1-37.502-2000 Методические указания по очистке исходной воды коагулянтами на ТЭС. 27 с.

73. Руководство по обеспечению качества питьевой воды. Том 1. Женева, Всемирная организация здравоохранения, 2004 г. 38 с.

74. Руководство по химическому и технологическому анализу воды. М.: Стройиздат, ВНИИ ВОДГЕО, 1973г. 273 с.

75. Салмин С.М. Коагуляция примесей природных вод с использованием крупнозернистой контактной загрузки. Диссертация на соискание уч. степени кандидата технических наук. Пенза, 2015г. 149с.

76. СанПиН 2.1.4.1074-01 Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. М.: Минздрав России, 2002 г.

77. Сидняев Н.И. Теория планирования эксперимента и анализ статистических данных. М.: Издательство Юрайт, 2015. 495 с.

78. Сколубович А.Ю. Разработка технологии очистки высокоцветных маломутных вод поверхностных источников для питьевого водоснабжения.

Диссертация на соискание уч. степени кандидата технических наук. Новосибирск, 2010г. 186с.

79. Скотникова Д.С, Мочалова А.Е, Смирнова Л.А. Высокоэффективные флокулянты на основе хитозана и его производных для очистки нефтесодержащих сточных вод и процессов водоподготовки. // Известия уфимского научного центра РАН. 2018. №3, с. 98-102

80. Сорокина И. Д., Дресвянников А. Ф. Синтез и оценка эффективности использования железо-алюминиевого коагулянта для очистки воды // Вестник Казанского технологического университета. 2009. №4. с.146-158

81. Сорокина И.Д., Дресвянников А.Ф., Петрова Е.В., Камалиева А.Р.

л_

Определение дзета-потенциала систем на основе Ре(11), Ре(Ш), А1(111), Б04 С1- -Н20 - ОН- и оценка его влияния на процесс коагуляции// Вестник Казанского технологического университета. 2012. №7.

82. СП 31.13330.2012. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения/ Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 2012.

83. Справочник по очистке природных и сточных вод. Пааль Л.Л., Кару Я.Я., Мендер Х.А., Репин Б.Н. М.: Высшая школа. 1994

84. Сычев А.В., Канивец Л.П., Солтан Н.М., Батуева Л.Д. Использование полиоксихлорида алюминия при подготовке питьевой воды на крайнем Севере // Водоснабжение и санитарная техника. 2003, с. 30-31

85. Технологический регламент по водоподготовке целлюлозно-бумажного предприятия. АО «Группа «Илим» в г. Коряжма. 2014 г. 79с.

86. Технологический регламент по водоподготовке целлюлозно-бумажного предприятия. ОАО «Архангельский ЦБК». 2016 г. 105с

87. Теоретические основы физико-химических процессов очистки воды: учеб. пособие// А.Ф. Никифоров, И.Г. Первова, И.Н. Липунов, Л.В. Василенко.Екатеринбург: УГЛТУ, 2008. 152 с.

88. Тихонова Е.А., Усачев А.С., Юбер Шарбонье. Использование органических коагулянтов для подготовки питьевой воды. Технологии

очистки воды «ТЕХНОВОД-2004»: Материалы Междунар. науч.-практ. конференции, посвященной 100-летию ЮРГТУ (НПИ); г. Новочеркасск, 2004 г. ООО НПО «ТЕМП», 2004. 200 с.

89. Топчиев Д.А. Катионные полиэлектролиты: получение, свойства и применение / Д.А. Топчиев, Ю.А. Малкандуев. М.: ИКЦ «Академкнига». 2004. 232 с.

90. Феофанов Ю.А., Хиршиева И.В. Повышение эффективности процесса коагуляции маломутных цветных вод путем введения добавок-утяжелителей.// Вода и экология: проблемы и решения. 2015. №2, с. 24-30.

91. Фесенко Л.Н., Дилина М.А., Гайдуков В.Р. Эффективность совместного применения железного и алюминиевого коагулянтов при обработке донской воды // Материалы научно-практической конференции «Технологии очистки воды». Новочеркасск, 2004. с.154-157

92. Фридрихсберг, Д.А. Курс коллоидной химии: учебник для вузов/ Д.А. Фридрихсберг. СПб: Лань, 2010. 410 с.

93. Фрог Б.Н. Схемы повторного использования осадков осветлителей для улучшения качества коагулированной воды. "Теплоэнергетика", 1971, №8.

94. Шиблева Т.Г., Воронцова Н.В., Солобоева Г.В. О влиянии магнитной обработки на основные стадии коагуляционной очистки воды.// Вестник Тюменского государственного университета. 2008. № 3, с.54-57

95. Aylin Devrimci, A. Mete Yuksel, F. Dilek Sanin, Algal alginate: A potential coagulant for drinking water treatment. Desalination. 299 (2012), рр. 1621.

96. A. Di Gennaro, M. Gallo, and V. Belgiorno. "Coagulation/chlorination of surface water: a comparison between chitosan and metal salts." Separation and Purification Technology, vol. 62, 2008, 79-85

97. A.L. Ahmad, S.S. Wong, T.T. Teng, A. Zuhairi, "Optimization of coagulation-flocculation process for pulp and paper mill effluent by response

surface methodological analysis", in Journal of Hazardous Materials vol.145(2007), pp. 162-168

98. Altaher H.. "The use of chitosan as a coagulant in the pre-treatment of turbid sea water." Journal of Hazardous Materials, vol. 233-234, 2012, pp. 97-102

99. Bashaar Yakoub Ammary. Flocculation kinetics using dual coagulants: effects ot temperature, addition sequence, rapid mixing, and sulfate. Iowa State University Capstones, Theses and Dissertations, 1995. p.252

100. C.J. Gabelich, K.P. Ishida, Fredrick W. Gerringer, R. Evangelista, M. Kalyan, I.H. Suffet, "Control of residual aluminum from conventional treatment to improve reverse osmosis performance", in Desalination, vol. 190 (2006), pp.147160

101. C. Liu et al., "Removal of Organics from Huangpu River Water by Different Coagulants", Advanced Materials Research, Vols. 113-116, pp. 11281131, 2010

102. D. Guan et al., "Effect of pH and Temperature on Coagulation Efficiency in a North-China Water Treatment Plant", Advanced Materials Research, Vols. 243-249, pp. 4835-4838, 2011

103. Elisangela Heiderscheidt, 2011 Chemical purification of peat harvesting runoff water Oulu. University of Oulu, Science and Technology library Tellus pp. 1-107

104. Frederick W. Pontius. Chitosan as a Drinking Water Treatment Coagulant. American Journal of Civil Engineering. Vol. 4, No. 5, 2016, pp. 205215.

105. F. Xiao, J.-C. H. Huang, B.-j. Zhang, C.-W. Cui, "Effects of low temperature on coagulation kinetics and floc surface morphology using alum" in Desalination, vol. 237 (2009), pp. 201-213

106. Giani Apostol, Redha Kouachi, Ionel Constantinescu. Optimization of coagulation-flocculation process with aluminum sulfate based on response surface methodology U.P.B. Sci. Bull., Series B, Vol. 73, Iss. 2, 2011

107. Ghafari, S., Aziz, H.A., Isa, M.H. and Zinatizadeh, A.A. 2009. Application of response surface methodology (RSM) to optimize coagulation-flocculation treatment of leachate using polyaluminumchloride (PAC) and alum. Journal of Hazardous Materials, 163(2 ): 650 -656.

108. Gillespie, Claire. The Effects of Temperature on the pH of Water. Sciencing, https://sciencing.com/effects-temperature-ph-water-6837207.html. 26 April 2018.

109. Jiao R, Xu H, Xu W, Yang X, Wang D. Influence of coagulation mechanisms on the residual aluminum--the roles of coagulant species and MW of organic matter.J Hazard Mater. 2015 Jun 15; 290:16-25. Epub 2015 Feb 17.

110. J. Zhang, F. Zhang, Y. Luo, H. Yang, A preliminary study on cactus as coagulant in water treatment, Process. Biochem. 41 (2006), pp. 730-733.

111. J.-L. Lin, C. Huang, J.R. Pan, D. Wang, "Effect of Al(III) speciation on coagulation of highly turbid water", in Chemosphere, vol. 72 (2008) pp. 189-196

112. T.-K. Liu, C.-J.M. Chin, "Improved coagulation performance using preformed polymeric iron chloride (PICl)", in Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, vol. 339 (2009), pp. 192-198

113. L. P. Wang et al., "Research on the Preparation of Polyferric Silicate Chloride (PFSC) and Application on Algae Wastewater Treatment", Advanced Materials Research, Vols. 154-155, pp. 230-234, 2011

114. Masaoki KimuraYoshihiko MatsuiKenta Kondo. Nobutaka ShirasakiMinimizing residual aluminum concentration in treated water by tailoring properties of polyaluminum coagulants. Water Research, 2013 Apr 15; 47(6):2075-84. doi: 10.1016

115. M. Mihai, G. Dabija, "Cationic polyelectrolytes - anionic surfactant complexes used in the coagulation processes", in U.P.B. Scientific Bulletin, Series B, vol. 70(4) (2008), pp. 29 - 36

116. Mohammad Hadi Mehdinejad , Bijan Bina, Mahnaz Nikaeen and Hossein Movahedian Attar. Effectiveness of chitosan as natural coagulant aid in

removal of turbidity and bacteria from turbid waters. Helsinki, Finland. Journal of Food, Agriculture & Environment Vol. 7, 2009, pp. 845-850.

117. Monk, Robert D.G. and Trussell, R. Rhodas. Design of mixers for water treatment plants: rapid muxing and flocculators. Chapter 11 in mixing in coagulation and flocculation, ed. Appiah Amirtharajah, Mark M. Clark and R. Rhodes Trussel, American. Water Works Association Research Foundation, pp. 380-419

118. N. Sun et al., "Coagulant Optimization and Effect Research of Low-Temperature and High-Color Source Water Treatment", Advanced Materials Research, Vols. 183-185, pp. 1004-1008, 2011

119. Prasanna N.P, Sricharan .V., Iyankumar .R., Vishnu P.D. A Novel Method of Algal Based Water Treatment by Natural Coagulant "Alginates". International Journal of Science and Research (IJSR) Volume 6 Issue 9, September 2017, pp. 769-775.

120. Rahman, Md.A., Van Benschoten, John E. and Jensen, James N. Effects of temperature on residual aluminum in treated waters. Proceedinds of the AWWA Annual Conference, Vancouver, June 18-22, 1992, part 3

121. R. Govoreanu, G. Apostol, C. Costache, A. Codescu, R. Stanescu, I. Constantinescu, "Determination of Optimal Coagulant Dosing Rate Using Empirical Models", in proceedings of 12th Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, Bucharest, 13-15 September 2001, Section: Inorganic Chemical Technology and Environmental Protection; Economic Engineering, pp. 207-212

122. Saukkoriipi, J., 2010 Theoretical study of the hydrolysis of aluminum complexes. Ph. D. Oulu, Finland: University of Oulu.

123. S. Ghafari, H.A. Aziz, M.H. Isa, A.A. Zinatizadeh, "Application of response surface methodology (RSM) to optimize coagulation-flocculation treatment of leachate using polyaluminum chloride (PAC) and alum", in Journal of Hazardous Materials, vol. 163 (2009), pp. 650-656

124. SNF Floerger. http://www.snf-group.com/images/pdf/Brochures in English/Water%20Soluble%20Polymers%20E.pdf

125. S. Sadri Moghaddam, M.R. Alavi Moghaddam, M. Arami, "Coagulation/flocculation process for dye removal using sludge from water treatment plant: Optimization through response surface methodology", in Journal of Hazardous Materials, vol. 175 (2010), pp. 651-657

126. Shirasaki N, Matsushita T, Matsui Y, Oshiba A, Marubayashi T, Sato S. Improved virus removal by high-basicity polyaluminum coagulants compared to commercially available aluminum-based coagulants.Water Res. 2014 Jan 1; 48:37586. Epub 2013 Oct 9.

127. T.-K. Liu, C.-J.M. Chin, "Improved coagulation performance using preformed polymeric iron chloride (PICl)", in Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, vol. 339 (2009), pp. 192-198

128. Van Benschoten, John E. and Edzwald, James K. Chemical aspects of coagulation using aiuminum salts II. Coagulation of fulvic acid using alum and polialuminum chloride. Water research, vol.24, No12, pp. 1527-1535

129. Van Benschoten, John E. and Edzwald, James K. Chemical aspects of coagulation using aluminum salts-I. Hydrolytic reactions of alum and polyaluminum chloride. Water research, vol.24, No12, pp.1519-1526

130. Xiao, F. et al., 2009. Effects of low temperature on coagulation kinetics and floc surface morphology using alum. Desalination, 237 (1/3), pp. 201-213

131. Use of calcium alginate as a coagulant during water treatment , QORUH, Hale Aylin M.Sc., Environmental Engineering Department Supervisor: Assoc. Prof. Dr. F. Dilek Sanin , September 2005, p.185

132. U. Iriarte-Velasco, J.I. Alvarez-Uriarte, and J.R. Gonzalez-Velasco: Separation and Purification Technology. Vol. 55 (2007), pp.368-380

133. Yang ZL, Gao BY, Yue QY, Jiang YS. Relationship among coagulation effect of Al-based coagulant, content and speciation of residual aluminum. Huan Jing Ke Xue. 2010 Jun; 31(6):1542-7.

(JO

Технологическая линия ЬодоподготоЬки АЦБК

Коагулянт

ТТ

S—г ÍLJL

X ■±JL

4т1

Расходный

Вак флокулянта

i *

Флокулянт

* , +

Приемная емкость

--Неочищенная Иода

------------------Коагулянт

--------------Фпокулянт

--Очищенная boda

Воздух

..................... Гипохлорит

--Техническая boda

1-Смеситель

2-0сЬетлитель

3-Фильтр

í-Баки pacmbopa коагулянта

5-Расходные баки гипохлорита

6-Мешалко флокулянта

7-Бак хранения гипохлорита

Я

к

и

о *

О)

К К

О) bJ

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

а) ввод реагентов, быстрое перемешивание

б) медленное перемешивание, образование хлопьев

0 минут 15 минут 30 минут

в) осветление в мерных цилиндрах

г) фильтрация

Приложение 4

Вид скоагулированных хлопьев осадка, образующихся при введении

коагулянта:

а) PAX XL100

в) ПОХА

б) Ultra PAC V-2

г) СА

д) Ferix-3

Градуировочные графики для определения

0,14 0,12

№

Н

о 0,10

X

Н О

§ 0,08 «

| 0,06 аг

н 0,04 с

о

0,02 0,00

> I = 0, = с 22 1,9 59 95 X 9 ►

/

►

/ ---

* ►

у

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

СЛ], мг/л

а) Содержание остаточного алюминия

1.2

л н

о х н о

4

X

5 °'6

я

и

Е 0,4

0,8

5 Н С

О

0,2

О

V р \г = 1,0! 0,5 355 )98 X 3

Ж

Ж

> Ж

♦

0,2 0,4 0,6 0,8

СРе, мг/л

б) Железо общее

0,50

0,45

Л 0,40 н

0 0,35

1 '

§ 0,30

к 0,25 гс

8 0,20

I 0,15 с

° 0,10 0,05 0,00

у = 0, 0055х

(*2 = С ,УУ8У

г"

10 20 30 40 50

ц, °пкш

60

70

80

в) цветность

и О

О с;

1,60 1,40 1,20 1,00

ос 0,80

га

ас

ш 0,60 = 0,40 0,20 0,00

У I*2 = 0,0 = 1, 14х ООО

20 40 60 80

Взвешенные вещества, мг/л

100

г) взвешенные вещества

ДИПЛОМ

ПОБЕДИТЕЛЯ

награждается

Бойкова Татьяна Евгеньевна

спршнй крМШИИен С«з»ср»шй |Лрктмчгски10 умиюгрстет им МП .'ки^мюсова. Институт су.ьк 1и мореной «рстичссхой техники. Сонета гель уч«»*А степа» к*НЛНА*т* текничгсеик паук САФУ

за I место

п конкурсе «Межлх паролиыс научные ишешииш

в номинации

и За практическую шичимоегь научной работы», Конкурсная работа выполнена на тему: «Экспсрамгмшкны« исследования современны* реагентов повышении качесша технической волы» в рамках международном научно-практической конференции «НАУКА. ОБРАЗОВАНИЕ, ПРАКТИКА: СОВРЕМЕННЫЕ ВЫЮВЫ И ВОЗМОЖНОСТИ КООП Е РА ЦК II 'ГКО Р К Т И КОМ I то дол ог иЧI с ки \ И ПРИКЛАДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ»

которая проходила 30 ноября 2018 г, в (XX.) НИ11 «Поволжская научная корпорация» (г. Самара)

//1 ЫдиСсжр

^ • -- ПОВОЛЖСКАЯ НАУЧНАЯ КОРПОРАЦИЯ

Генеральный директор

НИЦ "Поволжская научная корпорация»

профессор О.А. Подкопаев

яг

АI <Г«И—миг"«

М-ф. ири»»«»"/* я