Введение
1. Анализ и исследования имеющихся современных методов и технологических процессов обезжелезивания воды 9
1.1 Современное состояние технологии очистки природных вод от соединений двухвалентного железа 11
1.2 Основные технологические аспекты стадии барботажного насыщения
1.2.1 Обзор современных устройств для осуществления технологического процесса барботажа 29
1.2.2 Классификация аэраторов по форме исполнения
1.2.2.1 Пластинчатые аэраторы 31
1.2.2.2 Купольный аэратор 33
1.2.2.3 Дисковые аэраторы 34
1.2.2.4 Трубчатые аэраторы
1.2.3 Режимы барботажа 40
1.2.4 Размеры пузырьков 42
1.2.5 Скорость всплытия пузырьков 43
1.2.6 Газосодержание 46
1.2.7 Массообмен при барботаже 1.3 Основные аспекты мембранных процессов в технологии очистки воды 48
1.4 Кинетика процесса окисления ионов Fe2+, содержащихся в природной воде 55
1.5 Выводы и постановка задачи 58
2. Описание экспериментальных установок и методики проведения исследований 61
2.1 Описание экспериментальных установок 61
2.1.1. Установка для изучения фильтрационной очистки 61
2.1.2 Установка для изучения процесса аэрирования 64
2.2. Методики проведения экспериментов и анализа полученных данных 67
2.2.1 Проведение отбора и подготовки керамических трубчатых мембран для аэрирования 67
2.2.2 Методика определения массовой концентрации ионов железа в воде спектрофотометрическим методом. 69
2.2.2.1 Определение массовой концентрации Fe2+ в водном растворе 69
2.2.2.2 Определение массовой концентрации общего железа в водном растворе 71
2.2.3 Методика приготовления модельных растворов 71
2.2.4 Методика определения рН 71
2.2.5 Методика измерения электропроводности 72
2.2.6 Методика определения содержания растворенного в воде кислорода 72
2.2.7 Методика определения размера и скорости всплытия пузырьков диспергируемого воздуха 2.3 Расчет удельной площади контакта фаз вода воздух для конструкции экспериментальной установки 75
2.4 Методика проведения эксперимента по выбору режима работы керамического мембранного фильтра 77
2.5 Методика проведения экспериментов 78
2.6 Методика проведения реагентной регенерации и подбор реагента 79
2.7 Планирование эксперимента 79
3. Результаты экспериментов и их обсуждение 81
3.1 Влияние газосодержания на скорость окисления ионов Fe2+ 87
3.2 Общая скорость окисления ионов Fe2+ 91
3.3 Скорость окисления ионов Fe2+ с учетом гетерогенной составляющей 100
3.4 Математическое моделирование скорости процесса окисления железа в воде от удельной поверхности контакта фаз и текущей концентрации железа 106
3.5 Регенерация фильтрующих мембран 115
3.5.1 Безреагентная регенерация 115
3.5.2. Реагентная регенерация 116
4. Опытная установка технологической очистки воды от железа 120
4.1 Описание технологической схемы разработанной установки 123
4.1.1 Состав системы водоподготовки 126
4.1.2 Испытания установки СВП 127
4.2 Результаты проведения испытаний 129
4.2.1 Сравнение эффективности различных способов удаления железосодержащего осадка 132
4.2.2 Общая оценка работоспособности системы водоподготовки 132
4.3 Технико-экономическая оценка разработанной технологии обезжелезивания 133
5. Выводы 137
6. Список литературы 138
