Введение
1. Обзор литературы 7
1.1 Соединения железа в природных водах 7
1.1.1 Окисление и осаждение соединений железа в природных водах 10
1.1.2 Комплексные соединения железа в природных водах 11
1.1.3 Образование сульфидных природных вод 12
1.1.4 Оксиды и гидроксиды железа в природных водах 13
1.1.5 Подземные воды с большим содержанием железа 13
1.2 Кинетика процесса окисления ионов Fe2+, содержащихся в природной воде 14
1.3 Основные методы удаления железа в процессе водоподготовки 17
1.4 Волновая и кавитационная обработка воды 35
1.4.1 Кавитационная обработка воды и ее практическое применение в технологических процессах 35
1.4.2 Физико-химические процессы в воде при ее кавитационной обработке 38
1.4.3 Влияние кавитационной обработки воды на энергию активации 41
1.4.4 Обеззараживающий эффект кавитационной обработки воды 43
1.4.5 Волновая обработка воды 44
1.5 Заключение и постановка задачи 47
2. Методическая часть 50
2.1 Методика определения массовой концентрации ионов железа в воде спектрофотометрическим методом. 50
2.1.1 Определение массовой концентрации Fe2+ в водном растворе 50
2.1.2 Определение массовой концентрации общего железа в водном растворе 52
2.2 Методика приготовления модельных растворов 52
2.3 Методика определения рН обрабатываемой воды процесса окисления железа (II) 53
2.4 Методика измерения электропроводности обрабатываемой воды 53
2.5 Методика определения содержания растворенного в воде кислорода 54
2.6 Методика определения размера и скорости всплытия кавитационных пузырьков 55
2.7 Методика регистрации спектров звуковых частот, генерируемых ВГУ 56
2.8 Методика определения показателя общих колиформных бактерий КОЕ 56
2.9 Методика расчета геометрических параметров ВГУ 57
2.10 Методика проведения волновой обработки воды 61
2.11 Методика регистрации сонолюминесценции в процессе волновой обработки воды 61
2.12 Методика расчета энергии активации реакции окисления ионов Fe2+, находящихся в обрабатываемой воде 63
3. Результаты экспериментов и их обсуждение 64
3.1 Результаты волновой обработки при скоростях потока жидкости в тангенциальных каналах ВГУ менее 50 м/с. 66
3.1.1 Кинетика окисления растворенного в воде железа после волновой обработки и без нее 66
3.1.2 Зависимость скорости окисления ионов Fe2+ от кратности волновой обработки 70
3.1.3 Влияние волновой обработки с эжектированием воздуха на скорость процесса окисления ионов Fe2+ 71
3.1.4 Определение размера и скорости всплытия пузырьков диспергированного воздуха 73
3.1.5 Зависимость скорости окисления ионов Fe2+ от типа воды, используемой для приготовления модельных растворов 77
3.1.6 Зависимость скорости окисления ионов Fe2+, содержащихся в воде, от их начальной концентрации и температуры обрабатываемой воды 81
3.2 Результаты волновой обработки при скоростях потока жидкости в тангенциальных каналах ВГУ более 50 м/с. 844
3.3 Регистрация сонолюминесценции в процессе волновой обработки воды 866
3.4 Акустический способ оценки наличия сонолюминесценции при волновой обработке воды 888
3.5 Скорость окисления ионов Fe2+ в режиме кавитации, сопровождающейся сонолюминесценцией 911
3.6 Дезинфицирующее действие волновой обработки воды 955
3.7 Определение констант скорости и энергии активации химической реакции процесса окисления ионов Fe2+ в Fe3+ 966
4. Опытная установка очистки воды от железа с помощью волновой обработки 1007
4.1 Режимы работы блока волновой обработки 1011
4.2 Режимы работы блока фильтрации 1032
4.3 Экономические показатели работы опытной установки очистки воды от железа 1044
5. Выводы 1066
6. Список литературы 1077
