Введение
1. Йодные, бромные, сероводородные природные и сточные воды: происхождение, распространение, свойства 15
1.1. Происхождение, распространение вод, содержащих йод, бром, сероводород 15
1.1.1. Йодные, бромные, йодобромные воды 15
1.1.2. Сероводородсодержащие воды 21
1.1.3. Общность генезиса йодных, бромных, сероводородных подземных вод . 26
1.2. Химические и физико-химические свойства вод, содержащих йод, бром и сероводород 28
1.2.1. Йодные, бромные, йодобромные воды. 29
1.2.2. Сероводородные воды 32
Основные результаты и выводы по первой главе 38
2. Состояние, перспективы использования и методы очистки ИБСВ . 39
2.1. Влияние ИБСВ на экосистему, материалы и технологическое оборудование, условия их использования 39
2.1.1. Природные ИБСВ. 39
2.1.2. Сточные ИБСВ 41
2.2. Схемы рационального использования ИБСВ. 43
2.2.1. Хозяйственно-питьевое водоснабжение 46
2.2.2. Добыча йода, брома из промышленных вод. 47
2.2.3. Геотермальные парогазовые смеси 48
2.2.4. Использование ИБСВ в бальнетехнике. 50
2.3. Аналитический обзор существующих методов обработки ИБСВ. 51
2.3.1. Методы очистки воды от йода и брома 52
2.3.2. Методы очистки воды от сероводорода 61
2.4. Методы и технологии очистки сероводородсодержащих газов 71
2.4.1. Абсорбция. 72
2.4.2. Адсорбция 76
2.4.3. Катализ. 77
2.5. Необходимость комплексного подхода 84
Основные результаты и выводы по второй главе 86
3. Физико-химические основы электрохимических процессов очистки воды от сероводорода - 89
3.1. Окисление сероводорода в объеме раствора. 91
3.2. Электрохимическое окисление сероводорода. 95
3.2.1. Гладкие электроды 97
3.2.2. Объемно-пористые электроды 103
3.2.3. Энергохимическая утилизация сероводорода. 114
Основные результаты выводы по третьей главе. 122
4. Очистка воды от сероводорода с использованием электрохимических процессов ; 123
4.1. Исследования по очистке воды от сероводорода в объеме раствора при электролизе. 123
4.1.1. Общие вопросы. 123
4.1.2: Методика проведения и результаты экспериментальных исследований 125
4.2. Исследования по очистке воды от сероводорода с использованием гипохлорита натрия, полученного электролизом хлоридных растворов. 132
4.2.1. Общие вопросы. 132
4.2.2. Электролизер непроточного типа; 134
4.2:3. Электролизер проточного типа 140
4.3. Электрохимическое окисление сероводорода на плоских и в объемно-пористых электродах. 146
4.3.1. Методика проведения экспериментов 147
4.3.2.Результаты экспериментальных исследований 158
4.4. Экспериментально-теоретические обоснование жидкофазного окисления сероводорода кислородом на катализаторах. 186
Основные результаты и выводы по четвертой главе 193
5. Исследования закономерностей удаления сероводорода из газовой и парогазовой смесей . 195
5.1. Очистка геотермальных теплоносителей от сероводорода. 196
5.1.1. Методики и результаты экспериментальных исследований 196
5.1.2. Выбор переменных. 198
5.1.3. Отработка методик определения сероводорода. 199
5.1.4. Распределение водной фазы в парогазоводяной смеси. 202
5.1.5. Предельные показатели массообмена для абсорбера. 204
5.1.6. Влияние гидрокарбонатной щелочности на степень удаление сероводорода 205
5.1.7. Влияние расхода абсорбента на степень удаления сероводорода 206
5.1.8. Влияние температуры абсорбента на степень удаления сероводорода 207
5.1.9. Влияние соединений железа на степень удаления сероводорода 207
5.1.10. Расчет технологических параметров Мутновской ГеоТЭС на основе результатов экспериментов . 212
5.1.11. Обоснование способа очистки ПГС от сероводорода для ГеоТЭС 216
5.2. Очистка газа от сероводорода при использовании сульфидной воды в бальнеотехнике 218
5.2.1. Обоснование способа очистки 218
5.2.2. Предлагаемая технологическая схема очистки СВ 219
5.2.3. Кинетические закономерности окисления СВ гипохлоритом натрия. 221
Основные результаты и выводы по пятой главе. 223
6. Очистка воды от йода и брома с использованием алюминия . 224
6.1. Методика и результаты экспериментальных исследований. 225
6.1.1. Выбор, обоснование и совершенствование методик определения йода и брома в воде 225
6.1.2. Влияние технологических факторов, состава и свойств воды на степень извлечения йода и брома гидроксидом алюминия, утилизация извлеченных галогенов . 229
6.2. Физико-химические основы взаимодействия соединений йода и брома с гидроксидом алюминия 249
6.2.1. Общие закономерности окисления йодидов и бромидов гипохлоритом в хлоридных растворах 249
6.2.2. Общие закономерности сорбции на гидроксиде алюминия: 258
6.2.3. Особенности взаимодействия соединений йода и брома с гидроксидом алюминия 265
Основные результаты и выводы по шестой главе. 280
7. Технологические схемы и установки для обработки ИБСВ . 282
7.1. Очистка воды от сероводорода с использованием электрохимических процессов 282
7.1.1. Технологические схемы электрокаталитического окисления сероводорода. 285
7.1.2. Технологические схемы окисления сероводорода в объеме раствора. 293
7.1.3. Установки для производства гипохлорита натрия электролитическим методом 300
7.2. Технологии обработки йодных, бромных, йодобромных вод. 304
7.3. Оценка предотвращенного экологического ущерба при использовании ИБСВ и экономическое обоснование каталитического окисления сероводорода кислородом воздуха. 311
7.3.1. Расчет величины предотвращенного экологического ущерба от загрязнения атмосферного воздуха сероводородными выбросами 311
7.3.2. Расчет величины предотвращенного экологического ущерба от загрязнения водных объектов сбросами йодобромных вод...312
7.3.3. Расчет величины предотвращенного экологического ущерба от загрязнения водных объектов послепроцедурными сульфидными водами. 313
7.3.4. Экономическое обоснование каталитического окисления сероводорода кислородом воздуха 313
Основные результаты и выводы по седьмой главе. 314
Основные выводы. 316
Список использованных источников 321
Приложения. 346
