Введение
Глава 1. Анализ качества подземных вод и современных методов обескремнивания воды для питьевых целей 8
1.1. Характеристика химического состава подземных вод Тюменской области 8
1.2. Формирования качества подземных вод Тюменской области 13
1.3. Возможные формы нахождения кремния в подземных водах 17
1.4. Современные методы обескремнивания 21
1.4.1. Обескремнивание воды известью 21
1.4.2. Обескремнивание воды солями железа и алюминия 22
1.4.3. Магнезиальный метод обескремнивания воды 23
1.4.4. Сорбционный метод обескремнивания воды 25
1.4.5. Обескремнивание воды электрокоагуляцией 27
1.5. Выводы по главе и поставленные задачи диссертационной работы 38
Глава 2. Объекты и методы исследований 40
2.1. Методика исследований 40
2.1.1. Объекты исследований 40
2.1.2. Приборы и оборудование 42
2.1.3. Экспериментальная установка 42
2.1.4. Методы исследований 44
2.1.5. Критерии оценки процесса электрокоагуляции 45
2.1.6. Погрешности измерений 45
2.2. Гидравлическое моделирование электрокоагулятора 46
2.3. Теоретические основы очистки воды электрокоагуляцией 48
2.3.1. Механизм очистки 48
2.3.2. Стадии очистки 48
2.3.3. Электродные процессы 50
2.3.4. Процессы, протекающие в объеме электролита 54
2.3.5. Пленочная и адсорбционная теории пассивности металлов 59
2.4. Выводы по главе 62
Глава 3 .Экспериментальная часть 64
3.1. Исследования влияния основных технологических параметров .
электрокоагулятора на эффективность обескремнивания воды 64
3.1.1. Влияние материала электрода 64
3.1.2. Влияние концентрации алюминия 6 5
3.1.3. Влияние величины плотности тока 69
3.1.4. Влияние времени обработки 72
3.1.5. Влияние скорости движения воды 72
3.2. Исследование процессов, протекающих в электрокоагуляторе 76
3.3. Исследование механизма удаления кремния электрокоагуляцией 80
3.4. Исследование прерывистого режима электрокоагуляции 84
3.5. Влияние времени обработки воды электрокоагуляцией на удельный расход электроэнергии 88
3.6. Влияние железа и марганца, содержащегося в воде на эффективность обескремнивания электрокоагуляцией 90
3.7. Выводы по главе 94
Глава 4. Математическая обработка экспериментальных данных 96
4.1. Определение оптимальной плотности тока при обескремнивании электрокоагуляцией 96
4.2. Модель снижения концентрации кремния электрокоагуляцией от основных технологических параметров электрокоагулятора 104
4.3. Определение зависимости удельного расхода электроэнергии 110
4.4. Определение уравнений множественной регрессии остаточных концентраций кремния, железа и марганца в воде после электрокоагуляции по методу Брандона 112
4.5. Выводы по главе 117
Глава 5. Технология очистки подземной воды тюменского региона с использованием электрокоагуляции и оценка ее экономической эффективности 118
5.1. Технологическая схема очистки 118
5.2. Вариант реконструкции станции очистки подземной воды Новотарманск с использованием электрокоагуляции 122
5.2.1. Анализ существующей схемы очистки 122
5.2.2. Технологическая схема варианта реконструкции станции очистки воды 124
5.3. Оценка экономической эффективности использования электрокоагуляции для удаления кремния 126
5.4. Рекомендации к расчету электрокоагуляторов для обескремнивания воды 137
5.5. Выводы по главе 141
Основные выводы по диссертации 142
Список литературы 143
