Введение
1 . Состояние проболемы очистки воды 11
1.1 .Современные концепции очистки воды 11
1.2.Влияние природных и антропогенных загрязнителей на процессы очистки воды 19
1.2.1.Идентификация растворенных органических соедине ний в процессе подготовки питьевой воды 19
1.2.2.0бразование тригалогенметанов при хлорировании органических соединений в водной среде 26
1.2.3. Тестирование исходной и питьевой воды на токсичность 39
1.3.Барьерная роль очистных сооружений в санитарно гигиенической надежности качества питьевой воды 45
Выводы 61
2. Исследование закономерностей взаимодей ствия озона с основными инградиентами поверх ностных вод 63
2.1 .Описание экспериментальной установки 63
2.2.Исследование взаимодействия озона с неорганически ми и органическими веществами, содержащимися в поверх ностных водах 65
2.3 . Исследование действия озона на бактерии, вирусы и планктон 86
2.4.Исследование действия хлора и озона на гидробионты 88
2.4.1 .Люминисцентная микроскопия 88
2.4.2.Мето дика проведения исследования 91
2.4.3.Результаты исследований действия хлора и озона на гидробионты 92
Выводы 96
З. Разработка новых аппаратов и устройств, повышающих эффективность озонирования воды 97
3.1 .Повышение эффективности технологии синтеза озона 97
3.2.Повышение эффективности устройств воздухоподго
товки 99
3.2.1.Разработка устройств для осушки газа с использова нием эффекта закрученного потока 99
3.2.2.Конструктивная схема и принцип работы вихревого осушителя 102
3.2.3.Разработка компактных аппаратов комбинированно го типа для осушки воздуха 104
3.3.Разработка аппаратов синтеза озона, работающих на повышенной частоте 108
3.4.Создание блочных установок синтеза озона 122
3.5.Разработка устройств и аппаратов обработки воды озоном 127
3.5.1 .Повышение эффективности работы барботажных камер 127
3.5.1.1. Определение формы и общей поверхности пузырьков озона при его распылении в воде 129
3.5.1.2.Исследование пористых материалов, изготовленных на базе порошковой металлургии 137
3.5.2.Исследование и разработка устройства для введения озона в технологический трубопровод 143
3.5.2.1.Устройство и принцип действия аппарата 143
3.5.2.2.Разработка экспериментального стенда и методика проведения эксперимента 152
3.5.2.3.Математическое описание процесса течения закрученного потока в трубопроводах 159
3.5.2.4.Экспериментальная зависимость концентрации остаточного озона в воде от угла дополнительного ввода воды 164
3.5.2.5.Экспериментальное распределение скоростей и давления в трубопроводе 171
3.5.2.6.Теоретические основы расчета по определению длины пути смешения после закрутки и экспериментальное нахождение длины закрученного потока в технологическом трубопроводе 178
3.5.2.7.Обобщение опытных данных по озонированию воды в технологическом трубопроводе 191
З.б.Разработка метода стабилизации озона в водных растворах 198
Выводы 201
4. Исследование и разработка новых экологи чески чистых технологий подготовки питьевой воды 204
4.1.Исследование качественного и количественного состава фито- и зоопланктона р.Оки 204
4.2.Исследование состава фито- и зоопланктона Горьков ского водохранилища 215
4.3.Исследование аккумулирующей способности гидро- бионтов по задержанию органических загрязнений 230
4.3.1.Аккумуляция капролактама 230
4.3.2.Аккумуляция аминов (диэтиламина) 235
4.3.3.Аккумуляция хлороформа 240
4.4. Исследование эффекта очистки воды естественным биоценозом .253
4.5.Разработка конструкции устройства для предварительной обработки воды естественным биоценозом и технологии подготовки питьевой воды 258
4.6.Разработка технологий и установок очистки природных вод для малых населенных пунктов 279
Выводы 305
5. Разработка и внедрение технологий подготовки питьевой воды 307
5.1.Исследование и модернизация водопроводных станций Нижнего Новгорода 307
5.2.Реконструкция водопроводной станции г.Заволжье (Горьковское водохранилище) 319
5.3.Реконструкция водопроводной станции г.Лысково (озера Лысковской сельхознизины) 327
5.4.Реконструкция водопроводной станции поселка Гидроторф (подземный источник) 331
5.5.Реконструкция водопроводной станции г.Семенов (р.Керженец) 335
Выводы 341
6. Разработка новых концепций моделирования процессов очистки воды 343
6.1.Базовые методы, используемые при моделировании многокомпонентных процессов 343
6.2.Графо-аналитическое моделирование как альтерна тивный метод математического моделирования 348
6.2.1.Геометрические принципы решения аналогов технологических задач 349
6.2.1Л .Задача на инцидентность 351
6.2.1.2.3адача на пересечение 351
6.2.1.3.Нахождение оптимумов 354
6.3.Динамическое моделирование в графо-аналитической интерпретации 357
6.3.1.Новые концепции графо-аналитичекого метода в имитационном моделировании 357
б.З.І.І.Теоретичес іе основы конструирования дина мических моделей в п-т рном пространстве 358
6.3.1.2.Аналитит- г интерпретация конструирования динамических моделе мерном пространстве 361
6.4.Разработка ком ксной методики организации технологического процесса очистки воды 363
6.4.1 .Особенности планирования эксперимента 364
6.4.2.Мето дика определения оптимальных характеристик
процессов очистки воды 368
6.4.2.1 .Определение необходимого числа повторов 371
6.4.2.2.0пределение воспроизводимости опытов 372
6.4.2.3.Определение минимально необходимого количества опытов 372
6.4.2.4.Ранжирование факторов по степени их влияния на исследуемый процесс 374
6.4.2.5.Анализ экспериментальных данных 376
6.4.2.5 Л .Устранение грубых ошибок 376
6.4.2.5.2.Нахождение среднего квадратичного отклонения 377
6.4.2.6.Построение модели 377
6.4.2.6.1.Подбор эмпирических кривых, определяющих поверхность отклика 377
6.4.2.6.2.Проверка модели на адекватность 378
6.4.3.Решение оптимизационных задач 378
6.5.Практическая реализация разработанной модели очистки воды 380
6.5.1.Удаление марганца из воды с использованием перманганата калия 381
6.5.2.Удаление марганца из воды окислительно-реагент ным способом повышенными дозами хлора 390
6.5.3.Очистка питьевой воды от циклогексанола 395
6.5.4.Определение значений регулируемых факторов при заданной величине одного из выходных параметров 397
6.5.5.Определение общей области выбора факторов 402
6.5.6.Описание программного обеспечения, реализую щего модель процесса очистки воды 404
Выводы 434
Заключение 435
Список использованной литературы
