Введение
1 Анализ современных методов очистки питьевых и сточных вод от фенолов 11
1.1 Фенол, его токсичность и влияние на качество воды и организм человека 11
1.2 Обзор существующих методов очистки сточных вод от фенолов 13
1.3 Выводы 22
2 Обоснование возможности интенсификации процесса озонирования воды гидродинамической кавитацией . 24
2.1 Озон, его строение и свойства 24
2.2 Применение озона для глубокой очистки фенолсодержащих вод 27
2.2.1 Механизм реакции озона с фенолом 27
2.2.2 Токсичность продуктов, образующихся при окислении фенола озоном 31
2.3 Применение озона для очистки и обеззараживания вод, используемых для питьевых целей 33
2.3.1 Применение озонирования на различных стадиях водоподготовки 34
2.3.2 Обеззараживание воды озоном 36
2.4 Смешение озона с водой 38
2.4.1 Конструкции контактных аппаратов, применяемых для смешения озона с водой 40
2.5 Научные предпосылки применения явления гидродинамической кавитации для интенсификации процесса очистки воды 44
2.5.1 Сущность и классификации явления кавитации 44
2.5.2 Взаимосвязь интенсивности кавитационного перемешивания с эрозионной активностью гидродинамической кавитации 47
2.5.3 Анализ факторов, влияющих на интенсивность кавитации в гидродинамических установках 50
2.6 Химические явления, возникающие при кавитации и их возможность влиять на процесс очистки воды 53
2.7 Выводы 54
3 Программа и методика экспериментальных исследований 56
3.1. Программа экспериментальных исследований 56
3.2 Методика проведения экспериментальных исследований по определению влияния гидродинамической кавитации на основные показатели качества воды 57
3.3 Методика проведения сравнительных экспериментальных исследований по определению эффективности смешения двухфазных потоков с использованием кавитационного и эжекционного смесителей 58
3.4 Общая методика проведения экспериментальных исследований по определению влияния различных факторов на процесс очистки воды от фенола и определению их оптимальных значений 61
3.4.1 Описание лабораторной экспериментальной установки и её основных узлов 63
3.4.2 Техника безопасности при работе с озоном и методика определения концентрации озона в воздухе 74
3.4.3 Выбор критерия оптимизации и основных факторов варьирования 75
3.4.4 Методика определения концентрации фенола в воде 76
3.4.5 Методика проведения экспериментальных исследований 79
3.4.6 Выбор значений основных факторов, влияющих на процесс очистки воды 80
3.4.7 Методика проведения многофакторного эксперимента по оптимизации факторов, влияющих на процесс очистки воды от фенола 83
3.4.8 Оценка погрешности измерений 87
3.4.9 Выводы 88
4 Результаты экспериментальных исследований 89
4.1 Результаты исследований по определению влияния гидродинамической кавитации на улучшение основных показателей качества воды 89
4.2 Сравнительные результаты использования кавитационного и эжекционного смесителей и их результаты 92
4.3 Построение математической модели процесса очистки воды от фенола методом реализации пятифакторного эксперимента (по плану 25"2) 98
4.4 Построение математической модели очистки воды от фенола методом реализации полного трехфакторного эксперимента (по плану 23) 103
4.5 Крутое восхождение к максимуму функции отклика 112
4.6 Выводы 114
5 Результаты экспериментальных исследований, проведенных в реальных условиях 115
5.1 Исследование процесса очистки промышленных сточных вод фанерного комбината "Красный якорь" г. Слободского 115
5.2 Исследование влияния озонированных производственных сточных вод комбината на микроорганизмы биофильтра 125
5.3 Исследования совместного влияния озонирования и кавитации на улучшение качества водопроводной воды 127
5.4 Оценка экономической эффективности применения методов очистки воды от фенола озонированием 131
5.5 Выводы 140
Общие выводы 141
Библиографический список использованной литературы 143
Приложения 155
