Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы обезжелезивания и деманганации подземных вод
1.1. Роль подземных вод в балансе питьевого водоснабжения 11
1.2. Качество подземных вод 15
1.3. Железо и марганец в питьевой воде 18
1.4. Теоретические основы обезжелезивания и деманганации воды 20
1.5. Основные методы и технологии очистки подземных вод от железа и марганца 24
1.6. Преимущества и недостатки сорбционных технологий 43
Выводы по главе 51
Глава 2. Методические положения экспериментальных исследований 52
2.1. Состав и физико-химические показатели исследуемых минералов. 52
2.1.1. Брусит 52
2.1.2. Цеолиты 54
2.1.3. Карбонатные марганцевые руды 55
2.1.4. Оксидные марганцевые руды 56
2.2. Объекты исследования - водные растворы 57
2.3. Условия проведения экспериментов
2.3.1. Статические условия 58
2.3.2. Динамические условия 59
2.4. Основные критерии оценки процесса 59
2.5. Приборы и методы лабораторных исследований 62
2.6. Лабораторные стенды и установки 64
Глава 3. Результаты экспериментальных исследованийприродного и модифицированного брусита
3.1 Изучение адсорбционных свойств брусита по отношению к железу и марганцу 65
3.1.1. Кинетика сорбции железа и марганца на брусите 65
3.1.2. Изотермы сорбции железа и марганца.
3.2 Изучение адсорбционных свойств модифицированного брусита по отношению к железу и марганцу 72
3.3, Исследование влияния физико-химических и технологических факторов на сорбционные свойства брусита 77
3.3.1. В статических условиях. 77
3.3.1.1. Влияние удельной поверхности 77
3.3.1.2. Влияние рН среды 80
3.3.1.3. Влияние скорости перемешивания на сорбционную ёмкость брусита 83
3.3.1.4. Извлечение железа и марганца из поликомпонентных растворов 85
3.3.1.5. Влияние температуры модифицирования на сорбционную ёмкость брусита 87
3.3.1.6. Влияние температуры среды 88
3.3.1.7. Влияние продолжительности контакта сорбента с раствором металла.. 88
3.3.2. В динамических условиях. 89
3.3.2.1. Влияние удельной поверхности зерна сорбента. 90
3.3.2.2. Динамическая обменная ёмкость брусита. 91
3.3.2.3. Регенерация сорбента. 93
3.3.2.4. Влияние скорости фильтрации и концентрации элементов в растворе 94
3.3.2.5. Влияние совместного присутствия железа и мараганца в растворе на динамическую емкость брусита 95
3.3.2.6. Динамическая обменная ёмкость модифицированного брусита 96
3.4. Механизм взаимодействия брусита с ионами марганца и железа 97
3.5. Математическое моделирование процесса адсорбции 107
Выводы по главе ИЗ
Глава 4. Экспериментальные исследования сорбцноныо каталитическнх свойств марганцевых руд 116
4.1. Изучение адсорбционно-каталитических характеристик карбонатных марганцевых руд 116
4.1.1. В динамических условиях 116
4.1.2. В статических условиях 122
4.1.3. Механизм взаимодействия ионов железа и марганца с карбонатными марганцевыми рудами
4.2. Изучение каталитической активности оксидных марганцевых руд 127
4.2.1. Механизм взаимодействия ионов железа и марганца с оксидной марганцевой рудой 127
Выводы по главе 130
Глава 5. Технологические схемы очистки подземных вод с применением сорбентов и катализаторов 131
5.1. Разработка принципиальной технологической схемы 131
5.1.1. Статический режим работы 131
5.1.2. Динамический режим работы 133
5.2. Экспериментальные исследования на природной подземной воде 134
5.2.1. Применение оксидных марганцевых руд 134
5.2.2. Цикл экспериментальных исследований на природной воде станции обезжелезивания ННЦ.
5.2.2.1. Существующая схема, показатели очистки, существо проблемы 135
5.2.2.2. Исследование двух схем применения брусита 139
5.2.2.3. Исследования сорбционных свойств брусита на природной воде 142
5.2.2.4. Применение марганцевых руд для очистки подземных вод ННЦ 143
5.2.3. Рекомендуемая технология и схема очистки с применением природных и модифицированных сорбентов.. 146
5.3. Технико-экономический расчет использования технологии очистки воды с применением природных катализаторов 148
Выводы по главе 149
Заключение 150
Список литературы
