автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Физико-химические процессы в кипящем слое доломита под действием ультразвука и разработка установки для доочистки питьевой воды

I,

у

I, I

0034Ьииэх

На правах рукописи

Мнлушкнн Владимир Михайлович

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ ДОЛОМИТА ПОД ДЕЙСТВИЕМ УЛЬТРАЗВУКА И РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ ДЛЯ ДООЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Специальность 05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 НИЗ

Томск-2009

003490091

Работа выполнена в ОСП Научно-исследовательском институте высоких напряжений Томского политехнического университета.

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор

Александр Петрович Ильин

Официальные оппоненты: Доктор технических наук профессор Заслуженный деятель науки РФ, доктор химических наук, профессор

В.В. Вольхин

В.В. Коробочкин

Ведущая организация: ОАО «Сибирский химический комбинат» Федерального Агентства по атомной энергии

Защита состоится «19» января 2010 г. в 14 час. на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.269.08 при Томском политехническом университете по адресу: 634050, г.Томск, прЛенина, 30, корп.2, ауд.117, т.(3822) 563169

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского Политехнического университета. Автореферат разослан « 16» декабря 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат технических-н

доцент

С

Т.С. Петровская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Существующие в Российской Федерации системы водоподготовки, в основном, не обеспечивают качества питьевой воды соответствующего стандартам ВОЗ. Кроме того, существует проблема аварийных сбросов различных загрязняющих веществ, которые из-за инерционности работы служб по надзору могут попасть в питьевую воду.

Выбор исследуемых примесей тяжелых металлов,

таких как Ре2+ и Ре3+, Мп2+ , 8Ю2 пН20 связан с использованием в ряде регионов России подземных вод для водоснабжения населения. Даже после очистки на станциях водоподготовки эта вода содержат значительные количества вредных примесей.

Существует также проблема интенсивной коррозии в связи с использованием, водопроводных труб, изготовленных из низколегированных сталей. В результате этого в питьевую воду попадают примеси железа, никеля, марганца, дополнительно загрязняющие воду.

Анализ существующих систем водоочистки показал, что рационально очищать воду непосредственно у потребителя. Для этого необходимо использовать малогабаритные, автоматизированные установки для доочистки -поступающей по городским сетям воды. Очищенная вода должна поступать потребителям по отдельной сети, изготовленной из современных материалов.

На основе ранее проведенных исследований и анализа литературы в качестве сорбента был выбран минерал доломит.

Для исследования процессов очистки воды в качестве предмета исследования были выбраны растворы, содержащие растворимые примеси следующих тяжелых металлов: Сс12+, РЬ2+, Си2+, гп2+, №2+. С точки зрения их химических свойств именно эти металлы при определенных условиях способны образовывать труднорастворимые карбонаты и гидроксиды. Актуальность очистки воды от этих примесей связана с отсутствием государственной системы утилизации ртути (ламп дневного света), автомобильных аккумуляторов (РЬ2+), отходов гальванических производств (Си2+, №2+, Хп2+) и отходов электроники

(С(12+, Си2+) и, как следствие, попаданием их в источники питьевой воды потребляемой населением.

Предмет исследования - модельные растворы, содержащие добавки солей тяжелых металлов, питьевая вода Томского водозабора. Объект исследований - малогабаритная установка доочистки питьевой воды.

Цель работы: разработка установки для доочистки питьевой воды на основе исследований физико-химических процессов осаждения растворимых примесей тяжелых металлов в кипящем слое доломита. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи.

1. Исследовать изменение состава, структуры и свойств поверхности природного доломита при акустическом действии, сопровождающемся кавитационными процессами.

2. Исследовать зависимость концентрации примесей Ре2+ и Ре3+, Н§2+, Сс12+, РЬ2+, Си21, Тх\\ №2\ Мп2+, 8Ю2 пН20 от времени акустического действия, от массы загрузки доломита и определить истираемость доломита в кипящем слое под действием ультразвука (УЗ).

3. Исследовать состав и морфологию продуктов взаимодействия доломита с примесями Ре2+ и Ре3+, Нц2+, Сс12+, РЬ2+, Си2+, №2+, Мп2+, БЮг-пНгО в режиме кипящего слоя под действием УЗ и в статических условиях.

4. На основе анализа экспериментальных и теоретических данных предложить схему физико-химических процессов, протекающих в кипящем слое доломита.

5. Разработать технологическую схему и комплект технической документации для изготовления малогабаритной автоматизированной установки.

6. Изготовить установку для получения питьевой воды, удовлетворяющую санитарным нормам Российской Федерации и включающую в себя блок аэрации, блок ультразвуковой обработки в кипящем слое, осветлитель, сорбционный фильтр и пульт автоматики.

Научная новизна исследований.

- установлена интенсификация физико-химических процессов сорбции при использовании ультразвукового воздействия на доломит путем создания кипящего слоя. Время удаления примесей тяжелых металлов сократилось с 1,4 до 12,1 раз за 5 с обработки.

- установлено, что взаимодействие ультразвуковых волн с частицами доломита приводит к образованию активной к сорбции мелкой фракции доломита, которая подвергается гидролизу с образованием фазы кальцита и менее растворимого гидроксида магния. В то же время поверхность частиц доломита непрерывно обновляется за счет ее разрушения ультразвуком.

- установлено, что при взаимодействии с водой протекают процессы растворения доломита, таким образом, что устанавливается равновесие, не приводящее к увеличению жесткости и рН воды. В процессе и после обработки ультразвуком доломита в кипящем слое устанавливается равновесие между доломитом, взвесью измельченного доломита, примесями и водой, способствующее сорбции растворимых примесей из воды.

Положения выносимые на защиту:

1. процессы взаимодействия доломита с водой и растворимыми примесями тяжелых металлов, протекающие под действием ультразвука в кипящем слое доломита и при установлении равновесия в системе доломит-раствор;

2. обоснование ускорения процессов сорбции, растворения, кристаллизации, сокристаллизации, соосаждения, сокристаллизации растворимых примесей тяжелых металлов за счет увеличения площади активной к сорбции поверхности измельченного ультразвуком доломита;

3. при обработке воды в кипящем слое доломита происходит быстрое (5-10с) осажденке растворимых примесей тяжелых металлов, после чего поверхность исходного и измельченного доломита покрывается кремниевыми кислотами, и процесс очистки замедляется.

Практическая значимость работы:

Разработана и испытана малогабаритная установка производительностью 0,1м3/ч, которая обеспечивает доочистку питьевой воды от следующих примесей: от железа(Н) и (III); ртути(П); кадмия(П); свинца(И); меди(Н); цинка(Н); кремниевых кислот от 1,6 до 13,5 раз. На устройство для обработки воды в кипящем слое доломита под действием ультразвука получено положительное решение по заявке на патент Российской Федерации.

Применение ультразвука для создания кипящего слоя доломита позволяет повысить скорость отделения растворимых примесей от воды: время осаждения примесей составляет 5-1 Ос.

Установка производительностью 0,1 м3/час позволяет доочистить 72 м3 в месяц. Месячный расход доломита при непрерывной работе установки составляет не более 1,5 кг.

Автоматизирован процесс доочистки питьевой воды, позволяющий снизить затраты на обслуживание в процессе эксплуатации установки. Автоматизация выполнена на основе отечественной элементной базы.

Энергозатраты на доочистку 1м3 воды не превышают 5кВт. Конструкция установки предусматривает транспортирование воды в установке под действием сил гравитации (самотеком).

Личный вклад автора. Лично автором проведено планирование, проведение экспериментов и обработка полученных данных. При выполнении диссертационной работы основные эксперименты по действию ультразвука лично выполнены соискателем. Лично автором составлена проектная документация и разработана документация по автоматизации малогабаритной установки, а также проведена сборка и пуско-наладочные работы.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы и ее отдельные разделы были доложены и обсуждались: на Всероссийской заочной электронной научной конференции февраль 2009 г.; на VI Всероссийской научно-практической конференции «Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управления

рисками», г. Пенза, январь 2009 г.; на 15-ой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, г.Кемерово, март 2009 г.; VII Международной научно-практической конференции «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России», г.Пенза, апрель 2009г.; на ХЬУИ Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс», г.Новосибирск, апрель 2009 г.; на 4-ой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов», г.Саратов, апрель 2009 г.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы три статьи в журналах, рекомендуемых ВАК РФ, б тезисов докладов, получен патент РФ на «Устройство для очистки воды от растворимых примесей железа и марганца», №85470.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из пяти глав, заключения и выводов, изложенных на 132 страницах машинописного текста, содержит 15 рисунков, 20 таблиц, список литературы, включающей 110 наименований, и приложений №1 (чертежи на установку), №2 (акты об использовании результатов).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы, рассмотрены проблемы очистки воды и возможные пути их решения, сформулирована цель и задачи исследований, показаны научная новизна, теоретическая и практическая значимость полученных результатов.

В персон главе рассмотрено состояние и проблемы, связанные с обеспечением населения качественной водой. Приведено описание различных методов очистки питьевой воды, а также кратко рассмотрены проблемы влияния растворимых примесей тяжелых металлов на организм человека.

Приведен обзор достигнутых результатов по очистке воды от примесей при использовании доломита в различных устройствах, возможные пути модифицирования доломита с целью увеличения скорости сорбции и увеличения сорбционной емкости. Отмечено, что при

создании кипящего слоя посредством механического воздействия на доломит было достигнуто интенсифицирование процессов сорбции, но этого оказалось недостаточно, чтобы заметно увеличить производительность метода. Для дальнейшего увеличения скорости сорбции, а следовательно, и производительности предложено повысить мощность воздействия. На основе анализа литературных данных обоснованы цель и задачи диссертационной работы.

Во второй главе дано описание свойств, состава и структуры доломита, а также были выбраны материалы, допущенные для длительного контактирования с питьевой водой, с целью их использования в разрабатываемой установке. Для определения фазового состава проводили рентгенофазовый анализ (дифрактометр ДРОН-З.О, излучение Cuka). Для изучения микроструктуры в работе использовали растровый электронный микроскоп Jeol-840. Элементный состав поверхности исследовали с помощью приставки Link, (точность определения ±0,01 %мас, глубина зондирования 5нм). В работе также использовался метод ИК-спектроскопии для исследования соединений, образующихся на поверхности осадков в процессе сорбции. Необходимость в использовании этого метода связана с рентгеноаморфностью осадков. ИК-спектры также записывали с помощью спектрофотометра М-80 в диапазоне частот излучения 4004000 см"1. Термогравиметрический анализ исследуемых образцов проводили с использованием термоанализатора Q-600 в режиме линейного нагрева в интервале от 20 °С до 1000 °С со скоростью нагрева 10 °С/мин в атмосфере воздуха. Подготовку экспериментов начинали с механического измельчения доломита в шаровой мельнице с последующим фракции путем просеивания на калиброванных ситах, размер ячеек составлял 1,2,4,6,8 мм. Модельные растворы объемом 250мл обрабатывались порциями в течении определенного времени. Анализ содержания растворимых примесей тяжелых металлов проводили по стандартным методикам с использованием фотоколориметрии (фотометр КФК-3-01). Для определения рН использовали рН-метр- «рН-150М».

Мутность воды определяли фотометрически путем сравнения проб исследуемой воды со стандартными суспензиями. Мутность (в мг/дм3) определяли по соответствующему градуировочному графику.

Работа установки происходит следующим образом. Очищаемую воду из емкости с модельным раствором подавали в емкость, в которую засыпали сорбционную загрузку доломита в виде фракций 2,4,6 мм, к дну которой присоединен источник ультразвука (у=22кГц, \У=0,15Вт/см2). Под воздействием источника ультразвуковых колебаний частицы доломита создают кипящий слой, в котором частицы хаотически соударяются друг с другом, образуя мелкодисперсную сорбционно-активную взвесь, которая увеличивает скорость очистки загрязненной воды. Очищенная вода подается в осветлитель, далее вода поступает в приемную емкость.

В третьей главе экспериментально показано что при действии ультразвука (0,15 Вт/см2) на доломит (размер частиц 2,4,6мм) его истираемость (расход) составляет - 0,53 мас.% в час, что позволяет отнести предлагаемый метод очистки воды к квазибезреагентному. По данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии состав поверхности доломита представлен следующими элементами (табл.1).

Таблица 1. Состав поверхности доломита (по РФЭС).

Элемент А1 81 Р Са мв Ре Мп

Содержание элемента, % мае. 0,0 0,3 0,1 97,0 2,5 0,1 0,0

Согласно микрофотографиям поверхность доломита в процессе обработки ультразвуком разрушается, при этом видимые продукты адсорбции примесей не наблюдали (рис.1).

Содержание всех примесей в модельном растворе за время действия ультразвука снижается: цинка(Н) в 1,4 раза; кадмия(П) в 3,3 раза; свинца(И) в 2,6 раза; меди(И) в 2,6 раза (рис.3). Необходимо отметить, что медь(И) лучше сорбируется из ее индивидуального модельного раствора (уменьшение в 4,9 раза), чем из смеси примесей: уменьшение составило только 2,6 раза.

ля» .•<• m»- *

4t

w

примеси железа (I!) и (¡11) б) примеси Си(11), Сс/(П), 2п(11), РЬ(П)

Рис.1. Микрофотографии поверхности доломита после его обработки в модельных

растворах.

Результаты обработки ультразвуком раствора, содержащего одновременно примеси цинка(Н), кадмия(1Г), свиица(И), меди(П), представлены на (рис.2).

4,М * 3,50 I 3,00 S.2.50

I 2,00

? 1,50 £ 1,00 0,50 0,00

ч- Zn

х

-

--«i

20 40 ßO 00 100 120 140 Масса, г

s

\ Cd

--.——

~ Z3

О 80 100 120 140 160 Масса, г

a) Cu(II),Zn(II) б) Cd(ll), РЬ(И)

Рис.2. Зависимость концентраций растворимых примесей or времени обработки в кипящем слое доломита «од действием ультразвука (масса загрузки 20 г).

Увеличение времени воздействия ультразвука при постоянной массе доломита (20г) привело к снижению содержания примесей. При времени обработки 40с - цинка(Н) в 1,7 раза. При времени обработки 80с: железа(П) и (III) в 12,1 раз; ртути(Н) в 2,8 раз; кадмия(П) в 2,5 раза; меди(Н) в 4,9 раза. При времени обработки 160с концентрация свинца(П) снизилась в 4,0 раза.

Увеличение массы доломита при постоянном времени воздействия (Юс) ультразвука также привело к снижению содержания примесей. При массе доломита i 60 г уменьшение составило: железа(Н) и (111) в 13,5 раз;

цинка(И) в 1,4 раза; меди (II) в 4,6 раза. При массе доломита 80 г концентрация снизилась: кадмия (II) в 3,3 раза; свинца (II) в 4,0 раза.

Результаты определения содержания элементов в осадке в зависимости от способа создания кипящего слоя (наработки сорбционной взвеси) представлены в табл. 2.

Таблица 2. Содержание элементов в осадке (по данным РФЭС)

Способ создания кипящего слоя для обработки водопроводной воды Модельный раствор Содержание элементов в осадке*, % мае

Са Ре

под действием потока воды водопроводн ая вода 100 - -

под действием ультразвука водопроводн ая вода 96,7 0,83 2,46

Содержание мапшя(Н) не определяли.

Данные рентгенофазового анализа показали, что основная фаза в составе осадка - кальцит.

Положительным является результат осаждения примеси кремниевых кислот вследствие истирания доломита в кипящем слое под действием ультразвука: образующаяся взвесь является активной. С увеличением времени обработки доломита ультразвуком концентрация кремниевых кислот медленно снижается. Согласно данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) на поверхности осадка после обработки водопроводной воды в течение 10 с наряду с Са (95,08 %) и Ре (1,06 %), был обнаружен (3,86 %) (табл. 2).

В четвертой главе представлены результаты исследования процессов, протекающих при взаимодействии акустических волн с водой и с измельченным доломитом.

Ультразвуковое воздействие приводит к интенсивному перемешиванию воды и других компонентов системы. В воде, не насыщенной газами, акустические колебания в объеме перемещают воду путем знакопеременных колебаний, амплитуда которых, в первую

очередь, зависит от мощности излучателя. Частота 22 кГц соответствует длине акустической волны 1=45 мкм. Молекулы Н20 лишь колеблются около положения равновесия. При этом линейная скорость перемещения акустической волны У(бегущей волны) в пространстве равна скорости распространения звука в исследуемой среде. В локальном объеме пространства с интервалом ~45 мкм в Н20 образуются зоны повышенного и пониженного давления. При этом существенных изменений в составе раствора не происходит.

При достаточной мощности Е акустического поля давление в акустической волне может превышать или быть ниже атмосферного в тысячи раз. Если мощность ультразвука высока, то понижение давления происходит быстро, наблюдается быстрый разрыв сплошности среды (воды) и образование газовых пузырьков, т.е возникает кавитации. Акустическая кавитация характеризуется малыми размерами образующихся пузырьков (диаметр 10"3 — 10"2см) и происходит под действием энергии высокой плотности (] > 10м Дж/с-м2).

При наличии частиц доломита в воде наблюдаются процессы отражения, преломления ультразвуковых волн, кавитация происходит и на поверхности доломита, что приводит к образованию кипящего слоя. Согласно электронномикроскопическим снимкам (рис.3) поверхность частиц доломита характеризуется сколами.

- 4

^ЭЯг-™-*««-,

V. е- л.

а)время обработки 320 с

Щх ■ ■■«...У:;/' г;--;.

* "»1 ШЩШШ Щ

; МШШШ аи I ШЙИЙ^

¡МЙ1 Ш мШшт в ЯвВ

б) время обработки 20 с

Рис.3. Микрофотографии поверхности доломита после обработки модельных

растворов.

На ней практически отсутствуют осажденные примеси и не образуются кристаллы, как это имеет место на доломите в условиях механического

12

воздействия. В условиях кавитации на доломите образуются отверстия. Размеры отверстий, составляют ~ 1 мкм, что соответствует размерам кавитационного пузырька в момент его схлопывания. При этом давление в кавитационном пузырьке достигает 103 атм.

Изучаемые в работе примеси катионов тяжелых металлов делятся на окисляющиеся (Ре21, Мп2+, РЬ2+) и устойчивые к окислению (Ре3+, Н§2+, Сс12+, Си2+, Ъ^^), поэтому влияние продуктов деструкции воды при кавитации возможно лишь на Ре2+ ,Мп2+ и в меньшей степени - на РЬ2+.

Выведение системы из равновесия: вынужденные процессы при действии ультразвука на доломит в воде АС°>0. При действии

ультразвука происходило кавитационное разрушение доломита и механическое взаимодействие между частицами доломита и последующее взаимодействие с примесями в растворе. Эти процессы в работе предлагается рассматривать как вынужденные процессы — первую стадию взаимодействия ультразвука с системой: доломит- Н20. Таким образом, при действии ультразвука происходит интенсивное перемешивание воды, доломита, воды и доломита. В акустической волне эти процессы протекают за счет сжатий и разряжений, различия в плотности воды и доломита, соударения частиц доломита. При этом наблюдается деструкция воды с образованием следующих продуктов, при соответствующих энергозатратах:

Н20 -» Н2 + I /202 (240,75 кДж/моль) И + Н + 1/202 -> Н + Н + О (495,94/2 кДж/моль) Н + 0Н-»Н+Н + 0 (420,83 кДж/моль) Н20 -> Н + ОН (494,98 кДж/моль) Н20 —* 2Н + О (924,48 кДж/моль) Таким образом, энергетически наиболее выгоден процесс гомолитеческого разрыва химических связей в молекуле воды с образованием кислорода и водорода, что отражает двойственные окислительные и восстановительные свойства продуктов деструкции воды под действием ультразвука. Процесс образования ОН-радикалов, димеризация которых дает пероксид водорода, требует энергозатрат в 2 раза больше, что снижает вероятность их образования.

Самопроизвольные процессы АО°<О.В условиях кипящего слоя и интенсивного перемешивания на поверхности измельченного доломита, находящегося не в зоне действия ультразвука протекают процессы адсорбции, соосаждения, сокристаллизации примесей с продуктами гидратации и гидролиза доломита. Согласно результатам РФА диспергированный в воде доломит под действием ультразвука и после химического взаимодействия преимущественно состоит из фазы кальцита СаСОз.

В тоже время его анализ с помощью РФЭС показал, что в поверхностных слоях (5нм) содержится 1,1%мас. железа, имеющегося в исходном доломите и извлеченного из воды. При этом общая жесткость воды практически не изменилась, а значение рН воды возрасло с 7,4 до 7,6. Повышение рН также способствует осаждению примесей в виде гидроксидов. На основе эксперим'ентальных результатов и литературных данных предложена схема процессов, протекающих при очистке воды (рис.4). На схеме показаны процессы, протекающие при доочистке питьевой воды в разработанной установке, которые включают адсорбцию, растворение, кристаллизацию, сокристаллизацию, соосаждение, реакции обмена растворимых примесей, а также коагулирования нерастворимых в воде примесей, частиц доломита.

Сорбция примесей согласно схеме протекает в процессе фазового перехода: доломит-кальцит(соосаждение карбонатов) и при гидролизе карбоната магния и при образовании Л%(ОН)2 (соосаждение гидроксидов). Согласно значениям ПР конечными продуктами растворения и гидролиза доломита являются кальцит СаС03 и гидроксид магния Мд(ОН)2.

В пятой главе представлены результаты изучения процесса очистки воды с помощью разработанной установки.

Эффективное отделение растворимых примесей с помощью доломита под действием ультразвука в целом не решает техническую задачу доочистки питьевой воды. Наработанная взвесь должна быть также удалена из воды.

СХЕМА ПРОЦЕССОВ

Под действием ультразвука (АС>0)

На поверхности измельченного доломита:

ПР 8 ПР5 СаМд(С03)2 + Н2С^6а£о3+^дЬо3

Мд2++ С032-

рфа

примеси

Установление равновесий0)

>■ примеси

после из

>}\ у3 Мд2* С032" + Саг+- СаСОз

1 Кн.п ПР *

ПР . ПР . , МО"» 3-Ю"5

СаМд(С03)2 ->|СаС03 + МдС03

Диссоц ^^ ИЗВОДЫ

(раств-ние || " Мд2" СО,2" + Са2*-доломита) II хш рр

Са- +Мвь + 2С032- 2Н^Й|(ОН)2 К°ТидролГа ^

Примеси

М8

са

Н8

- примеси МдС03+ 2Н* -»Мд2

МдС03 + Н20 <-> (МдОН)+ + НССГ3 (1-я ступень) '

пр 12 н2и ТС02

(МдОН) + Н20 «- М*» + Н* (2-я ступень)

Рис.4. Схема процессов, протекающих при очистке воды от растворимых примесей тяжелых металлов.

На микрофотографиях продуктов разрушения доломита видно, что они представляют собой частицы размером от 1 до 100 мкм. Для частиц менее 20 мкм осветление путем седиментации, а также центрифугированием для практических целей не пригодно. Поэтому в работе были изучены другие виды действия на скорость осаждения взвеси: действие электрического поля в условиях работы электрокоагулятора с нерастворимым анодом. При его работе (11=20 В, 1=3 А) в течение 0,29 ч наблюдалось снижение концентрации взвеси на 53,6 %, что недостаточно для получения доочищенной питьевой воды.

В установке применен осветлитель лабиринтного типа, в первой секции которого протекает заключительная стадия сорбционных процессов и устанавливается равновесие в суспензии доломита. Количество секций в осветлителе 10, ширина каналов 61мм и высота каналов лабиринта 352 мм были рассчитаны в соответствии с условиями прохождения осветляемой суспензии 0,03 л/с. Длина пути воды в осадителе составляет 3,6 метра. Осветлитель содержит 8 фильтров,

выполненных из нетканого полиакриламидного полотна (диаметр нитей 100 мкм) и установленных последовательно в каждом канале кроме первого и десятого каналов. Наличие крутых (90°) поворотов, соединяющих каналы между собой в верхней и нижней части осветлителя, создает неоднородное (турбулентное) гидродинамическое поле, способствующее коагулированию и выпадению частиц в осадок. Мелкие частицы доломита (<20 мкм) с адсорбированными примесями тяжелых металлов осаждаются на фильтрах из нетканого полотна за счет сорбционной активности функциональных групп на поверхности нитей фильтра. Результаты экспериментов представлены в табл.3.

Таблица 3, Результаты очистки воды от взвеси в лабиринтном осветлителе

До осадителя После осадителя

Оптическая плотность раствора 0,3313 0,0028

Концентрация, мг/л 19,41 0,0164

При производительности осветлителя 0,1 м3 в час достигается практически полное удаление взвешенных примесей из очищаемой воды.

После бака-накопителя в установке смонтирован фильтр с осажденным серебром на поверхности активированного угля, роль которого состоит в улавливании примесей в случае аварийного их попадания в очищенную воду.

Взаимодействие ультразвука с доломитом не является чисто механическим и сопровождается процессами растворения и гидролиза, в результате чего может повысится жесткость очищаемой воды. Для проверки этого предположения были проведены измерения концентрации солей жесткости и рН после обработки доломита ультразвуком. Результаты этих измерений показаны в табл.4.

После обработки жесткость воды практически не меняется, а содержание ионов кальция даже уменьшается на 2-3 % (табл.4). Кальций из доломита в небольших количествах переходит в растворимое состояние на уровне ионных равновесий в растворе.

Таблица 4. Зависимость жесткости, концентрации ионов кальция и рН от времени обработки водопроводной воды в кипящем слое доломита под действие ультразвука.

Время обработки, с Водопроводная вода

рК Жесткость общая, мг-экв/л Содержания кальция, мг/л

0 7,40 5,97± 0,9 95,06±4,4

5 7,48 5,86± 0,9 92,70+4,3

10 7,49 5,88± 0,9 93,10+4,3

20 7,52 5,94± 0,9 92,70± 4,3

40 7,53 5,91± 0,9 92,90+4,3

80 7,63 6,00± 0,9 93,10+ 4,3

пдк 6-9 7,0 180

При работе малогабаритной установки в штатном режиме объем поступаемой и дсочищаемой воды постоянен и равен 0,1 м3/час , скорость прохождения воды через установку составляет 0,03 л/с.(рис.5).

В случае выхода установки из штатного режима работы: при прекращении отбора очищенной воды и при повышенном отборе включается система автоматического регулирования. При прекращении водоразбора потребителями на установке предусмотрена система непрерывного циркулирования доочищенной воды через пружинный

17

клапан. В результате этого доочищенная Еода постоянно находится в системе подачи потребителям, постоянно циркулируя через резервуар чистой водой. При повышенном водоразборе включается система ограниченной подачи воды.

Результаты расчетов стоимости энергозатрат, используемых 'материалов, стоимости обслуживания, а так же расчет максимально возможного количества потребителей и плата за потребление 1м3 доочищенной воды в ценах 2009 года представлены в табл.5.

Таблица 5.0бобщеиная таблица основных технико-экономических показателей

Объем доочищенной воды, м3 1

Потребляемая мощность, кВт 5

Стоимость 1 кВт, руб. 1,26

Стоимость электроэнергии для доочистки 1 м3 воды, руб. 6,3

Объем доочищенной воды в месяц, м3 72

Стоимость электроэнергии для доочистки воды в месяц, руб. 453,6

Стоимость обслуживания в месяц, руб. 476,2

Общая стоимость доломита на месяц, руб. 0,26

Общая стоимость доочистки воды в месяц, руб. 930,1

Потребность человека в питьевой воде в месяц, л 90

Объем поставляемой доочищенной воды, л/месяц 72000

Максимальное возможное количество потребителей, человек 800

Плата 1 чел. за доочистку 90л воды, руб./месяц 1,16

Для автоматизации процесса доочистки питьевой воды разработан алгоритм (рис.6.), который позволяет проводить регулирование процесса в ручном и автоматическом режимах. Основные элементы блока автоматизации разработаны и произведены в России (компания «ОВЕН», г. Москва). Данные элементы являются относительно простыми и надежными, что позволяет настраивать, эксплуатировать и реализовать любой алгоритм работы автоматики.

Рис.6. Блок-схема системы автоматизации установки.

Рпс.8. Фотография малогабаритной установки для доочистен питьевой воды

!-бак аэрации, 2-6лок УЗ обработки; 3-пульт аэгомагихи; 4-осветлитель, 5-бак накопитель; 6-насос

Параметры малогабаритной установки доочистт питьевой воды (рис.7). По устойчивости к климатическим воздействиям установка соответствует исполнению УХЛ 2.2 по ГОСТ 15150-69. Рабочие условия эксплуатации: рабочий диапазон температур, от +2 до +40 °С; малогабаритная установка позволяет обеспечить доочищенной питьевой водой 800 человек в месяц, из расчета потребления 3 л/чел. в сутки.

ВЫВОДЫ

1. Впервые предложено использовать ультразвуковое воздействие на доломит в кипящем слое для очистки питьевой воды. Экспериментально показано, что отделение растворимых примесей тяжелых металлов при обработке воды в кипящем слое под действием ультразвука происходит за короткое время: 5-10 с.

2. При действии ультразвуковых волн наблюдаются процессы скола кристаллитов с поверхности доломита, соударение частиц доломита, кавитация и наработка дисперсного сорбента. Диспергированный доломит имеет высокую сорбционную активность за счет свежеобразованной поверхности. Поверхность доломита непрерывно обновляется, поэтому примеси осаждаются в основном на продукте диспергирования.

3. Изучена зависимость концентрации примесей от времени воздействия на кипящий слой доломита, при увеличении времени воздействия ультразвука до 160 с содержание примесей максимально снижается: цинка(П) в 1,7 раза; железа(Н) и (III) в 12,1 раза, ртути(Н) в 2,8 раз, кадмия(И) в 2,5 раза, меди(П) в 4,9 раза; свинца(Н) в 4 раза. При увеличении массы обрабатываемого ультразвуком доломита с 20 г до 160 г содержание примесей снижается- железа(П) и (III) более, чем в 13,5 раза, цинка(П) в 1,4 раза, кадмия(Н) в 3,3 раза, свинца(Н) в 4 раза, меди(И) в 4,6 раза.

4. Изучен состав и морфология продуктов взаимодействия доломита с водой и примесями в различных условиях. В процессе растворения доломита и его гидролиза образуются более труднорастворимые СаС03 и Mg(OH)2. При этом адсорбируются и соосаждаются с осадком примеси тяжелых металлов, и процесс сорбции замедляется.

5. Предложена схема физико-химических процессов, протекающих под действием ультразвука (вынужденные процессы, АС°>0), и процессов протекающих, в условиях установления равновесия (самопроизвольные процессы ДС°<0). В основу схемы положены процессы гидролиза, растворения, осаждения с учетом произведений растворимости веществ: концентрация солей жесткости не увеличивалась, роста рН не наблюдалось, в тоже время снижалось содержание кремниевых кислот в воде. Низкий расход доломита 0,53 %мас./час позволяет отнести предлагаемый метод очистки воды к квазибезреагентному способу.

6. Изготовлена и испытана автоматическая малогабаритная установка для доочистки питьевой воды производительностью 0,1 м3/ч, состоящая из блока аэрации; блока ультразвуковой обработки; блока осветления; блока накопления очищенной воды; угольного фильтра и блока подачи воды потребителям. Средства автоматизации установки изготовлены основе отечественной элементной базы. На устройство для очистки воды в условиях кипящего слоя под действием ультразвука от растворимых примесей тяжелых металлов получено положительное решение по заявке на полезную модель.

7. Разработанный метод обработки воды ультразвуком в кипящем слое доломита может быть рекомендован для очистки воды от растворимых примесей и других тяжелых металлов, образующих труднорастворимые осадки гидроксидов и карбонатов.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Милушкин В.М., Ильин А.П. Повышение сорбционной активности доломита в кипящем слое при действии ультразвука. // Успехи современного естествознания. 2009. №4. С.46-47.

2. Милушкин В.М., Ильин А.П. Применение природного доломита для очистки питьевой воды от растворимых примесей тяжелых металлов. // Материалы VI Всероссийская научно-практическая конференции Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управления рисками (ВК-2-9) Пенза, январь 2009г.

3. Милушкин В.М. , Ильин А.П. Физико-химические процессы отделения от воды растворимых примесей тяжелых металлов в кипящем слое измельченного доломита. // Материалы VII Международная научно-практическая конференция Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России (МК-4-9). Пенза, январь 2009г.

4. Милушкин В.М., Силицкая Е.С. Оценка эффективности очистки воды от примесей цинка(Н), кадмия(11), свинца(Н), меди(И) и ртути(Н) в условиях кипящего слоя доломита.// Материалы Международной научно-студенческой конференции (МНСК-47), г. Новосибирск, апрель 2009г.

5. Милушкин В:М., Назаренко С.Ю. Процессы сорбции примесей железа(П) и (III), меди(И) и ртути(П) в условиях кипящего слоя доломита под действием ультразвука. // Экологические проблемы промышленных городов. Сборник научных трудов. Часть 1.г.Саратов. 2009 г.

6. Патент № 85470 РФ МПК C02F 1/36 Устройство для очистки воды от растворимых примесей железа и марганца/Ильин А.П., Милушкин

B.М.-опубл. 10.08.2009. Бюлл. №22.

ИЗДАНИЯ РЕКОМЕНДОВАННЫЕ ВАК РФ

7. Милушкин В.М., Ильин А.П. Доочистка питьевой воды в кипящем слое доломита под действием ультразвука.// М.: Журнал «Экология и промышленность России», № 3, апрель, 2009г.

8. Милушкин В.М., Ильин А.П. СорбционнЫе процессы извлечения примесей тяжелых металлов из воды при действии ультразвука в кипящем слое доломита. // Журнал «Сорбционные и хроматографические процессы», Воронеж.2009, Т. 9, Вып. 02, с. 308-314.

9. Милушкин В.М., Ильин А.П. Интенсификация процессов извлечения примесей тяжелых металлов из воды при действии ультразвука в кипящем слое доломит// Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2009. Т. 8. Вып. 09.

C. 103-105.

Подписано к печати 14.12.2009. Тираж 100 экз. Кол-во стр. 22. Заказ № 76-09 Бумага офсетная. Формат А-5. Печать RISO/ Отпечатано в типографии ООО «РауШ мбх» Лицензия Серия ПД № 12-0092 от 03.05.2001г. 634034, г. Томск, ул. Усова 7, ком. 046 тел. (3822) 56-44-54

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

Введение.

ГЛАВА 1. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ И РАЗРАБОТКА

АППАРАТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ.

Введение.

1.1. Состав и содержание примесей в питьевой воде.

1.2. Биологическое действие примесей тяжелых металлов на организм человека и источники загрязнений.

1.3. Водоснабжение г.Томска.

1.4. Методы очистки питьевой воды от примесей тяжелых металлов.

1.4.1. Удаление железа и деманганация воды.

1.5. Доочистка питьевой воды.

1.6. Применение минерала доломита для очистки воды в кипящем слое.

1.7. Взаимодействие доломита с растворимыми в воде примесями тяжелых металлов.

1.8. Процессы обеззараживания воды при действии ультразвука.

1.9. Активирование неорганических сорбентов в процессах очистки воды при действии ультразвука. Постановка задач исследований.

ГЛАВА 2. СОВМЕСТИМЫЕ С ПИТЬЕВОЙ ВОДОЙ МАТЕРИАЛЫ. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ДОЛОМИТА И ПРОДУКТОВ ЕГО

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ВОДОЙ И ПРИМЕСЯМИ.

2.1 .Материалы, допущенные к изготовлению устройств по очистке питьевой воды.

2.2. Состав, свойства и структура доломита.

2.3. Рентгенофазовый анализ минералов.

2.4. Электронная микроскопия.

2.5. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.

2.6. ИК-спектроскопия осадков.

2.7. Дифференциальный термический анализ.

2.8. Определение истираемости доломита.

2.9. Методики определения концентрации примесей тяжелых металлов.

2.10.Механическое измельчение.

2.11. Методики приготовления модельных растворов.

2.12.Методика отделения дисперсного доломита от воды.

2.13. Описание модельной установки для проведения экспериментов по очистке воды.

ГЛАВА 3 ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ПРИМЕСЕЙ ЖЕЛЕЗА (И), (III), МАРГАНЦА (II), НИКЕЛЯ (И), РТУТИ (II), КАДМИЯ (И), СВИНЦА (II), МЕДИ (II) В СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ И В КИПЯЩЕМ СЛОЕ ДОЛОМИТА ПРИ ДЕЙСТВИИ УЛЬТРАЗВУКА.

3.1.Истираемость доломита при действии ультразвука.

3.2.0пределение статической сорбционной емкости измельченного доломита.

3.3. Параметры сорбционной активности доломита по отношению к растворимым примесям в условиях кипящего слоя доломита при действии ультразвука.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. МЕХАНИЗМ ОЧИСТКИ ВОДЫ ПРИ ДЕЙСТВИИ

УЛЬТРАЗВУКА НА КИПЯЩИЙ СЛОЙ ДОЛОМИТА.

4.1 .Диффузия и перемешивание раствора под действием ультразвука на доломит.

4.2. Термодинамика и кинетика отдельных стадий взаимодействия ультразвука с доломитом в кипящем слое.

4.3. Механизм взаимодействия доломита с водой и очистки воды от примесей тяжелых металлов.

4.4. Процессы диссипации энергии высокой плотности мощности в системе доломит - вода.

Выводы по главе 4.

ГЛАВА 5. КОНСТРУКЦИЯ УСТАНОВКИ И ЕЕ РАБОТА.

5.1. Седиментация продуктов измельчения доломита.

5.2. Изучение действия электрокоагулятора с нерастворимым анодом на взвешенные частицы.

5.3. Изучение работы блока осветлителя разрабатываемой установки.

5.4.Технические параметры работы установки и оценка экономической эффективности ее работы.

5.5. Автоматизация установки.

Выводы по главе 5.

Актуальность исследований. Существующие в Российской Федерации системы водоподготовки, в основном, не обеспечивают качества питьевой воды соответствующего стандартам ВОЗ. Кроме того, существует проблема аварийных сбросов различных загрязняющих веществ, которые из-за инерционности работы служб по надзору могут попасть в питьевую воду.

2+

Выбор исследуемых примесей тяжелых металлов, таких как Ре и Бе , Мп2+ , 8Ю2 *пН20 связан также с использованием в ряде регионов России подземных вод для водоснабжения населения. Даже после очистки на станциях водоподготовки эта вода содержат значительные количества вредных примесей.

Существует также проблема интенсивной коррозии в связи с использованием водопроводных труб, изготовленных из низколегированных сталей. В результате этого в питьевую воду попадают примеси железа , никеля, марганца, дополнительно загрязняющие воду.

Анализ существующих систем водоочистки показал, что рационально очищать воду непосредственно у потребителя. Для этого необходимо использовать малогабаритные, автоматизированные установки для доочистки поступающей по городским сетям воды. Очищенная вода должна поступать потребителям по отдельной сети, изготовленной из современных материалов.

На основе ранее проведенных исследований и анализа литературы в качестве сорбента был выбран минерал доломит.

Для исследования процессов очистки воды в качестве предмета исследования, были выбраны растворы, содержащие растворимые примеси ( П г л . л 1 Л I следующих тяжелых металлов: Н§ , Сс1 , РЬ , Си , Ъх\ , 0№ . С точки зрения их химических свойств именно-эти металлы при: определенных условиях способны образовывать труднорастворимые карбонаты и гидроксиды. Актуальность очистки воды от этих примесей связана с отсутствием государственной системы утилизации ртути (ламп дневного света), автомобильных аккумуляторов (РЬ2+), отходов гальванических производств (Си2+, №2+, Ъх\2+) и отходов электроники (Сё2+, Си2+) и, как следствие, попаданием их в источники .питьевой воды потребляемой населением.

Предмет исследования — модельные растворы, содержащие добавки солей тяжелых металлов, питьевая вода Томского водозабора. Объект исследований - малогабаритная установка доочистки питьевой воды.

Цель работы: разработка установки для доочистки питьевой воды на основе исследований физико-химических процессов осаждения растворимых примесей тяжелых металлов в кипящем слое доломита. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи.

1. Исследовать изменение состава, структуры и свойств поверхности природного доломита при ультразвуком действии, сопровождающемся кавитационными процессами.

2. Исследовать зависимость концентрации примесей Ре" и Бе , , С<1 , РЬ2+, Си2+, №2+, Мп2+, ЭЮг'пНгО от времени ультразвукового действия, от массы загрузки доломита и определить истираемость доломита в кипящем слое под действием ультразвука (УЗ).

3. Исследовать состав и морфологию продуктов взаимодействия доломита с примесями ¥е2+ и Ре3+, Щ2+, Сс12+, РЬ2+, Си2+, гп2+, №2+, Мп2+, 8Ю2пН20 в режиме кипящего слоя под действием УЗ и в статических условиях.

4. На основе анализа экспериментальных и теоретических данных предложить схему физико-химических процессов, протекающих в кипящем слое доломита.

5. Разработать технологическую схему и комплект технической документации для изготовления малогабаритной автоматизированной установки.

6. Изготовить установку для получения питьевой воды, удовлетворяющую санитарным нормам Российской Федерации и включающую в себя блок аэрации, блок ультразвуковой обработки в кипящем слое, осветлитель, сорбционный фильтр и пульт автоматики.

Научная новизна исследований:

- установлено интенсификация физико-химических процессов сорбции при использовании ультразвукового воздействия на доломит путем создания кипящего слоя. Время удаления примесей тяжелых металлов сократилось в 1,4-12,1 раз за 5 с обработки;

- установлено, что взаимодействие ультразвуковых волн с частицами доломита приводит к образованию активной к сорбции мелкой фракции доломита, которая подвергается гидролизу с образованием фазы кальцита и менее растворимого гидроксида магния. В то же время поверхность частиц доломита непрерывно обновляется за счет ее разрушения ультразвуком;

- установлено, что при взаимодействии с водой протекают процессы растворения доломита, таким образом, что устанавливается равновесие, не приводящее к увеличению жесткости и рН воды. В процессе и после обработки ультразвуком доломита в кипящем слое устанавливается равновесие между доломитом, взвесью измельченного доломита, примесями и водой, способствующее сорбции растворимых примесей из воды.

Положения выносимые на защиту:

1. процессы взаимодействия доломита с водой и растворимыми примесями тяжелых металлов, протекающие под действием ультразвукам кипящем слое доломита и при установлении равновесия в системе доломит-раствор;

2. обоснование ускорения процессов сорбции, растворения, кристаллизации, соосаждения, сокристаллизации растворимых примесей тяжелых металлов за счет увеличения площади активной к сорбции поверхности измельченного ультразвуком доломита;

3. при обработке воды в кипящем слое доломита происходит быстрое (5 — 10 с) осаждение растворимых примесей тяжелых металлов, после чего поверхность исходного и измельченного доломита покрывается кремниевыми кислотами, и процесс очистки замедляется.

Практическая значимость работы Разработана и испытана малогабаритная установка производительностью о

0,1 м /ч, которая обеспечивает доочистку питьевой воды от следующих примесей: от железа (И) и (III); ртути (II); кадмия (II); свинца (II); меди (И); цинка (II); кремниевых кислот от 1,6 до 13,5 раз. На устройство для обработки воды в кипящем слое доломита под действием ультразвука получен патент Российской Федерации.

Применение ультразвука для создания кипящего слоя доломита позволяет повысить скорость отделения растворимых примесей от воды: время осаждения примесей составляет 5 — 10 с. о "З

Установка производительностью 0,1 м /час позволяет доочистить 72 м воды в месяц. Месячный расход доломита при непрерывной работе установки составляет не более 1,5 кг.

Автоматизирован процесс доочистки питьевой воды, позволяющий снизить затраты на обслуживание в процессе эксплуатации установки. Автоматизация выполнена на основе отечественной элементной базы.

Энергозатраты на доочистку 1 м3 воды не превышают 5 кВт. Конструкция установки предусматривает транспортирование воды в установке под действием сил гравитации.

Личный вклад автора

Лично автором проведено планирование, проведение экспериментов и обработка полученных данных. При выполнении диссертационной* работы основные эксперименты по действию ультразвука лично выполнены соискателем. Лично автором составлена проектная документация и разработана документация по автоматизации малогабаритной установки, а также проведена сборка и пуско-наладочные работы.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы и ее отдельные разделы были доложены и обсуждались: на Всероссийской заочной электронной научной конференции «Прикладные исследования и разработки по приоритетным направлениям науки и техники» 15-20 января, 2009 г.; на VI Всероссийской научно-практической конференции «Экология человека: концепция факторов риска, экологической безопасности и управления рисками», г. Пенза, январь 2009 г.; на 15-ой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых, г. Кемерово, март 2009 г.; VII Международной научно-практической конференции «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России», г. Пенза, апрель 2009г.; на XLVII Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс», г.Новосибирск, апрель 2009 г.; на 4-ой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов», г.Саратов, апрель 2009 г.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы три статьи в журналах, рекомендуемых ВАК РФ, 6 тезисов докладов, получен патент РФ на «Устройство для очистки воды от растворимых примесей железа и марганца», № 85470.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из пяти глав, заключения и выводов, изложенных на 132 страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков, 30 таблиц, список литературы, включающей 226 наименований, и приложений №1 (фотографии исследуемых образцов), №2 (чертежи) и №3 (протоколы анализов и акты об использовании результатов).

Выводы по диссертации

1. Использование ультразвукового воздействия на доломит в кипящем слое для очистки питьевой воды обеспечивает отделение растворимых примесей тяжелых металлов за короткое время: 5-10с.

2. При действии ультразвуковых волн наблюдаются процессы скола кристаллитов с поверхности доломита, соударение частиц доломита, кавитация и наработка дисперсного сорбента. Диспергированный доломит имеет высокую сорбционную активность за счет свежеобразованной поверхности. Поверхность доломита непрерывно обновляется, поэтому примеси осаждаются в основном на продукте диспергирования.

3. Концентрация растворимых примесей тяжелых металлов зависит от времени воздействия ультразвука на кипящий слой доломита. При увеличении времени воздействия ультразвука до 160 с содержание примесей максимально снижается: цинка (II) в 1,7 раза; железа (И) и (III) в 12,1 раза, ртути (II) в 2,8 раз, кадмия (II) в 2,5 раза, меди (II) в 4,9 раза; свинца (II) в 4 раза. При увеличении массы обрабатываемого ультразвуком доломита с 20 г до 160 г содержание примесей снижается: железа (II) и (III) более, чем в 13,5 раза, цинка (И) в 1,4 раза, кадмия (II) в 3,3 раза, свинца (II) в 4 раза, меди (II) в 4,6 раза.

4. Состав и морфология продуктов взаимодействия доломита с водой и примесями изучен в различных условиях. В процессе растворения доломита и его гидролиза образуются более труднорастворимые СаСОз и М^(ОН)2, которые адсорбируются и соосаждаются с осадком примеси тяжелых металлов, после чего процесс сорбции замедляется.

5. Предложенная схема физико-химических процессов, протекает под действием ультразвука (вынужденные процессы, АС°>0), и в условиях установления равновесия (самопроизвольные процессы Ав°<0). В основу схемы положены процессы гидролиза, растворения, осаждения с учетом произведений растворимости веществ: концентрация солей жесткости не увеличивалась, роста рН не наблюдалось, в тоже время снижалось содержание кремниевых кислот в воде. Низкий расход доломита 0,53 % мас./час позволяет отнести предлагаемый метод очистки воды к квазибезреагентному способу.

6. Изготовленная и испытанная автоматическая малогабаритная установка для доочистки питьевой воды производительностью 0,1 м /ч, состоит из блока аэрации; блока ультразвуковой обработки; блока осветления; блока накопления очищенной- воды; угольного фильтра и блока подачи воды, потребителям. Средства автоматизации установки изготовлены на основе отечественной элементной базы. На устройство для очистки воды в условиях кипящего слоя под действием ультразвука от растворимых примесей тяжелых металлов получен патент РФ на полезную модель.

7. Разработанный метод обработки воды ультразвуком в кипящем слое доломита рекомендуется для очистки воды от растворимых примесей и других тяжелых металлов, образующих труднорастворимые осадки гидроксидов и карбонатов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Реализован технический эффект очистки воды от растворимых примесей от тяжелых металлов путем обработки воды в кипящем слое доломита. Доломит имеет карбонатную природу, поэтому на его поверхности и при соосаждении с продуктами гидролиза от воды отделяются следующие примеси катионов тяжелых металлов: ¥е2+ и Бе34", Н§2+, Сй2+, РЬ2+, Си2+, Ъх\+, №2+, Мп2+, 8Ю2'пН20. Минерал имеет истираемость близкую к оптимальной, которая составляет 0,53 % мае. час. Экспериментально установлено, что доломит при действии на него ультразвука практически не изменяет жесткость и рН воды. Основной технический эффект — осаждение растворимых примесей тяжелых металлов в условиях действия ультразвука достигается за 5-10 с, т.е. процесс осаждения характеризуется высокой скоростью. В то же время при более длительной обработке скорость осаждения снижается, что, согласно экспериментальным данным (п.3.3.), связано с блокированием поверхности мелкодисперсных продуктов измельчения доломита кремниевыми кислотами. Разработанная установка состоит блока аэрации, блока ультразвуковой обработки, осветлителя, блока накопления очищенной воды, угольного фильтра финишной очистки, блока подачи воды потребителям и системы автоматизации. Отличительной особенностью работы установки является отделение растворимых примесей тяжелых металлов от воды путем перевода их в труднорастворимые соединения. Таким образом, в результате выполнения диссертационной работы разработана малогабаритная установка для доочистки питьевой водопроводной воды, на блок очистки воды в кипящем слое доломита выдан патент Российской Федерации.

1. Мазаев В.Т., Шлепнина Т.Г., Мандрыгин В.И. Контроль качества питьевой воды. -М.: Колос. 1999. 168 с.

2. Поляков В.Е., Полякова И.Г. Тарасевич Ю.И. Очистка артезианской воды от ионов марганца и железа с использованием модифицированного клиноптилолита // Химия и технология воды. 1997. Т. 19. №5. С. 493-503.

3. Крайнов С.Р., Швец В.М. Геохимия подземных вод хозяйственно-питьевого назначения. М.: Недра. 1987. 287 с.

4. Кирюхин В.А., Короткое А.И., Шварцев C.JL, Гидрогеохимия. М.: Недра. 1993.384 с.

5. Эльпинер Л.И., Зекцер И.С. Междисциплинарный подход к оценке условий использования подземных вод для питьевых целей // Водные ресурсы. 1999. Т. 26. №4. С. 389-396.

6. Эльпинер Л.И, Васильев B.C., Проблемы питьевого водоснабжения в США. М.: Наука. 1983. 168 с.

7. Сидоренко Г.И., Селиверстов С.А., Вашкова В.В. и др. // Гигиена и санитария. 1988. Т. 5. С. 66-64.

8. Руководство по контролю качества питьевой воды. Рекомендации. Женева: ВОЗ. 1986. Т. 1. 126 с.

9. Гончарук В.В. // Химия и технология воды. 1994. Т. 16. №5. С. 467 472.

10. Отчет о НИР (промежуточный) / НИИ общей и коммунальной гигиены

11. АМН СССР (НИИОиКГ) АМН СССР): Рук. Рахманин Ю.А. Гр.02.8.90019424. М., 1988. 138 с.

12. П.Волкотруб Л.П., Егоров И.М. Питьевая вода Томска гигиенический аспект. Томск: Изд-во науч.-тех. лит. 2003. 182 е.

13. Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и.радиационной безопасности по международным стандартам: Энциклопедический справочник. М.: 2000. 838 с.

14. Руководство по химическому и технологическому анализу воды // М.: Стройиздат. 1973. 272 с.

15. Левтувнинкас А.И. Антропогенные геохимические аномалии и природная среда. Томск: Изд-во НТЛ. 2002. 290 с.

16. Обязательные к соблюдению параметры, установленные основным стандартом США (National Primary Water Drinking Régulations). Изд. ВОЗ. Женева. 2004. 203 с.

17. Данный параметр установлен так называемым "вторичным стандартом" США (National Secondary Water Drinking Régulations), носящий рекомендательный характер. Изд. ВОЗ. Женева. 2005. 93 с.

18. Обязательный для соблюдения параметр, согласно "Директивы по качеству питьевой воды." 98/93/ЕС. 1998. С. 18.

19. Индикаторный параметр, согласно "Директивы по качеству питьевой воды." 98/93/ЕС. 1998. С. 10.

20. Обязательный для соблюдения параметр, согласно "Директивы по качеству питьевой воды." 80/778/ЕС. 1980. С 22.

21. Рекомендованный уровень согласно ЕС Drinking Water Directive (приводятся только для элементов, для которых не установлена предельно допустимая концентрация MAC (Maximum Admissible Conentration)). 80/778/ЕС. 1980. С 47.

22. UO (Undetectable Organoleptically) не должен обнаруживаться органолептически (на вкус и запах), согласно "Директивам по качеству питьевой воды." 80/778/ЕС. 1980. С 24.

23. Пат. РФ. №2077500. Способ очистки сточных вод от органических веществ // В.Н. Михайлов, В.Г. Шкуро, Л.К. Жариков. Опубл. 20.04.97.

24. Станкявичус В.И. Обезжелезивание воды фильтрованием. Вильнюс: Кокслас. 1978. 120 с.

25. Николадзе Г.И. Обезжелезивание природных и оборотных вод. — М. :Стройиздат. 1978. 161 с.25.3олотова Е.Ф., Асс Г.Ю. Очистка воды от железа, фтора, марганца и сероводорода. М.: Стройиздат. 1975. 176 с.

26. Information of Ground Water Associates Inc. // J.Amer. Water Works Assoc. —1984. Т 76. №11. P.67-68, 92.

27. Мазаев В.Т., Шлепнина Т.Г., Мандрыгин В.И. Контроль качества питьевой воды. М.: Колос. 1999. 168 с.

28. Таубе П.Р., Баранова А.Г. Химия и микробиология воды: Учебник для студентов вузов. М.: Высш.шк. 1983. 280 с.

29. Лурье Ю.Ю., Рыбникова А.И.Химический анализ производственных сточных вод. М.: Химия. 1974. С. 98.

30. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии // Под. Ред. Ю. Г. Фролова., A.C. Троцкого. М.: Химия. 1986. 216 с.

31. Viraraghavan Т.,Winchester E.L., Brown G.L. et al. / Ibid. 1987. T79, №8. C.43-48.

32. Drinking-water Standards for New Zealand 2005. Wellington: Ministiy of Health.Published in August 2005 by the Ministry of Health PO Box 5013. Wellington. New Zealand.

33. ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» концентрация железа. М.: ИПК Изд-во стандартов. 1999. 15 с.34.3арубин Г.П., Новиков Ю.В. Современные методы очистки и обеззараживания питьевой воды. М.: Медицина. 1976. 192 с.

34. Вода России: социально экологические водные проблемы / Под ред. A.M. Чернова. Екатеринбург: Изд-во. «АКВАПРЕСС». 2000. 364 с.

35. Руководство по химическому и технологическому анализу воды // М.: Стройиздат. 1973. 272 с.

36. Шевелева С.А., Ефимочкина Н.Р.,Иванов A.A. Турурушкина H.H., Фроличкина Т.И. Пищевые отравления и инфекции в РФ за период 1992 -2001 гг. Состояние проблемы и тенденции // Гигиена и санитария. 2003. №3. С. 38-45.

37. Мур Дж., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах: Контроль и оценка влияния: Пер. с анг. М.:Мир. 1987. 288 с.

38. Нарзулаев С.Б., Капилевич JI.B., Филиппов Г.П., Савченко М.Ф. Медицинская экология. Учебное пособие. Томск: Изд-во ТГУ. 1998. 188 с.

39. С. К. Дворук, В. Н. Корниенко, И. В. Кочиков и др. Мониторинг загрязняющих веществ в атмосфере с помощью Фурье1 спектрорадиометра // Оптический журнал. 2004. Т. 71, № 5, С. 7-13

40. Руководство по контролю качества питьевой воды. Рекомендации. Женева: ВОЗ. 1986. Т. 1.126 с.

41. Дюкарев А.Г., Львов Ю.А., Хмелев В.А. и др. Природные ресурсы Томской области. Новосибирск: Наука. Сиб.Отд-ние. 1991. 176 с.

42. Д.С. Журавков, Д. А. Яворовский, Г. Л. Лобанова. Электродиспергирование металлической загрузки // Труды VI Международной «Перспективы развития фундаментальных наук». Томск: Изд-во. Том. политех, ун-та. Т. 1. 26 29 мая. 2009. С. 363-365.

43. Кузьмина Э.М., Смирнова Т.А. Роль соединений фтора в предупреждении стоматологических заболеваний // Профилактика и укрепление здоровья. 2001. №3. С. 17-22.

44. Агафонова Н.И., Тихановская Г.А., Лебедева Е.А. // Проблемы экологии на пути к устойчивому развитию регионов. Материалы Междунар. Науч.-техн.конф. (Вологда, 17-19 мая 2001г.). Вологда: ВоГТУ. 2001. С.216-158.

45. Б. Ковальчук, Б.Б. Кудабаев, Б.Г. Шубин и др. Высокочастотный комплекс «Стример М-1» // Новая промышленная продукция. 2003. №10. С. 46-48.

46. Grandle D.L., Shy С.М., Srruba R.J., Stiff E.J. // Water Chlorination: Chemistry, Environmental Impact and Health Effects. Chelsea. 1985. V.5. P. 153-159.

47. Красовский Г.Н., Егорова H.A. Хлорирование воды как фактор повышенной опасности для здоровья населения. Гигиена и санитария. 2003. № 1. С. 17 20.

48. Адамович Г.А.,Кондратьев В.Г., Столярова Г.М. и др. К истории водоснабжения г. Томска // Сибирский мед. журнал. 1996. №2. С. 81 84.

49. Мотовилова Н.Ю. Влияние жесткости питьевой воды на развитие мочекаменной болезни у жителей г. Томска // Тез. Докл. II Междунар.

50. Симпозиума «Контроль и реабилитация окружающей среды. 19-21 июля 2000. Томск. 2000. С. 196 197.

51. Serikov L.V., Shijan L.N., Tropina Е.А. Technological peculiarities of drinking water preparation from underground sources // 7 Korea-Russia international Symposium on Science and Technology. 28 June 6 Jule. 2003. Ulsan. 2003. Т. 1. P. 164- 168.

52. Сериков Л.В.|, Шиян Л.Н., Тропина Е.А. и д.р. Спектрофотометрическое определение озона в воде // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. №1. С. 24-25.

53. Скоробогатов Г.А., Калинин А.И. Осторожно! Вода водопроводная! СПб: Изд-во Санкт-Петербургского университета. 2003. 152 с.

54. Веницианов Е.В., Рубинштейн Р.Н. Динамика сорбции из жидких сред. М.:Изд-во Наука. 1983. 213 с.

55. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир. 1984: 299 с.

56. Де Бур Я. Динамический характер адсорбции. М.: Изд-во иностр. лит., 1962. 276 с.

57. Черкинский С. Н., Трахтман Н. Н., Обеззараживание питьевой воды. М.: Мир. 1962. 254 с.

58. Черкинский С. H., Гигиенические вопросы водоснабжения сельских населенных мест. М.: Мир. 1965. 231 с.

59. Марзеев А. Н., Жаботинский В. М., Коммунальная гигиена, М.: 1968. 156 с.

60. Красовский Г.Н., Егорова H.A. Хлорирование воды как фактор повышения опасности для здоровья населения // Гигиена и санитария. 2003. №1. С. 17-21.

61. Духин С.С.Эстрела-льопис В.Р., Жолковский Э.К. Процессы коагуляции примесей тяжелых металлов в воде. Киев: Наук.думка. 1985. 288 с.

62. Сиянина В.В., Кочкдан В.М., Гончарук В.В. Удаление гуминовых соединений из водных растворов методом коплексообразования-ультрафильтрации // Химия и технология воды. Т. 29. №3. 2007. 67 с.

63. Долина Л. Ф. Сорбционные методы очистки производственных сточных вод. Днепропетровск. 2000. 84 с.

64. Бордунов В.В., Соболев И.А., Бордунов C.B. и др. Новые сорбенты для обезжелезивания воды // Тез. VI Междунар. Конф. «Экология и Здоровье человека» Краснодар. 2001. С. 16.

65. Славинская Г.В. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2003. Т. 3. №3. С. 286 291.

66. Гафонов И.Т., Мухаметзянов М.Т., Применение калийуглеродосодержащего сорбента для удаления загрязнений из гидросферы // Энергосбережение и водоподготовка. 2004. N 1. С. 34 35.

67. Цеолиты минерал XXI века // Сантехника. Отопление. Кондиционирование. 2004. № 4.

68. Квятовский В.М., Живилова Л.М., Баулина А.И. Руководящие указания по магнезиальному обескремниванию воды. М.: Госэнергоиздат. 1961. 256 с.

69. Руководство по контролю качества питьевой воды. Рекомендации. Женева: ВОЗ. 1986. Т. 1. 126 с.

70. Гончарук В.В., Якимова Т.И. Использование некондиционных подземныхвод в питьевом водоснабжении // Химия и технология воды. Т. 18. №5. 1996. С.495 523.

71. Мамченко A.B., Гераименко Н.Г., Дешк.И., Пахарь Т.А. Эффективность алюможелезных коагулянтов при очистке воды от глинистых и гуминовых веществ // Химия и технология воды. 2007.Т. 29. №5. С 32 -39.

72. Крайнов С.Р., Швец В.М., Геохимия подземных вод хозяйственного назначения. М.: Недра. 1987. 287 с.

73. Кирюхин В.А., Коротков А.И., Шварцев C.JL, Гидрохимия. М.: Недра. 1993. 384 с.

74. Степанова И.К. Определение растворенного железа в природных водах//Гидрохимические материалы. 1978. T.LXXIV. С. 78 84.

75. Руководство по химическому и технологическому анализу воды // М.: Стройиздат. 1973. 272 с.

76. Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод. М.: Высш.шк. 1987. 479 с.

77. Алиев А.Ф. Безотходная технология обезжелезивания кислых вод // Химия и технология воды. Т. 29. №6. 2007.

78. Сысоева В.В., Доброхотов Г.Н., Строева И.А., Ротинян A.JI. Кинетика окисления ионов двухвалентного-железа кислородом воздуха и хлором // Журнал прикладной химии. 1968. Т. XLI. №9. С. 1946 1950.

79. Горшков A.C., Рейбах М.С. Исследование кинетики окисления гидрата окиси железа // Журнал прикладной химии. 1974. T.XLVII. №3. С. 649 -651.

80. Николадзе Г.И., Минц Д.М., Кастальский A.A. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения. М.: Высшая шк. 1984. 368 с.

81. Жужиков В.А. Фильтрование. М.: Химия. 1968. 412 с.

82. Черняев A.M., Белова Л.П. Российские воды. Екатеринбург: Изд-во «Аква-пресс». 2000. 168 с.

83. Кульский Л.А.Теоретические основы и технология кондиционирования воды. Киев: Наук.думка. 1983. 272 с.96.3олотова Е.Ф., Асс Г.Ю. Очистка воды от железа, фтора, марганца и сероводорода. М.: Стройиздат. 1975. 176 с.

84. Гончарук В.В., Якимова Т.Н. Использование некондиционных подземных вод в питьевом водоснабжении // Химия и технология воды. Т. 18. №5. 1996. С. 495 523.

85. Новиков Ю.И., Михайлова Э.М. Методы очистки природных вод от соединений марганца, железа и других загрязняющих веществ: Обзор инф. М: Ин-т эконм. жил-ком. хоз-во АКХ им. К.Д. Памфилова. 1990. 52 с.

86. Тарасевич Ю.И. Применение природных дисперсных минералов в процессах предмембранной очистки воды // Химия и технология воды. 1991. Т. 13. №7 С. 632-642.

87. Руководство по химическому и технологическому анализу воды // М.: Стройиздат. 1973. 272 с.

88. Наумова Л.Б., Чащина О.В., Горленко Н.П. Сорбция ионов меди и кадмия природными сорбентами // Журнал физической химии. 1994.Т. 68. №4. С. 688 -691.

89. Шварцев С.Л., Лукин A.A. О некоторых спорных проблемах Томского подземного водозабора// Обской.вестник. 1999. №3,4. С. 126 131.

90. Новиков В.К., Кащинцев В.К., Правдин Е.П. // Химия и технология воды. 1980. Т. 2, №3. С. 256 267.

91. Сериков Л.В.|, Шиян Л.Н., Тропина Е.А. и д.р. Особенности водыподземных источников Томской области // 3-я Международная научнопрактическая конференция «Хозяйственно питьевая и сточные воды: проблемы очистки и использования». Пенза. 2001. С. 13.

92. А.с.1261911 СССР, МКИ, С 02 F 1/28. Сырьевая смесь для получения сорбента / A.A. Панасевич, Г.М. Климова, Ю.И.Тарасевич и др. опубл. 07.10.86. Бюл. №37.

93. Квятовский В.М., Жавилова JI.M., Баулина А.И. Руководящие указания по магнизиальному обескремниванию воды. М.: Госэнергоиздат. 1961. 123 с.

94. Кац Б.М., Стрикаленко Т.В., Длубовская P.M., Попова Е.В., Гурская Н.В. Доочистка Днестровской водопроводной воды с помощью бытового фильтра// Химия и технология воды. 1993. Т. 15. №11-12. С. 772 775.

95. Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод. М.: Высш.шк.1987. 479 с.

96. Николадзе Г.И., Минц Д.М., Кастальский A.A. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения. М.: Высшая шк. 1984. 368 с.

97. Кроик A.A. Шрамко О.Н., Белоус Н.В. Очистка сточных вод с применением природных сорбентов // Химия и технология воды. 1999. Т. 21, №3. С. 310.

98. Тарасевич Ю.И. Природные сорбенты в процессах очистки воды. К.: Наук.думка. 1981. 208 с.

99. Физико-химические исследования природных сорбентов и ряда аналитических систем: Учебное пособие по ред. Ф.А. Слисоренко Л.: Строиздат. 1981. 456 с.

100. Мдивнишвили О.М. Кристаллические основы регулирования свойств природных сорбентов. Тбилиси. 1983. 266. с.

101. Заграй Я.М. Физико-химические явления в ионообменных. М.: Наука.1988. 250 с.

102. Машкова Л.П., Логинова Е.Я., Богдановский Г.А. Использование глины и карбонатных пород при очистке сточных вод в различных условиях эксперимента. Вестник МГУ. Сер.2. -1994. Т. 35, №4, С. 346.

103. Петров Е.Г., Заикин А. Е. Глубокая очистка хромосодержащего стока алюмосиликатным адсорбентом / ВСТ. 2006. №10.

104. Тропина Е.А., Сериков Л.В.|, Шиян Л.Н. Химический состав подземных источников Томской области и особенности водоподготовки // Окружающая среда и экология Сибири, Дальнего Востока и Артики . 2-я Междун. конф. 27-31 октября 2003. С. 14 15.

105. Сериков Л.В.|, Шиян Л.Н., Тропина Е.А. Использование подземных источников-Западной Сибири для питьевого водоснабжения и проблемы водоподготовки // Междунар. конф. «Экология, образование, наука и промышленность». Белгород. 2002. С. 144.

106. Годымчук А.Ю., Мамушкина Н.В. Экспериментальные исследование сорбционных процессов на природных минералах // Электронный научно-информационный журнал «Вестник отдельных наук о Земле РАН». Информационный бюллетень. Москва: 2002. №1.

107. Годымчук А.Ю., Ильин А.П., Верещагин В.И. Структурные и химические превращения в природных минералах при нагревании // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2003. Т. 46. №3.

108. Годымчук А.Ю., Верещагин В.И., Сницерева И.А. Сорбционно-реагентный метод очистки воды // Материалы 4-ой всероссийской научно-практической конференции «Окружающая среда». 5-6 июня 2001. Тюмень: ООО «Тюмень сфера». 2001. С. 228 229.

109. Стефаняк Н.В., Лэпик Ф., Шваб H.A., Каздобин К.А. Кореляция массопереноса в псевдоожиженном слое инертных частиц // Химия и технология воды. Т. 30. №2. 2008г.

110. Мамченко A.B., Кий H.H., Чернова Л.Г., Мисочка И.В. Исследование влияния способов модификации, природного доломита на деманганацию воды // Химия и технология воды. 2008; Т. 30. №4. С. 347 354.

111. Николадзе Г.И. Обезжелезивание природных и оборотных вод. М.: Стройиздат. 1978. 161 с.

112. Кульский Л.А., Строкач П.П. Технология очистки природных вод.-Киев: Вища шк. 1986. 352с .

113. Вода питьевая: методы анализа. М.: Изд-во Стандартов. 1984. 239 с.

114. Руководство по химическому и технологическому анализу воды // М.: Стройиздат. 1973. 272 с.

115. Казанцева Н.М., Ильина Л.Д., Золотова Т.П., Никифоров А.Ю., Использование доломита в очистке сточных вод. // Химия и технология воды. 1996. №5.

116. Шабловская Г.К., Корнилович Б.Ю., Гороновский И.Т. // Химия и технология воды. 1983. Т. 5, №5. С. 456 458.

117. Брянцева Н.Ф., Хвостенков С.И. // Журнал прикл. химии. 1968. Т. 41. №6. С. 1183 1190.

118. Новиков А.И., Самойлова В.Ф. Радиохимия. 1989. Т. 31, №4. С. 116 -125.

119. Мокрый E.H., Старчевский В.П. Ультразвук в процессах окисления органических соединений. Изд-во Вища шк. 1987. 104 с.

120. Розенберг Л.Д. Мощные ультразвуковые поля. М.: Наука. 1968. 268 с.

121. Гончарук В.В., Маляренко B.B., Яременко В.А. Использование ультразвука при очистке воды // Химия и технология воды. 2008. Т. 30. №3. С. 253-273.

122. Маргулис М.А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция. М.: Химия. 1986. 269 с.

123. Эльпинер И.Е. Биофизика Ультразвука. М.: Наука. 1968. С. 316.

124. Розенберг Л.Д: Ультразвуки и их применение. М.: Знание. 1954.

125. Черняев A.M., Белова Л.П. Российские воды. Екатеринбург: Изд-во «АКВАПРЕСС». 2000. 168 с.

126. Кульский Л.А. Теоретические .основы . и технология кондиционирования воды. Киев.: Наук.думка. 1983. 560 с.

127. Аширов А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов. Л.: Химия. 1983. 288 с.

128. Шевченко М.А. Органические вещества в природной воде и методы их удаления. Киев: Наук.думка. 1966. 202 с.

129. Славинская Г.В. Влияние хлорирования на качество питьевой воды // Химия и технология воды. 1991. Т 13. №11. С. 1013 1022.

130. Соломенцева И.М., Величанская J1.A., Герасименко И.Г. Проблема остаточного алюминия в очищенной воде // Химия и технология воды. 1991. Т. 13. №6. С. 517-537.

131. Мазо A.A., Гребенюк В.Д. Экологические проблемы очистки воды // Химия и технология воды. 1993. Т. 15. №11-12. С. 745 764.

132. Тарасевич Ю.И. Природные, модифицированные и полусинтетические сорбенты в процессах очистки воды // Химия и технология воды. 1994. Т. 16, №6. С. 626-637.

133. Остапенко В.Т., Тарасевич Ю.И., Кулишенко Е.А., Сидельник H.A. Применение природных минеральных сорбентов для интенсификации процесса коагулирования // Химия и технология воды. 1990. Т. 12. №9. С. 819-821.

134. Владимиров A.M., Ляхин Ю.И., Матвеев Л.Т. Охрана окружающей среды. М.: Гидрометеоиздат. 1991. 423 с.

135. А.В.Мамченко, Н.Н.Кий, Л.Г.Чернова, И.В.Мисочка. Исследование влияния способов модификации природного доломита на деманганацию воды // Химия и технология воды. 2008. Т. 4. С. 347 357.

136. Казанцева Н.М., Ильина Л.Д., Золотова Т.П., Никифоров А.Ю., Использование доломита в очистке сточных вод // Химия и технология воды. 1996. №5.

137. Казанцева Н.М., Золотова Т.П. Изучение физико-химических свойств прокаленного доломита. Деп. в ВИНИТИ. г.Москва. 1996. 7 с.

138. Шубин Б.Г., Ковальчук О.Б., Кудабаев Б.Б. и д.р. Питьевая вода из подземных источников. Журнал «Экология и промышленность России. 2001. С.17.

139. Бетенеков Н.Д., Кутергин А.С., Кутергина И.Н. Модифицирование сорбента для очистки питьевой воды. // Материалы 4-ой Всеросийской научно-практической конференции «Окружающая среда»: 5-6 июня 2001. Тюмень. ООО «Тюмень сфера». 2001. С. 115.

140. Гусев А.А., Аввакумов Е.Г. Кордиерит перспективный керамический материал. Новосибирск: Наука. 1999. С. 166.

141. Патент Российской Федерации RU2182562. Способ получения биологически активной питьевой воды с пониженным содержанием дейтерия и устройство для ее получения.

142. Патент РФ 2182131, С 02 F 1/62, "Способ локализации техногенной меди".

143. Патент РФ 2256482, В 01 Д 39/02, В 01 J 20/02, "Способ получения гранулированного фильтрующего материала".

144. Патент РФ 2219994, В 01 J 20/02, "Способ изготовления фильтрующего материала и фильтрующий материал".

145. Кургаев Е.Ф.Осветлители воды. М.: Стройиздат 1977. 189 с.

146. Маргулис М.А. Основы звукохимии. М.:Высшая шк. 1984. 261 с.

147. Гончарук В.В., Маляренко В.В. Исследование поглощения звука в воде // Химия и технология воды. Т. 29. №2. 2007.

148. Годымчук А.Ю.Технология изготовления силикатных сорбентов для очистки воды от катионов тяжелых металлов.//Дисс. на соискание уч.степ. к.т.н. Томск. 2003 .141с.

149. Карпель Вель Лейтнер Н., Аистова Н.А., Мокина Т.С. Физические методы генерации- химически активных частиц и их применение в экологии. Препринт НИИЯВ. М.: МГУ. 2001. 16 с.

150. Маргулис М.А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция. М.: Химия. 1986. 269 с.

151. Эльпинер И.Е. Ультразвук. М.: Знание. 1972. 121 с.

152. СП 40-102-2000. Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения из полимерных материалов. Санкт-Петербург. 2005. 73 с.

153. ТУ 2248-001-07629379-96, ТУ 2248-004-07629379-97, ТУ 2248-00129325094-97.

154. СП 40-103-98. Проектирование и монтаж трубопроводов систем холодного и горячего внутреннего водоснабжения с использованием металлополимерные труб. М: Госстрой России. 1999. 75 с.

155. СП 40-108-2004. Проектирование и монтаж внутренних систем водоснабжения и отопления зданий из медных труб. Санкт-Петербург. 2005. 64 с.

156. Топоров H.A., Булак Н.М. Кристаллография и минералогия. JL: Химия. 1972. 503 с.

157. Ковба JI.M., Трутнев В.К. Рентгенофазовый анализ. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1976. 183 с.

158. Рентгенофазовый анализ карбонатных материалов. Методические указания к лабораторный работам. Томск: Типография «Элика». 1997. 40 с.

159. Гиллер Я. Л. Таблицы межплоскостных расстояний. М.: Изд-во Недра. 1966. 180 с.

160. Зигбан К., Нордлинг К., Фальман А. и др. Электронная спектроскопия. М.: Мир. 1971.493 с.

161. Доерфель К. Статистика в аналитической химии. М.: Изд-во Мир. 1969. 242 с.

162. Наканиси К. Инфракрасные спектры и неорганических и координационных соединений. М.: Мир. 1966. 411 с.

163. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. М.: Мир. 1965. 210 с.

164. Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. М.: Изд-во иностр. лит-ры. 1963. 590 с.

165. Казицина Л.А., Кулетская Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. М.: Высшая школа. 1971. 264 с.

166. Болдырев А.И. Инфракрасные спектры минералов. М.: Недра. 1976. 199 с.

167. Уэндлант. Термические методы анализа. М.: Мир. 1978. 526 с.

168. Шестак Я. Теория термического анализа. Физико-химического свойства неорганических веществ. М.: Мир. 1987. 456 с.

169. Гельферих Ф. Иониты. Л.: Химия. 1963. 205 с.

170. Вода питьевая: Методы анализа. М: Изд-во стандартов. 1984. 239 с.

171. Руководство по химическому технологическому анализу воды. М.: Стрйиздат. 1973. 274 с.

172. ГОСТ Р 52180-2003. Определение содержания элементов методом инверсионной вольтамперометрии. М.: ИПК Издательство стандартов. 2004. 25 с.

173. РД 52.24.403-95. Методические указания. Комплексонометрическое определение кальция в водах. Ростов-на-Дону. Гидрохимическим институт. 1995. 12 с.

174. Вода питьевая. Методы определения массовой концентрации меди. М.: ИПК Изд-во стандартов. 2001. 10 с.

175. МУ 08-47/162. Воды природные, питьевые и очищенные сточные. Вольтамперометрический метод измерения массовой концентрации ртути. Томск. Изд-во ТПУ. 2005. 10 с.

176. ГОСТ 4011-72. Вода питьевая. Методы измерения массовой концентрации общего железа. М.: ИПК Изд-во стандартов. 1997. 9 с.

177. Методы аналитической химии. Количественный- • анализ неорганических соединений. Под ред. Лурье Ю.Ю. Л.: Химия. 1965. 448 с.

178. Алексеев В.Н. Количественный анализ. М.: Госхимиздат. 1963. 568 с.

179. Бабко А.К., Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В., Рябушко О.П. Физико-химические методы анализа. М.: Высшая шк. 1968. 330 с.

180. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Физические и физико-химические (инструментальные) методы анализа. М.-.Химия. 1974. 488 с.

181. Писаренко В.В. Справочник химика-лаборанта. М.: Высш.шк. 1974. 238 с.

182. Шестак Я. Теория термического анализа. Физико-химические свойства неорганических веществ. М.: Мир. 1987. 456 с.

183. Милушкин В.М., Ильин А.П. Повышение сорбционной активности доломита в кипящем слое при действии ультразвука // Изд-во Российская Академия Естествознания. Журнал «Успехи современного естествознания» №4. 2009. С.46 47.

184. Кругляков П.Ф., Хаскова Т.Н. Физическая и коллоидная химия. М: Высшая школа. 2007. 276 с.

185. Милушкин В.М., Ильин А.П. Доочистка питьевой воды в кипящем слое доломита под действием ультразвука // М.: Журнал «Экология и промышленность России». №3, Апрель. 2009. С. 27 30.

186. Гольфман М.,Ковалевич О., Юстратов В. Коллоидная химия. Санкт-Петербург. Москва. Краснодар. 2003. 674 с.

187. Россохин Д.Н., Сонолиз и радиолиз водных растворов спиртов и полисахаридов. Дисс. на соиск. канд. хим. наук М.: МГУ. 1996. 128 с.

188. Жуков Б.Д. Коллоидная химия. Новосибирск НГТУ. 2006. 342 с.

189. Гончарук В.В., Маляренко В.В., Яременко В.А. О механизме воздействия ультразвука на водные системы. Химия и технология воды. 2004. Т. 26, №3.

190. Современные проблемы электрохимии. Под ред. Колотыркина. М: Мир. 1971. С. 169-205.

191. Колгатин С.Н. Простые интерполяционные уравнения состояния азота и воды. Журнал технической физики. Т.65. №7. 1995. С. 1 9.

192. Куликов И.С. Термодинамика оксидов. Санкт-Петербург. Изд. Металлургия. 1986.^С. 147- 153.

193. Акопян В.Б., Сарвазян А.П. Акустический журнал. 1979. №.25. 462 с.

194. Гончарук В.В., Маляренко В.В., Яременко В.А. Использование ультразвука при очистке воды // Химия и технология воды. 2008. Т. 30. №3.

195. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. Киев: Наукова Думка. 1974. 978 с.

196. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая шк. 2008. 726 с.

197. Руль H.H. Новые направления в развитии технологии очистки природной воды от тонкодисперсных лифильных примесей флокуляцией и флотацией // Химия и технология воды. 2008. Т. 30. № 4.

198. Рулев H.H., Донцова Т.А., Небеснова Т.В. // Химия и технология воды. 2005. Т. 27, № 1.С. 1-17.

199. Рулев H.H., Рященко Б.П. // Химия и технология воды. 1989. Т. 11, № 8. С. 695 697.

200. Рулев H.H., Карась C.B. // Химия и технология воды. 1990. Т. 12. №10. С. 887-890.

201. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагуляцией. М.: Наука. 1977. 356 с.