автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Исследование и разработка способа получения качественной питьевой воды ионообменным методом из загрязненных поверхностных водных источников (на примере Марыйского региона)

АКАДЕМИЯ НАУК ТУРКМЕНИСТАНА ИНСТИТУТ химии

РГ6 о

2 1 НДР 1994

На правах рукописи

КАКАЛЫЕВЛ Гульбахар Джумаевна

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ КАЧЕСТВЕННОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ИОНООБЛШ1НЫМ МЕТОДОМ ИЗ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ (НА ПРИМЕРЕ МАРЫЙСКОГО РЕГИОНА)

03,17.01 — Технология неорганических веществ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

АШГАБАТ — 1993

Работа выполнена в лаборатории химии и технологии иода и бром! Института химии Академии наук Туркменистана.

Научные руководители:

Академик АН Туркменистана, доктор технических наук, профессор А. Ходжамамедов;

доктор технических наук А. А. Аширов.

Марыйская ГРЭС.

Защита диссертации состоится «14» апреля 1994 г. в 15 час. па заседании специализированного совета по защите докторских диссертаций при Институте химии АН Туркменистана по адресу: 744012, г. Ашгабат, ул. Советских пограничников, 92, Институт химии АН Туркменистана.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке И статута химии АН Туркменистана.

Научный консультант:

кандидат технических наук Н. Н. Казанцева.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук X. Сежйнов; кандидат технических наук Н. Л1. Ахмедярова,

Ведущая организация:

Автореферат разослан

оШ-роис^ 1994 г-

Ученый секретарь Специализированного совета, к. т. н.

' Н. Н. КАЗАНЦЕВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Обеспечение населения, промышленности и сельского хозяйства пресной лодоЯ является сейчас одноЗ из главных проблем для Туркменистана и для всего мирового сообщества. Поступающая на питьевие нужды 'ЛарнЛского региона Каракумская, вода не . соответствует требованиям ГОСТ в евязд с её повнесшюй минерализацией, а такяе значительным превнсйяяеа ¡шгкрсбгашггческого'показа-толя. Поэтому её использование является гтрптапоЛ заболеваемости • населения кишечными инфекциями, следствием '•его является большая детская смертность, наблюдаемая в этой региона. | ■ '

Целы? работа является исследование процессов умягчения, обес-' сульфачявашш и снижение общей шшерализадяя водя Каракумского га-нала , ■ и разработка на её основе технологли процесса получения качественной питьевой воды. . ' Задачи исследования:

1. Анализ качества исходной вода, закономерностей его колебания а установление Факторов, влияющих на эти колебания. '

2. Изучить динамические и кинетические, закономерности кастой©- п

. анионообменннх процессов на ?годельких- рас*ворах п провести кс-китангл процессов катионирования и анионировзния на реальном объекте. . .

3. Разработать технологическуп схеиу получения качественной питье---вой води, из загрязненных вод'Каракумского канала,

ёЗ^ЗёЗ^ёЗПИЗШ^ Нсследоваи-и разработан ионообменный способ получения качественной питьевой вода из загрязненных поверхностных водных источников.- При атом изученн динаютеекпе а кинетические закономерности ионообмешшх. процессов умягчения1 а обессульфачпвз- ■ ния води; получены уравнения регрессии, огшенвалщие удельные показатели указанных процессов в зависимое«! от их режимных параметров и состава воды. Исследовало изменение концентраций ыакро- и шкро-компонептов воды Каракумского канала в процессе ионообменной очистки На-СI- и Н-ОК-аонированисм.

Практическая, ценность работы;. Разработан ионообменный способ получения качественной питьевой води из загрязненных.поверхностных источников на примере Марийского'региона. Исследованы закономерности колебания состава воды Каракумского канала п в завясииостя от сезона года предложены схемы получения питьевой воды. Проведено сравнение двух методов ионообменной очистки вода- На-С1- я Н-0Н-иони~ рованкем на конкретном примере, с точки зрения технологии п экономики показаны их недостатка я преимущества.

Основные положения, выносяилеся на защиту: - результаты экспериментальных исследований и расчетов процессов умягчения-в обессульфачивашш загрязненной поверхностной вода региона; \

' - экологический и экономический анализ исследованных методов получения качественной питьевой воды.

■ Апробация работ». Материалы диссертационной работы докладывались на научно-практической конференции молодых ученых СНГ /г.Ашгабат, 1992г./; обсуждались на лабораторном коллоквиуме, на засе-.данцй Ученого совета Института химии АН Туркменистана.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Структура и обьем работа. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы, включающего 216 наименований, и приложений.

Работа изложена на 205 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу и II рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДеР^АНЬ*; РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность и практическая значимость . работы, кратко изложены содержание работы.

В первой главе /литературном обзоре/ критически проанализированы литературные данные по качеству питьевой воды, сукествуюдам технологиям очистки; по закономерностям колебания качества воды в поверхностных источниках и факторам, влияшдо на эти колебания.

Вторая глава•посвящена методикам проведения экспериментов н анализов.

В третьей,главе описан обьект исследования и приведен его полный анализ. В результате анализа 3 лет /1950-19Э2гг./объекта исследования установлено, что показатели"качества воды Каракумского канала имеют резкие колебания по сезонам года и из года в год. Наиболь-■ шие отклонения наблюдаются по следующим показателям: ойядя жесткость воды; концентрация судьфа^-ионов; ионы железа; содердадие сухого остатка к •взвеыешшх веществ, а также содержание нефтепродуктов. Наибольшие отклонения наблюдаются в зимне-весенний период.

К .основным причинам колебаний качества вода ш.отнеслд следующие: I/ сточные воды промыалецних предприятий; 2/ шшералыше удобрения; 3/ атмосферные, а хакке кислотные рсздки..

В четвертой главе иэлоа'енц' результату- ькс периие а таль! нас исследований и расчетов физико-химических закономерностей катионообмен-ного и ашюнообменного процессов получения питьевой води. В начале' глава приведены характеристики использованных сорбентов /КУ-2х8 и

ЛН-31/ по ГОСТу и расчетные значения равновесных характеристик сорбентов, полученные по результатам ряда опытов в статистических ус- ■ ловлях. , • -

Процесс Са-И^-Ыа- патронирования проводился на катиойите К7 -2x8 в Но*- форме. Составы имитатов соответствовали следующим кон-цеитрайиям: • . ' .:

02=12,0 мг-ЗКв/да3; Сз2*- 7,08, Щ2*- 4,93; . С2- 8,8 иг-экв/да8;'Са2*- 5,16. Нц2*- 3,45; ' ,

С3т5,2 мг-зкв/лм3; Са2*- 3,24, Щг+- 1,97, ' ' ■ ' что соответствует диапазону возмогшых колебания объекта исследования.

В качестве основных факторов, влияющие па процесс умя'гченпя ■ воды, рассматривались следующие: - удельная нагрузка, 1/час;

- соотношение ///¿У^ /высоты слоя ионита к диаметру колонки/; Хд - оби#я жесткость воды, мг-экв/до3. ■. .

3 качестве функций отклика были приняты величины: - полной динамическоЛ обменной емкости, глг-экв/г; У2 - рабочей динамической обменной емкости, мг-экв/г; Уд - объема очвдецноЗ вода до проскока ионов жесткости, см3 и - обьема очищенной воды до проскоковой концентрации 5,2.ш>экв/да3, см3.

Опыты проводили с использованием метода математического планирования эксперимента. Реализован план трехфакторного эксперимента.^ Уровня Дикторов, и натуральные и кодированные значения прйведет«" в табл. I. . ■ " ■

Расширенная матрица планирования' с результатами опытов представлена в табл.2.

Путем обработки результатов опытов на ЭВМ получены уравнения регрессии, характеризующие каядул функция опшгка, которые адекватно описывают процесс: ..

У1-4,083 + 0,145Х3 /I/

У., - 2,096 - 0,425Х1 + 0,253Х2 - 0,42П3 - 0,2гб2ХхХд /2/

= 493,3 - 87,9Х1 + 366,6Х2 - 365,7Х3 - 226,6X2X3 + 203,6Х§ /3/

5*4 = 1011 + 560,7X2 - 560,7Х3 - 53,44X^3 - 293,8X^3 + 221Х§ /4/

Приведенные уравнения, а также зависимости основных параметроп процесса от исследованных факторов /ряс.1: а,б./ показывает, что величина полной динамической обмёпноЗ емкости зависит только от состава воды /уравнение I/. Значение рабочей динамической обмекнсЗ ои-кости возрастает с увеличением соотношения и укеиьэенг.'еи удельной нагрузка и концентрации ионов аесткости /уравнение 2/. Обьем очяаднной воды до проскока конов жесткости /уравнение 3/ увелзчлва-этея с повышением соотношения Ь/сСк и у«спьяеипям знпчеипП удельной нагрузки й концентразги^ загстхоетя," Увеличение соотнозонлл Ь/Л*

-е-

Таблица I

Исходные данные плана эксперимента

• . 1 'Уров'ень • ! факторов | \ 1 •: " -: ! • ' •■•• 1 Код ! Кодированные факторы

! Х1 ! Х2 ! Х3

! Физические факторы

| а, ц% ! ЛД4 1 / 3 нг-ькп/ды

Верхний • +1 30 7,6 12,0

.Нулевой 0 20 5,1 8,6

Нижний . -I 10 2,6 5,2

Интервал I ' 10 2,5 3,4

■ варьирования

• ' Таблица 2

Расширенная матрица планирования эксперимента

помер опыта |*1 1*2 ь Ут ! 1 \ У2 ! У3 1 * !

I .- +1 +1 +1 4,17 1,44 • 326,0 834,0

2 . +1 • +1 -I 3,9 2,84 1679,0 2765,0

3 +.1 -I .-I 3,93 1,98 386,0 963,0

4 +1 -I. +1 4,18 . 0,72 98,0 390,5

5 -I +1 .л 3,88 3,0 1735,0 2595,0

6 -I +1 +1 4,15 2,6 683,0 Г031.0

7 -I -I +1 4,21 2,14 207,0 355,0

8 ' -I -I л 3,83 ' 2,59 510,0 877,0

9 +1 . 0 0 3,94 ' " 1.4 332,0 980,0

ю 0 0 4,07 . 2,3 £64,0 1016,0

II 0 +1 0 4,0-1 1,86 684,0 1473,0

12 0 -I о' 4,'09. 1,78 250,5 495,5

13 0 0' л 4,18 .1,96 ' 366,0 747,0

14 • 0 ■ ,0 , л: 3,9 2,66. 1028", 0 1775,0

15 • 0 0 4,1 . 1,9 458,5 1002,0

16 0 : 0 0 ' 4,08 •. 1.9 : 469,0 "1021,0

17 0. . 0 0 4,14 '1,6 ' '448,0 1069,0 •

18 0 0. . 0 юго, а

19 о о о и,а& 2,5* 029,5 Ш5,0

-Г.

-0,5 0 0,5 I

Рис Ла Зависимость объема очищенной воды ло проскока ионов. " жесткости от соотношения К(с{к при : I. Х2=Хз=-1; р. Хх=Х3=0; 3. Х1=Х3=1.

-0,5 О 0,5 I" .'3

Рис. 16 . Зависмост1> объема очищенной воды до проскока ионов жесткости- от концентрации ионов жесткости при : I. Х1=Х2=-1; 2. Х!=Х2=0; ' 3, Х^=Х2=1.

гозко повышает обьем очищенной вода до нулевого проскока и особенно ¡ipil минимальных значениях удельной нагрузки й концентрации яопов жесткости /рлсЛа/. Это подтверждается и'зависимостью У3 от концентрации ионов жесткости /рис.И/, на которой видно, что- шшплилыше шачения жесткости вода давт больший обьем очищенной вода. ••

Аналогичные зависимости наблюдаются для.обьека очищешюЗ води ао проскоковой.концентрации 5,2иг-эга/дм3.

Для выбора оптимальных соотношений А/с(с ц удельной нагрузка уш проведения опытов на укрупненной установке построены графики лишИ уровня , по программе УИЙРШдпя г.икспуллышх и минимальных зпа-¡ений ионов яесткости /рис.2,3/. ..

Процесс SO^-CI -апконирования, шш обессульфачягаяпя поди про-юдался на слабоосновном анкоште ЛЦ-31. Составы и.гататов соотеот-¡гвовали следуащим концентрациям: Cj- 480 иг/да3; C¿=220 нг/дц3; :3-100 мг/дм3. . -

В опытах варьировались те ко фактора,- что- а в процесса катио-шрования, кроме Хд /содержание сульфатов в воде, ыг/да3/.

Лналогзтчнкмя были и функцпи.отклнка, кроме. Уд -'обып-а очкяен-(о2 волы до проскока сульфат-ионов, ей3,, я - обвей очяшеикоЯ гада до просхоковой концентрации 100 мг/ды3,сн3. йсходя-ш даыыо тана трохфакторно'го эксперимента по ггетоду математического плаияро-йния представлены в табл.3. .■• ...

Расширенная матрица планирования с результата;«; опытов пред-;тамона в табл.4.

-Е-

Сечения функций двух аргументов

... Мш* та/ .. ¿¿¿аз.

У У > Л2222^

у у

-г

^2222222 ' 22.2222.

Щ2.222.222 ■ <22222.2222.

22222,28.2. 2

, . /НИИ * 4Щ1-Ш

пиит •

1ИТИ111И1 ттл'и у и 1!Нт т н 1 1 •

а т ни 11Ш1

тип тип ) /•нши

\4tUftff

\Рнти'

- о

^ ипт

■^МОСОРСО "/РОРР0РО0

'РРРОРРГООО I

Рис.2, Зависимость объема очищенной воды до проскока, ноков жесткости 'от удельной нагрузки и соотношения при максимальной жесткости.

999 9 -т

888888в 6 л /V

пт* ,

6Ш6

бб^ееее.ббшшв9бввв

ввее

&6,г-/е$0 (м

5

тчччЧЧЧНЧЧНЧИ

/ . ^ ■ ЭЪЬЪЪЫШШЬИЬЬЗЗЗЗ .

-I ' О I

Р;ге .3. Зависимость объема очищенной Е0.П1! со проскока ¡юное жесткости от удельной нагрузки и соотношения

при минимальной жесткости.

Путем обработки.результатов-опытов на ЗИМ получены уравнения регрессии, адекватно описывающие цзучаеиыЦ.процесс: .' У 2*4,058 + О.ОЭЭХз; +• 0,323Х3 -.0,0737512X3 . ' /5/

У2=3,159 - 0Г?171Г . :•. /' /0/

У1109 - 401,бХ^- + 717,7Х^ -Ю04Х3 -.359,1X^4 325 .¿Х^ -

- 504X3X3 + 827,7Х| У4=1512 + 1248Х2 - 178Х3 - В&«2Х3 + Ш8Х3

/7/ /8/

Исходнне данные плана эксперимента ,

Таблица 3 '

Уровень факторов Код кодированные факторы

А1 1 ^ I л3

Физические факторы

! ! W

Верхний 4-1 30 11,4 480,0' .

Нулевой 0 20 7,7 230,0

Ишший -I ю 4,0 100.0

'¡'штервал 10 3,7 . 190,0

варьирования I

Как показывает анализ уравнений, наиболее значимым фактором' является ко.чцентрация сульфат-конов. ' '

Полная дши'лгаческая обменная емкость зависит от всех факторов, причем с увеличением удельной нагрузки и концентрации gO^-ионов а уменьшением в незначительной степени соотношения /;/с/д значение ПОЗ будет увеличиваться /уравнение 5/. Рабочая дЕнакпчсская обменная емкость /уравнение-б/ зависит только от удельнсГ! нагрузки, причем с ее увеличением значение РОБ будет уменьшаться. Объем очякешсЗ воды до проскока SOî-tsoîîcb /уравнение 7/ зависит or ~сех фактороз и особенно от кошентрацип сульфат-ионов, . •

' ■ Объем очищенной води до -цроскоковоИ конпентрагщн 1С0аг/ки3 зависит от соотношения и концентрация SO^-zouon в воде /усависпаеВ/, С увеличением соотнопгонйя h/dt в ушнкзеялен кошмытрацпк SO^-понон объем очищенной воды будет увеличиваться. Независимость фушздин . от удельной нагрузки позволит увеличить до каксимует скорость фильтрования при проведении процессов очистки. ' Графические зависимости функция Уд я 7. процесса пкпопироЕпшш от всех фактороз аналегичпн зависимостям Уд п У,, от этих ~е факторов для процесса патионирояаяхя.

lia основании анализа проведенных в лабораторных условиях "сследовании процессов умягчения и обеесульфачивагшя считаем, что оптимальными условиями проведения процесса на укругшен:ю2 устзяогжо пут следушше:с?^20 ~/час; k/<!t-ÏZ—Z0.

При проведении дзкактчеекпх'оцнтрп были.получены данные, г.с?-волякгае судить о кинетике ионообменных. процессов. Расчетные глннке •-"'пет.'.чпекпх коэ'&Ьяцяентов внспшеЯ à внутренней диффузии показали, что мохко говорить о смепаяно-даффузяошюй кннетико С вкладом гигут--isimeS 'дз-4'рузии.

-JO..

- Таблица 4 '

Расширенная матрица планирования эксперимента

Номер опыта Jl V *3 yI 4 Уз У4

I ' +1 +1 5,1 2,0 . 701,5 1466,0

г >1, +1 -I 4,48 1,73 2644,0 6925,0

3 V +1 -I -I 4,39 1,26 665,0 2405,5

• 4 ♦I >1 +1 5,1 2,2 286,0 422,5

5. ,-i 41 -I 4,5 3,4 , 4748,0 6667,0

6 . -I +1 +1 4.Q 3,2 1051,0 1415,0

7 -I -I ♦I 4.9 2,9 390,5 492,0

: в .. -I. -I -I 4,1 3,3 1618,0 2146,0

.9 '. ♦I 0 0 4,7 2,04 757,4 1522,5

ю -I 0 0 4,48 3,6 1262,0 1467,0

и .. • Q- ♦I . 0 4,68 3,32 1646,0 2234,0

12 0 -I 0 4,72 3,6 054,0 763,5

13 ' о - 0 +1 5Д 3,7 801,0 952,0

14 ' Q . 0 -I 4.3 3,8 3592,0 4402,0

15 • 0 0 0 4,58 2,49 884,5 1537,0

16 .0 . 0 0 4, ев 2,49 . 847,0 1463,0

17 0 0 0 4,58 2,71 996,0 1585,5

В пятой главе кзлсшшы результаты процесса водоподготошси, проведенного-на укрупненной установке. Соотношение катионита к аниониту 2:1.

. Очистке от. ионов жесткости и сульфатов на укрупненной установке подвергалась.исходная вода Каракумского канала /табл.5./. Не соответствуют ГОСТу следуйте показатели качества исходно;! вода: сухой остаток; концентрации Рв, Cd, Fe - ионов, io и содержание летучих фенолов. Показатели качества очищенной ьода соответствуют ГОСТу,.кроме СГ, Рв и Cd- ненов.

Диналачесшт внходашо кривиё по опитаи Ыа-катпонароваиия и CI-аниокг.роваиия /рис ..4/ показывает, что процесс сорбции ионов аесткости в' SO^-понов проходил равномерно. Обьеи очящешюй )зодо пря катионировании" составил 180 объемов воды ца обьеи ионита, а при ани оаировшши • 130..обьеков очищенной воды .на обьеи ¿оката,-что хорозэ согласовывалась с результатйьы.лабораторных исцатани^'. Подученное значения емкостей акионктов также соответствовали результатам, полученным при изучении микрокинетаки процесса.'

Таким образом, ш. получали питьевую воду по жесткости - цягкук

Таблица о

Оицмиз дадни-а процессов -С1 - и И-Оп-ионированкя

1 1 . м. 1 Ос паи-1 Ч^УХОй | ис юши-з иону, кг/д.'.;3; мг-экв/дм3 1 Л0,{ цп, КО«,! НО-,1 НН.г 3*1 2 | 4 -ыкр. Общ мг/ 1 иг/1 мг/,мг02 ¡мхО^цг/ дм3 | да3| даа| д^^зу

нова! „н |0ста- [ ни, 1 |МК, \ , 6 I НСО: | С1" ! { ! 1 ! 1Ш,-Л|ЛГ-/ 1 > ! ! 1 1

! 4 ' ^ 1 , *> , , I, , В . V 1 н 1 ч 1 )0 ! тт \ Т2 ) га ТД I ТЬ 1 ГН { Т7 1м { Т9

. Лсход-

ная '

вода й',10 12сй,0 нет XI ода

14о,4 20о,9 и}о,2 132,0 64,0 149,6 0,3 И,0 2,4 6,64 0,015 0,7 3,4 0,44 0,1 2,4 6,6 13,20 о,и! 4,44 6,6 0,13

посла 6,36 1320,0 нет 146,4 206,9 636,2 Ъ,0 15,0 366,6 2,6 1,5 2,4 6,64 0,015 0,7 31,0 0,46 0,255 к

^ин"" ' 2'4 Ь'У °>3 1>2 0,064 - . Зг

.вода

после-6,26 ИЗо.О нет нет 666,0 об,С 6,0 16,0 365,6 2,5 1,5 нет 6,64 0,007 0,7 31,0 0,66 0,02

ная°Я" 8,6 13Ьо'2 143'9о 291'1 132,0 54,0 160,0 4,9 11,0 2,36 10,06 0,005 га 0,6 0,02

вода " ~ 6,20 13,26 6,66 4,44 6,62 0,12

¿ода

после 2,2 1066,6 наг нет 291,1 с36,2 о,01 .Г?,02 Д6,0 4,2 1,7 нет 10,06 0,26 2,7 0,32 0,02

6.20 13.26 0.3 1.4 5.0 0.1 30,57

6,20 13,26 0,3 1,4 5,0 0,1

•после 6,3 626,7 нет 43,92 271,22 176,0 о,01 17,02 115,0 4,2 1,7 0,72 10,06 0,26 0,75- 0,44 кет ' 0,72 7,64 6,0 0,1 30,57

Ио10иТВ,5 16164-72

300,0 600,0 100,0 50,0 4246-72 4369-72' 2Ё?к- 82 .

7,0 45,0 3,3 2,0 15-25 5,0 3,54101-72 1й32о-?3 4192-62 2й?4-и2

' Продоякениз таблицы 5 t

проб, | мг/ мг/ i . МГ/ I Í «г/ мг/ ир/ мг/ ЛЫ, (в «р продЦ ^

V j1 дм jfiu3 1 j ff | ^ Г3 ' j ДМ3 j ДМЭ| ДМ3 { ff fejüffll . У" fe ffl

i I 20 1 Zí 1 ^ i ^ i 1 I ' i i 29. 1 30 I 31 ! 32 1 33 134 135 |36 | ЗУ

Исход- o 4 0 o o Q 0 0 ? o ^1263,0

вода-- . . . . ' 0,065 69,6

сода ' г ' н§т

посла 0,003 кзт 4,4 0,12 0,014 0,04а 0,003 0,01 0,004 0,033 0,042 0,047 нет 0,005 0,024 0,15. ^Г31б,0

/fe-кат- . нет .

--ния ... '

йода нет

'посла 0,02 ' нет 3,0 0,13 0,014 0,045 0,0Ш 0,01 0,004 0,033 0,042 0,047 нет 0,005 0,024 0,10 <Г1Ш2,0 >

Üi-a- HST ния

!0,017 НЗТ 4,9 к/ Qfilti 0,044 0,004 0,005 0,003 0,014 0,016 нат 0,035 н/ ' 0,024 0,175 Ю-О«^ п , опр. .опр

тпослэ 0,005 нат 4,9 н/ 0,014 0,047 0,004 0,004 0,003 0,014 0,016 нет нат 0,024 0,09 1075,2

И-кат- ' опр опр

кия '

¿ода . ' и/ ^ н/ • нет

поело нзт нат -2,4 н/ 0,014 0,044 0,004 0,004 0,003 0,014 0;016 кэт нэт опр 0,024 0,09 --622,1

Он-ан- опр ' - нет

-ния

»op^ idaQJ-7210,0 5,0 0,001 0,00 0,001 2,0 QJ 0]з ^ '

I'OÜT 10293-72 4974-72 4011-72 30'о

51

1,0

0,8

0,6 0,4 0,3

О,?

0,1o

ю-1 0,08 0,06

0,04 0,03

0,0? 0,016

КГ?

c/c„

r

Рис.4 Экспериментальные динамические выходные кривые: I. На - катиоиирование; ?. CI - анионирование; . 3. Н - катиоиирование; 4. ОН - аииоиировамие.

1,3

Ю4 16 ?5 35 tfCr

/1,5 мг-экв/дм3/ и с соде|1£аниец сульрат-иопоз до 100,0 ыг/да3» что соответствует международным стандартам. При смелешш полученной воды с исходной в соотношении 1:1, получим питьевую воду, со-ответствушуп по всем показателям ГОСТу: жесткость oó«íh-G,25 иг -зкв/дмэ; сульрат-пины-302,0 мг/дм3; хлор::д-11они~400,0 мг/дм3; Х1Ж0ИХ_ - 17,2 мг 02/ди3. ,. •

!!ршшв во внимание превышение содержания CI-ионов и соответственно величины сухого остатка над нормативами ао ГОСТ, было принято решение протеста процесс Н-ОН-иинировапия воды того же состава при тех мо условиях и сочинить с результатами процесса Üa-CI-иоип-рования.

Качество води, получение^ и процессе Н-СН-лонироцашш /табл.5/ по всем показателям соответствует ГОСТ. Па воду, полученную методом ¡í-OM-искироваыш, после разбавления исходной в соотношении 1:1-1,5 получен сертификат качества, указывающий на приго^юсть ее использования для питьевых целей. Проведенные расчеты по расходу реагентов на подготовку иоиообменников к работе показали, что питьевая вода, полученная в процесса Ып-С1 - ионированпя, обходится дезевле воды, получений! II-0H - копированном /табл.б/.

На основе анализа литературных данных выбраны 'и предломепц основные способы регенерации ионятов и утилизации побочных продуктов очистки.

Твблида 6

Срашение технологических показателей процессов Ыа-CI- и Н—011-ионирования _

Ионообменная Расход ре чсние 1м* ¡агентов на полуочищенной водн Обьем очиаднноИ вода, даг3/да3 ПДОЕ, иг- ЭКв/г РДОЕ, зкв/г

ЫаОН, кг нс*кошц дат HaCI, кг ,

КУ-2х8 /На*/ 2,2 9,25- 9,75 180,0 3,94 . 2,78

AH-3I /С Г/ 2,4 3,8 6,2 128,0 4,97 3,9

Итого: 4,6 13,05 15,65

КУ-2х8 /if*"/ 2,65 19,5 7,0 172,0 3,73 2,8

АИ-31 /01Г/ 3,8 9,4 7.9 156,0 6,23 • 2,65

Итого: 6,45 28,9 14,9

В шестой главе представлены результаты разработки технологических схем получения качественной питьевой воды из загрязненных вод Каракумского канала.

Анализ закономерностей колебания качества воды поверхностного источника показал, что завышенная обшая шшерализация наблюдается в зпмне-весенниЯ период. В летне-осешшй период, когда общач минерализация н содердание .таких,ионов, как Са, Мд, и СОд-яонн не будут-прешиагь нормативов по ГОСТ," мы предлагаем упрощенную схему /I/ получения питьевой воды /рис.5/. Для водоподготовкп в зиине-ве-сешшй перпод, предложены две 'схемы, различающиеся меяду собой процессом копирования /II. и Ш-рис.5/, выбор одной из них предложен производственникам. Результаты работы будут использованы на водозаборном сооружении Ь5арыЗской ГРЭС. *

ВЫВОДЫ

1. Исследована и разработана технология получения качвственноЯ .питьевой воды ионообменнш методом из загрязненных поверхностных водных источников.

2. Проведен критический анализ материалов по составу воды Каракумского канала, являющейся источником питьевого водоснабжения Карийского региона, к установлено, что .'в зиг.яш-весеннпй -период из-за вис ок. ой концентрации конов кальция, магния и сульфат-ионов необходика полная очистка вода дюиообкеиным методом. '

3. Исследованы динамические и кинетические закономерности процессов Са-Ы^-Ыа -катиопировашм на сильнокислотном 'катеоните

Г Исходная

-Г

вода .

коагуляция (ОСА)

КПВДИЦК0НИ31ВР ние 1:1

________потребитель ) ) потребитель J

Рис. &. Принципиальные технологические '¡хекы подготовки кячетвенной питьевчй воды нв примере вод Каракумского кпнала Марийского регионе.

1

Ч

КУ-2хО я 504-С1 -аииопировашш на низкоосновном анионите Ali—31. Разработаны математические модели очистки загрязненных поверхност-' них вод, позволяющие прогнозировать величину удельной выработки ,вода ц рабочей обменной емкости ионитов в выбранном диапазоне изменения содержания кальция, магния и сулы^ат-ионов; Установлены оптимальные условия .ведения процессов,

4. На укрупненной установке исследованы процессы очистки вода Каракумского канала методами Но-С1 и H-OïI-ионирования, показана возможность получения качестве ной питьевой вода двумя методами. lia основании расчета удельных показателей процессов проведено сравнение двух указанных методов. Установлена адекватность показателей процесса Ыа-CI -копирования на лабораторной и укрупненной установках.

5. Рассметрсны пути регенерации ионитов и выбраны способы утилизации побочных продуктов очистки воды.

6. Разработаны и предложены технологические схемы получения качественной питьевой вода из Каракумского канала, с учетом сезон-Hilx изменений состава исходной вода, соответствия ГОСТу и технико, экономических показателей.

Основное содерхание диссертации излажены в следующих работах: ' I. Какалыева Г.Д. Сорбдаошшя очистка вода//Тез.докл.научно-цракт, конф. молодых ученых Ci!Г.4.1.-Ашгабат, I992.-C.48. 2. Какалыева Г.Д., Казанцева H.H. Ечиянке зернения конита на технологический -процесс очистки вода. Там но.-С.49-50. '3. Какалыева Т.Д., Казанцева H.H., Ходаагламодов A.M., Акшров A.A. Технология Ca-Üg-Ha -яатдонпровакш загрязненных поверхностных водных источнпков//Труды Ин-та химии.АН Туркменистана.Вып.2.-Аш-габат: Шшц, I993.-C.31-37. . ' 4. Какалыёва Г/Д., Казанцева H.H., Ходаамамедов A.M., Нккуличева Т. Кинетика ионного обмона на сильнокислотной катконите К7~2х0. Там SC.-C.3&-42. .

5. Какалыева Г.Д., Казанцева U.U., Ход*амачсдов A.M., Никуличева Т. ' Исследование процесса обессульфачивания загрязненных поверхностных водных источников. Там же.-С.43-48.

НЕШЕ

Бу иш Мары региокынын, ичимлик учин наетленен сув чепзлелеринден арас-са сув алмаклыга багышланяр. Мари регцонина Гарагуы каналиндан барян ичимлик сувыц хил ягдаЯы пасыла гора уЙтгвп дуряр:тоцус-гуйэ аПларинда сувыц хил ягайынщ геркезиж}!лерн (микробиология горкеэнауоерден башгаси) ТОСТ-а лайык гелйэр, эмма, гш ве яэ айлари сувыц хилк ярпмазлаияндкги . себегши ГОСГ-а лайык гелмейвр. Мары ГРЭС-ин, сувалян десгасында ичишшк ' сув дцце гум.чагыл ве антрацитден дузулен сузгучден суэулйэр.Са+^,Ыд+^ ве SO^-^ ялы ионлари.шейле хем микроэлементлерин щу аиакдакы ялы дузуми: умумы талхлик -11,5 мг-акв/дм3, S04"2 -600 мг/ди3, Рв+2 -0,045 ыг/дм3,

-0,003 ыг/дм суэгуцде сакланмаяр. Булар ялы ягдай ичимлик сувун, яраиаз болмагина, илатиц арасында Дурли хили нч кеселлерин, двремегине алыл баряр.

Лаборатория шертлеринце Гарагум каналиниц сувуныц пасш.ляра герэ уйтгейшинлц модели шсалында. сувыц талхсызландырмаклыгык, (катионпт КУ-2*8 билен) ве сулъфатсызландирмаклыгыц (анионит AH-3I билен) кинетики ве динамики кануналайыклиги барлмшлдц., Арассаланян суву^,иоттн,,колон-каныц диамегрине.сувуц талхлнлырына,сульфат ионларцннн, мукдарика багли-лыкда.долы ве иш сьггкмларыны хвсиетлевдирЯан регрессиясьшин, децлемеси алкццу.Улалдылан эшкамда шеЯле барлаглары гечирмеклиг'ик," оптимал нусгасы хадурленди. Гечирилен На-CI -иоиладаа иш нетшцесннде дузуми шунуц ялы болан сув алывды:сувин, талклш.иги' -1,5 мг-экв/дм^Сарассаланмадак сувда-II мг-экв/дч^), мг/дм^ ченли (арассаланмадык сувда-03б,2мг/д|Д

Ми кроэл ем е нт л ери н, концентрацичлары ионлашдада уйтгемейвр.Лрассаланан сувда 01~-ионлар ве органики гарындылариь.'н, ;иукдары копелйэр. Виз арас-саланан ве арассаланмадык сузлари 1:1 яли гатнашикда гармаклиги теклип' адЯарис.шонда гаршан сувын, ягдайи РОСТ-ин, кадасына лаПик гелЯар(Рп ве Cd микрозлементлердеи башга). Гечирилен П-ОН -ионлашмагыныц тассшслама-гына горэ, арассаланан сув ёкары хилли болуп,они арассаланмадык сув билен 1:1-1,5-» гатнакыкда гарып боляр. Нчмек учин ниетленгн ку усуллар 'билен алынан сува хил сертификаты берилди. Техники-нкднсади горкеэшгл-лернн, тасскклак'лгкна герэ- Na-Cl -ионл&шма усу ли билен алынан сув НОН -ионлашадан арзан душйэр, Шейлелик билен биз сувы тайярлашклыгын, иончалшма усулларынын, икисини теклип едйэрис вз усулларын, артык ве кен тарапларыны горкезйврис. Иш няти?г$есинде томус-гуйэ ве гыш-яз пэсыллара учин уч сакы схема ишенип дуэулди. Томус-гуйз пасыллары учин Яенекей суп таЯярлаДыш схемасы кшлею1Л!т дузулди.Ии дуруланак,коагуляция,зыян-сызландирмак,сузкек яли этаплари ез ичнне аляр. Гыа-яз пасылларын, схе-)«аарина,ёкарда геркезилен атаплардан башгада На-CI- ве Н-ОН-ионлап-ма ишери гиридилди. Мары ГРЗС-ин, элбашчыларынын, тассьгкламакларына герб, теклип эдилйвн технология схемалари Мары ГРЭС-ин, супландырклян десгала-рында енумчилиго орнавдырилар.

Summary .. .

This work Is devoted the elaboration of high quality drinkable water from soiled superficial water sources or Hary region.The , water from Karakum Chanel using for water-supply is fluctuating with dependence from season.The Indices of water quality In the samcr-autumn period Is equally of standard requirements. Some indices of water quality achive a high meanings in the winter-spring period and water is not suitable for drinkable.Water on the pump-house of Mary hydro-electric power station is. going only from filters which consist from mixture sands.gravel and anthracite. Ions calcium,magnesium , sulfate , some microelements which concentrations achive: K0 = 11.5 mg-equiv./dm3 , S04z~ = 600 mg/dm3 . Pbz* « 0.045 mg/dm3. Cd2+=0,003 nig/dm3,do not stay on the niter.The poor quality of drinkable water is a reason of infections diseases and high children's mortality in the Turkmenistan.

Kinetic and dynamic conformity, to natural laws softened water on the high-acid kationlt Ky-2*8(lla*) and desulfateing on the low-basic anionit AH-31(Cr)have been studed. It was modeled on the Karakum water's composition on the range seasonal modification of main components. The equations of regression describing dependeces volume of cleaned water from specific loading.correlation height layer ionite to diameter column,concentrations ions of Ca2* and Mg2* and S042" in the initial water was obtained.The optimum regime to prove research on the extend system was offered.The experiment on the reality object with use the extend system has been 'conducted.The water with Caz* and.Kg2* concentration equally of 1,5 against initial Ilmg-equiv./dm3 and with concentranlon sulfate -ions low 100 against initial of 636.was obtained with }Ja-Cl Ion exchange. Concentration of microelements in this process do not change. Contents Cl-lon and organic components has Increased.In the time or mixing obtained water with Initial of 1:1. was made water the indices of water qualltys which is' standarts.exept contents microelements (Pb2* and Cdz*).The water obtained by this method is more high quality and It can mlxt with initial water of 1:1,5.

The serteflcat of water quality for drinkabl purpose • wa: obtained. Th£ water obtained lia-Cl ion exchange' Is cheaper than H-0! ' Ion echange was determined. On the resalt three schemes o: preparation water for different seasons by «sing two- methods of io; ■ exchange was obtained.The'offered. technological scfieme will be us1 on the Hary hydro-electric power station.