автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Обескремнивание подземной воды электрокоагуляцией

На правах рукописи

СВЯЖИНА ИРИНА ИГОРЕВНА

ОБЕСКРЕМНИВАНИЕ ПОДЗЕМНОЙ ВОДЫ ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯЦИЕЙ

05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск 2005

Работа выполнена на кафедре «Водоснабжение и водоотведение» Тюменского государственного архитектурно-строительного университета

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент

Большаков Александр Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Артеменок Николай Дмитриевич

кандидат технических наук Никитин Алексей Михайлович

Ведущая организация: ОАО Институт «Нефтегазпроект»,

г. Тюмень

Защита состоится "26" декабря 2005 г. в 1700 часов на заседании диссертационного совета Д 212.171.03 в Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете (Сиб-стрине) по адресу: г. Новосибирск, ул. Ленинградская 113, а. 239.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрина).

Автореферат разослан "24 " ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Дзюбенко Л.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В ситуации постоянно ужесточающихся нормативных требований к показателям качества питьевой воды, все большее внимание уделяется подземным водам в качестве источников водоснабжения. При анализе состояния подземных вод Тюменского региона выделяются следующие особенности: низкая температура, высокая газонасыщенность, повышенное содержание железа, марганца, кремния, аммония, взвешенных и органических веществ, в том числе нефтепродуктов и фенолов. Почти повсеместно в воде присутствуют железофосфатные комплексы.

Содержание кремния в питьевой воде, относящегося ко 2 классу опасности, стали регламентировать с 1996 года. В соответствии с СанПиН 2.1.4.1074-01, предельно-допустимая концентрация кремния в питьевой воде 10 мг/л.

При очистке подземных вод традиционно используемым методом в Тюменском регионе - упрощенной аэрацией - не происходит удаления кремния. В связи с этим, актуальной задачей является исследование методов обескремнивания подземных вод, используемых для питьевых целей.

На основе анализа рассмотренных отечественных и зарубежных литературных источников к реагентным методам обескремнивания относятся обработка воды: известью, солями железа и алюминия; к безреагентным - сорбционный метод и электрокоагуляция.

Реагентные методы обескремнивания имеют следующие недостатки: подогрев воды (при обескремнивании известью), высокие дозы подщелачивающих реагентов, увеличение сухого остатка (при обработке воды солями железа и алюминия).

При сорбционном методе используются дорогостоящие фильтрующие материалы, которые не регенерируются.

Электрокоагуляция являясь безреагентным методом обескремнивания воды, обеспечивает эффективное удаление кремния.

В нашей стране исследованиями процесса электрокоагуляции занимались: JI.A. Кульский, П.П. Строкач, В.А. Слипченко, В.А. Клячко, В.Д. Дмитриев, Я.Д. Раппопорт, C.B. Яковлев, И.Г. Краснобородько, В.М. Рогов, B.JI. Филипчук, М.М. Назарян, В.В. Найденко, З.Я. Ярославский, В.Н. Демидович, установившие основные технологические параметры процесса, влияющие на эффективность очистки воды. ------ ~ . ____

ч-'ЛЬИАЯ Б". ' з ГГКА

Разработкой эффективных технологий очистки подземных вод Западно-сибирского региона занимались: Н.Д. Артеменок, А.А. Вдовин, В.В. Дзюбо, В.Д. Дмитриев, В.Л. Драгинский, Ю.Л. Сколубович и др.

Цель диссертационной работы - исследование процесса обескремнивания подземных вод для питьевых целей электрокоагуляцией и разработка технологии очистки, обеспечивающей удаление кремния, с учетом особенностей химического состава подземных вод Тюменского региона.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели определены следующие задачи диссертационной работы: -анализ методов обескремнивания, используемых при очистке воды для питьевых целей и обоснование целесообразности и механизма удаления кремния из воды электрокоагуляцией; -исследование влияния основных технологических параметров процесса (концентрации алюминия и времени обработки, плотности тока, скорости движения), а также содержания железа и марганца на эффект обескремнивания подземных вод для питьевых целей электрокоагуляцией; -определение оптимальных значений основных технологических параметров очистки подземных вод Тюменского региона электрокоагуляцией;

-разработка модели снижения концентрации кремния электрокоагуляцией и рекомендаций по методике расчета электрокоагуляторов для обескремнивания подземных вод, в том числе с учетом содержания железа и марганца в исходной воде; -создание технологии очистки подземной воды, обеспечивающей удаление кремния, с учетом особенностей химического состава подземных вод Тюменского региона при сравнительно низких затратах электроэнергии и оценка экономической эффективности от ее использования.

Методы исследований. Для решения перечисленных задач использовались современные методы анализа качественных и количественных показателей воды: фотоколориметрия, ионометрия, а также методы математического планирования эксперимента, статистические методы обработки результатов на ПЭВМ.

Новизна научных положений: - впервые экспериментально обоснована возможность удаления кремния из подземных вод для питьевых целей использованием электрокоагуляции;

-определены оптимальные значения технологических параметров обескремнивания воды для питьевых целей электрокоагуляцией и получены их расчетные зависимости; -впервые исследованы вопросы влияния содержания в воде железа и марганца на эффект обескремнивания электрокоагуляцией; -предложена комплексная технологическая схема очистки подземных вод с использованием электрокоагуляции для удаления кремния, учитывающая особенности химического состава.

Практическая ценность диссертации. Полученные результаты исследований позволяют:

-получить качество очищенной питьевой воды в полном соответствии СанПиН 2.1.4.1074-01; -выполнять проекты новых и реконструкцию существующих водоочистных станций подземных вод для комплексного удаления всех загрязнений, характерных для данного региона; -снизить затраты на очистку подземных вод от кремния за счет использования сравнительно небольшой плотности тока 1,4 - 1,5 мА/см2 и (или) прерывистого режима электрокоагуляции; -прогнозировать остаточную концентрацию кремния в воде и удельный расход электроэнергии от основных технологических параметров при обескремнивании воды электрокоагуляцией.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на международных научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы современного строительства» (г. Санкт-Петербург, 2003); «Новые информационные технологии в нефтегазовой промышленности и энергетике» (г. Тюмень, 2003); 61-й, 62-й научно-технических конференциях НГАСУ (Сибстрин) (г. Новосибирск, 2004, 2005); на ежегодных научных конференциях ТюмГАСА (г. Тюмень, 2002 - 2005). По материалам диссертации опубликовано 11 научных статей.

Результаты экспериментальных исследований апробированы на очистных станциях Велижанского (г. Тюмень) и Новотарман-ского водозаборов. Для последней станции очистки подземных вод был выполнен и внедрен проект реконструкции с использованием разработанной технологии и экономический эффект составил 1,85 млн. руб/г при суточном расходе воды 1600 м3/сут.

Достоверность полученных результатов. Достоверность подтверждается проведением анализов по стандартным методикам с применением современных приборов и оборудования, обеспечивающих требуемую точность и надежность результатов измерений, а также неоднократным повторением экспериментов.

5

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, списка используемой литературы, насчитывающего 118 библиографических ссылок и 3 приложений. Она изложена на 167 страницах, содержит 38 рисунков и 40 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе (Анализ качества подземных вод и современных методов обескремнивания питьевых вод) приводится характеристика, условия формирования и состояние подземных вод Западно-сибирского артезианского бассейна, используемых для питьевого водоснабжения. Их минерализация изменяется при повышении общей увлажненности территории от слабосолоноватых вод хлоридного типа с наличием ионов натрия на юге Тюменской области, до весьма пресных гидрокарбонатных кальциевых или магниевых вод на севере. Широкое распространение торфов и глин, слабая расчлененность рельефа, пологое залегание пород обеспечивают формирование восстановительной среды, благоприятствующей миграции восстановленных форм железа и марганца. Для подземных вод этой области характерно повышенное содержание растворенных газов (углекислоты, сероводорода и метана).

По результатам исследований качества подземных вод за последние годы выделяются следующие особенности химического состава: повышенное содержание железа, марганца, кремния, аммония, органических веществ, нефтепродуктов и фенолов в подземной воде. Соединения кремния в подземных водах появляются в результате химического растворения силикатных водовмещаю-щих пород под воздействием углекислоты.

Эффективным безреагентным методом обескремнивания подземных вод для питьевых целей является электрокоагуляция. При этом образуется обладающий повышенной сорбциониой способностью по отношению к кремнию гидроксид алюминия, полученный электрохимическим способом.

Отсутствие исследований по влиянию основных технологических параметров процесса электрокоагуляции на эффективность обескремнивания подземных вод для питьевых целей вызывает необходимость проведения специальных работ, посвященных созданию технологии очистки, обеспечивающей качество, воды соответствующее санитарным требованиям.

Во второй главе (Объекты и методы исследований) приводятся характеристики подземных вод Велижанского водозабора, обеспечивающего город Тюмень питьевой водой с расходом 80

тыс. м3/сут, и Новотарманского водозабора, снабжающего п. Ново-тарманск расходом воды 1600 м3/сут.

Наименование водозабора Мутность, мг/л Кремний (по вО, мг/л Железо общее, мг/л Марганец, мг/л Аммоний, мг/л рн

Велижанский (г. Тюмень) 1,5-10,9 17,8-21,2 2,28-3,81 0,1 1,2 7,3

Новотарман-ский (п. Но-вотарманск) 8,5 14,6 4,59 0,25 0,8 7,8

Для исследования процесса обескремнивания электрокоагуляцией были изготовлены лабораторные и полупромышленные установки, представляющие собой безнапорные электрокоагуляторы отдельно стоящие или встроенные в отстойник (рис. 1.) с пластинчатыми растворимыми алюминиевыми электродами.

Рисунок 1. Экспериментальная установка по обработке воды электрокоагуляцией с последующим отстаиванием в тонком слое и фильтрованием

1 - смеситель для подачи в исходную воду раствора хлорида натрия, 2 -источник электрического тока, 3 - компактная установка для электрокоагуляции, отстаивания и фильтрования воды, 4 - растворимые алюминиевые электроды, 5 -тонкослойные блоки, 6 - зона фильтрования воды, 7 - отвод очищенной воды, 8 -отвод осадка

Исследование по влиянию основных технологических параметров на эффективность обескремнивания осуществлялось обработкой воды в безнапорном электрокоагуляторе с последующим

отстаиванием и (или) фильтрованием. В ходе эксперимента изменялись следующие технологические параметры: исходные концентрации кремния, плотность тока, скорость движения и время обработки воды в электрокоагуляторе. Отбор проб производился после процессов электрокоагуляции, отстаивания, фильтрования (для определения мутности, остаточных концентраций кремния, железа, марганца и алюминия фотоколориметрическим способом).

Для возможности регулирования концентрации алюминия от времени обработки г, мин, плотности тока г, А/м2, площади электродов Я, м2, представили известное выражениесм =т!Узл, в соответствии с законом Фарадея т = А311

с (1)

■о* V ~ V

1 зя г зя

где т - масса анодно-растворимого металла, г, Аэ - электрохимический эквивалент металла, для алюминия равен Аэ = 0,0056 г/(А мин), I - сила тока в цепи электролизера, А, Уэл- объем электрокоагулятора, м3.

Оценка эффективности процесса обработки воды электрокоагуляцией осуществлялась по величине эффекта очистки.

Третья глава (Экспериментальная часть) посвящена исследованию влияния технологических параметров (концентрации алюминия, плотности тока, времени обработки и скорости движения воды в электрокоагуляторе), а также содержания железа и марганца на эффект обескремнивания воды электрокоагуляцией.

Для оценки влияния материала растворимых электродов на эффективность обескремнивания электрокоагуляцией в качестве сравниваемых вариантов были исследованы алюминиевые и железные электроды. Плотность тока изменялась от 1 до 3 мА/см2. При использовании алюминиевых электродов отмечается относительно большая эффективность обескремнивания по сравнению с использованием железных электродов. Так, например, при плотности тока 1,5 мА/см2 эффективность обескремнивания с использованием алюминиевых электродов составила 56%, железных - 32%.

Экспериментально полученные кривые снижения концентрации кремния в воде от концентрации алюминия (по А13*) при его различном исходном содержании свидетельствуют об эффективности данного метода для обескремнивания подземных вод с исходной концентрацией кремния до 35 мг/л (рис. 2).

NN.

>« 1

5 10 15 20 25 30

Концентрация алюминия, ют/л

Рисунок 2. Зависимости снижения концентрации кремния (по 8Г*+) электрокоагуляцией от концентрации алюминия при исходном содержании кремния в воде: 1 - 37,73 мг/л, 2 - 33,7 мг/л, 3 -28,8 мг/л, 4-21,5 мг/л, 5-18 мг/л (плотность тока 2 мА/см2)

Эксперимент по влиянию времени обработки на обескремни-вание электрокоагуляцией при исходных концентрациях кремния от 18 до 35 мг/л показал, что максимальный эффект обескремни-вания (70 - 90 %) достигается при времени обработки от 3 до 5 мин.

Установлено, что при плотности тока от 0,5 до 1,5 мА/см2 эффективность обескремнивания воды электрокоагуляцией увеличивается, а при более 1,5 мА/см2 - снижается. Максимальное значение эффективности обескремнивания соответствует значениям плотности тока от 1 до 1,5 мА/см2.

На основании исследований по влиянию скорости движения воды в электрокоагуляторе, отмечено, что с увеличением скорости прямо пропорционально снижается концентрация кремния при прочих равных условиях (концентрации алюминия, времени обработки, плотности тока).

При прохождении воды через электрокоагулятор параллельно с удалением кремния происходит изменение электропроводности X, сопротивления межэлектродного пространства р и рН воды. На основании проведенных экспериментов установлена зависи-

мость, позволяющая прогнозировать величину электропроводности х от времени обработки воды в электрокоагуляторе

* = 0,0131-(Я-О0175- (2)

Увеличение концентрации ионов алюминия в электрокоагуляторе от времени описывается линейным уравнением СА,ъ ~ К • *,

где К = АЭ1Б / V, тогда

* = ОД31(С^)0175. (3)

Уменьшение электропроводности и увеличение удельного сопротивления воды р = М х происходит пропорционально росту концентрации гидроксидов алюминия.

В связи с этим, для эффективного растворения электродов необходимо вводить в воду хлорид натрия в количестве (при исходной концентрации хлоридов менее 300 мг/л)

Сщ;, =110-0,2-СГ, (4)

где С1' - концентрация хлоридов в исходной воде.

Величина изменения рН после электрокоагуляции при его исходном значении от 6,5 до 7,5 может быть установлена по линейной зависимости

рН = рН0 - 0,031 • СА,и • (5)

Уменьшение величины рН обрабатываемой воды после электрокоагуляции происходит за счет участия гидроксид-ионов в реакции гидролиза ионов алюминия.

С целью снижения затрат электроэнергии и расхода металла на проведение процесса был исследован прерывистый режим электрокоагуляции. Установлено, что его использование обеспечивает удаление кремния до 10 мг/л при концентрации алюминия 3,2 мг/л, тогда как при непрерывном режиме - 6,4 мг/л (при исходной концентрации кремния 18 мг/л). Соотношение периодов подачи и отключения электрического тока составляло 1:1.

Для определения себестоимости очистки воды электрокоагуляцией важным параметром является удельный расход электроэнергии. Результаты проведенных исследований по влиянию времени обработки на величину удельного расхода электроэнергии при содержании кремния в обрабатываемой воде от 16 до 32 мг/л приведены на рис. 3 и свидетельствуют, что расходы электроэнергии меньше на 40-50%, рекомендуемых в литературных источниках для очистки поверхностных вод.

Исходная концентрация кремния, кг/л

Рисунок 3. Зависимости удельного расхода электроэнергии от исходной концентрации кремния при времени обработки, мин: 1 2-2, 3-3,4-4

На основании проведенных экспериментальных исследований установлены оптимальные значения параметров процесса обес-кремнивания подземных вод электрокоагуляцией

В четвертой главе {Математическая обработка экспериментальных данных) выполнена обработка результатов экспериментов по определению оптимального значения плотности тока при обескремнивании электрокоагуляцией, обеспечивающего максимальный эффект обескремнивания с минимально возможными затратами электричества. Реализованный эксперимент описан полиномом второго порядка (план Бокса-Уилсона) с влияющими на величину остаточной концентрации кремния и эффекта очистки факторами: плотности тока /, мА/см2 и количества электричества Qэл, (А-ч)/м3. После математической обработки результатов эксперимента получены уравнения регрессии для остаточной концентрации кремния и эффекта очистки

С®ост =26;09 - 9,34 /- 0,95 +2,53 /2 +0;02 0ЭЛ 2 - 0,019 / ^,(6) Э = - 26,04 +45,11/ +4,56 £эл -12,23 12 - 0,1 дэл2 + 0,093 / (¿эл. (7)

Значимость коэффициентов уравнения регрессии проверялась по критерию Стьюдента, адекватность полученного уравнения эксперименту - по критерию Фишера.

Исследование функций (6, 7) позволило установить значения оптимальной плотности тока, которое составляет 1,4-1,5 мА/см2.

Анализируя результаты эксперимента можно отметить, что при одинаковом количестве электричества, использование плотности тока в пределах оптимальных значений ionmUM =1,4-1,5 мА/см2 позволяет получать очищенную от кремния воду при сравнительно низких затратах электроэнергии.

Результаты исследований позволили разработать модель снижения концентрации кремния в воде электрокоагуляцией с растворимыми алюминиевыми электродами, основой которой является дифференциальное уравнение коагуляции, предложенное Г.Е. Гудзоном

CSiocm = Cslucx ■ехр(-—¥ сА1). (8)

л

В соответствии с уравнением (8), концентрация кремния С ¡i ост, оставшегося в воде по прошествии времени t зависит от: первоначальной концентрации Cst исх, критерия Кэмпа Gt, концентрации коагулянта CA¡ (электрохимически полученного гидроксида алюминия) и коэффициента эффективности столкновений у/.

Согласно рассуждениям Г.Е. Гудзона, коэффициент эффективности столкновений Ц/ является постоянным. Однако, с увеличением концентрации коагулянта вероятность их столкновения с соединениями кремния возрастает. При этом коэффициент эффективности столкновений зависит от: исходной концентрации кремния Csi исх, концентрации алюминия CA¡, времени t взаимодействия. Для определения зависимости коэффициента эффективности столкновений был проведен полный факторный эксперимент З4. Получено уравнение регрессии для определения коэффициента эффективности столкновений

ц/ = - 0,432 + 0,031 CSlUcx + 0,019Cai + 0,0078/-0,015Э. (9) Для определения концентрации алюминия CA¡, при которой происходит удаление кремния до предельно допустимой концентрации, рекомендуется использовать эмпирическое уравнение, предложенное Е.Д. Бабенковым, для определения оптимальной концентрации коагулянта

CA¡mm (Ю)

где С si исх ~ исходная концентрация кремния, мг/л, Кит- коэффициенты, зависящие от вида использованного коагулянта и условий водообработки, определяются экспериментальным путем.

12

В данной работе впервые определены значения эмпирических коэффициентов уравнения (10) для обескремнивания непрерывным (К = 0,025 и т = 1,84) и прерывистым (К - 0,17 и т - 1,065) режимами электрокоагуляции при исходном содержании кремния в воде от 16 до 36 мг/л.

Разработанная модель снижения концентрации кремния в воде электрокоагуляцией позволяет определять изменение его концентрации в подземной воде от технологических параметров процесса (при исходных значениях кремния от 16 до 36 мг/л и концентрации алюминия до 30 мг/л).

После проведения двухфакторного эксперимента по влиянию времени обработки на величину удельного расхода электроэнергии при различном содержании кремния в обрабатываемой воде, установлена зависимость

6,93-4,91-0,35 С& + 0,92 г2 + 0,001 С3,2 + 0,2ПС3„ (11) позволяющая прогнозировать его величину для предварительных экспериментальных исследований.

Подземные воды Тюменского региона - многокомпонентные растворы, содержащие кроме кремния, железо и марганец. Для исследования влияния железа и марганца на процессы обескремнивания электрокоагуляцией и фильтрованием (с! = 0,8-2 мм, НсЛ -2м, =4 и/ч) были проведены эксперименты на подземных водах Велижанского и Новотарманского водозаборов.

При обескремнивании воды, содержащей 3,7 мг/л железа Бе2+, эффективность обескремнивания электрокоагуляцией уменьшается в среднем на 15 % по сравнению с обработкой воды, содержащей только кремний; при содержании 4,6 мг/л железа Бе 2+ и 0,25 мг/л марганца Мп2+ - эффективность обескремнивания уменьшается на 56 %.

Таким образом, при обработке подземных вод, содержащих кремний, железо и марганец, следует учитывать, что электрохимически получаемый алюминий (по А1 3+) расходуется на удаление элементов в количестве: 0,3 мг А13+ на 1мг 814+; 0,42 мг А13+ на 1 мг Бе2+; 3,3 мг А13+ на 1мг Мп2+.

Зависимости остаточных концентраций кремния, железа и марганца в воде после ее электрокоагуляции от времени обработки мин, скорости движения «9, м/ч, силы тока /, А, в соответствии с уравнением множественной регрессии по методу Брандона, могут быть представлены в виде:

после электрокоагуляции и фильтрования воды

с _ 11,4 • (0,57 - 3,37-/2-ь 2,64/), (12)

С =__, (13)

"-Игост _ ^0,15 .^0,6

с _ 0,29 (2,49-538-/ + 4,46 /2) (14)

Шоса о, 46 . £0,203 '

после электрокоагуляции, отстаивания и фильтрования воды с _ 10,34 • (6,23 • / - 7,29 • I1 - 0,18). (15)

'ЯшI ,0.47 п0,1Э

СУ I1

3,21

с =__, (16)

*-Лоав 1,34 .^0,31 ^0,78

с = 0,21 •(2'25 " 4>88 •1 + 4'43 •/2) (17)

м* от ^0,44 _ ^0,12 ' ^ '

Результаты математической обработки позволяют прогнозировать для предварительных экспериментальных исследований:

- удельный расход электроэнергии и остаточную концентрацию кремния в воде от его исходного содержания и времени обработки при обескремнивании воды электрокоагуляцией,

- расход алюминия и остаточные концентрации кремния, железа и марганца при комплексной очистке подземной воды.

В пятой главе ([Технология очистки подземной воды Тюменского региона с использованием электрокоагуляции и оценка ее экономической эффективности) приводится технологическая схема очистки подземных вод (рис. 4), учитывающая особенности химического состава подземной воды Тюменского региона (наличие растворенных газов, железа, марганца, кремния, взвешенных и органических веществ, аммония, нефтепродуктов и фенолов), и позволяющая получать воду, соответствующую СанПиН 2.1.4.1074-01.

При комплексной очистке подземной воды по схеме дегазация

- электрокоагуляция - фильтрование - обеззараживание, когда электрокоагулятор располагается в начале технологической схемы, алюминий расходуется на удаление содержащегося в воде кремния, железа, марганца, органических и взвешенных веществ. Поэтому с целью снижения расхода металла и затрат на электроэнергию, рекомендуется очистку воды осуществлять в две ступени.

Двухступенчатая схема (рис. 4) включает: дегазацию с последующей фильтрацией на фильтрах 1-й ступени, электрокоагуля-

цию и фильтрование на фильтрах 2-й ступени, обеззараживание. На фильтрах 1-й ступени происходит задержание легкоокислен-ных соединений железа и марганца, на 2-й - кремния. После фильтров 2-й ступени может устраиваться доочистка в зависимости от исходного состава воды. При повышенном содержании в воде органических веществ, нефтепродуктов и фенолов в качестве загрузки фильтров доочистки используется активированный уголь, при наличии аммония - местный материал - цеолит.

9 8

Рис. 4. Технологическая схема очистки подземных вод с использованием электрокоагуляции

1 - скважина, 2 - барботажный дегазатор, 3 а - скорый фильтр 1-й ступени, 3 б - скорый фильтр 2-й ступени, 4 - смеситель, 5 - электрокоагулятор с растворимыми алюминиевыми электродами, 6 - УФ-облучение. 7 - резервуар чистой воды, 8 - бак с раствором поваренной соли, 9 - насос-дозатор для подачи раствора хлорида натрия, 10 - расходомер, 11 - насос, 12 - насос промывной воды, 13 -отстойник промывной воды, 14 - отвод осадка на уплотнение с последующим обезвоживанием и утилизацией, 15 - подача сжатого воздуха

Для определения сорбционных свойств цеолитизированного туфа месторождения Б. Люлья (Ханты-Мансийиский АО) были проведены исследования, его сорбционная емкость по отношению к ионам аммония составила 2,19 мг ЫНд+ /г или 0,122 мг-экв/г.

Апробация комплексной технологии на станции очистки Ве-лижанского водозабора г. Тюмени показала, что эффекты удаления кремния составляют - 53 %, железа - 93 %, мутности - 87 %.

Для Новотарманского подземного водозабора разработан проект реконструкции станции и внедрена технология с использованием блока по электрокоагуляции. Эффекты очистки воды от кремния, железа и марганца составили 80 %, 93 % и 95 % соответственно, что удовлетворяет нормативным требованиям.

Выполнена оценка экономической эффективности использования двухступенчатой и комплексной схемы очистки воды электрокоагуляцией в сравнении с реагентным методом (сернокислым алюминием) на примере подземных вод Новотарманского водозабора (расход 1600 м3/сут).

Технико-экономический расчет показал, что себестоимость обескремнивания воды реагентным методом составила 3,11 руб/м3, при комплексной очистке с электрокоагулятором в начале технологической схемы - 2,35 руб/м3, по двухступенчатой схеме с электрокоагулятором на второй ступени очистки - 1,45 руб/м3. С целью снижения затрат электроэнергии, и как следствие, себестоимости очистки воды, предложено очистку электрокоагуляцией осуществлять прерывистым режимом, при котором себестоимость очистки воды составит 1,21 руб/м3.

Проведенные исследования позволяют рекомендовать значения основных технологических параметров при расчете электрокоагуляторов для двух вариантов очистки подземной воды: при комплексной очистке воды с электрокоагулятором в начале технологической схемы, при двухступенчатой схеме с электрокоагулятором на второй ступени очистки для удаления кремния.

Методика расчета заключается в определении:

- необходимой силы тока, зависящей от концентрации алюминия СА1, для которой подбирается электрическое оборудование, и расхода обрабатываемой воды м3/с (для обескремнивания используют формулу (10), для комплексной обработки воды электрокоагуляцией удельный расход алюминия принимается 0,05; 0,06; 0,3; 0,42 и 3,3 мг/мг мутности, цветности, кремния, железа и марганца соответственно)

/ = СЛ-60-е/^,; (18)

- общей площади электродов

5 = (19)

/

где г - плотность тока, мА/см2. На основе проведенных экспериментальных исследований, установлено оптимальное значение ПЛОТНОСТИ тока ¡0Птим =1,4-1,5 мА/см2.

- поперечных размеров электрокоагулятора, вычисленных исходя из выраженияа> = Q/ 9-3600, где 3 - скорость движения воды в электрокоагуляторе, м/ч, на основе проведенных исследований рекомендуется принимать от 5 до 30 м/ч.

В = у[&; (20)

- общего количества электродов

п = (£-/)//, (21)

где / - расстояние между электродами, назначается от 8 до 20 мм;

- высоты (длины) электрода при их вертикальном (горизонтальном) расположении, обеспечивающей растворение необходимого количества металла

А-—. СИ)

(В - 21)п

Исходя из размера электродов, определяется высота электрокоагулятора, м

Н = А + 0,1 + (0,1 + 0,5), (23)

где - 0,1 - расстояние от электродов до дна электрокоагулятора, (0,1 + 0,5) - расстояние от электрода до поверхности воды.

По предложенным рекомендациям к расчету запроектированы электрокоагуляторы для обескремнивания подземной воды Вели-жанского и Новотарманского водозаборов.

Разработанная технологическая схема очистки подземных вод для питьевых целей использована при выполнении проекта реконструкции действующей станции очистки подземных вод п. Ново-тарманска. Экономический эффект от внедрения проекта реконструкции станции с использованием электрокоагуляции по сравнению с реагентным методом обескремнивания сернокислым алюминием составил 1,85 млн. руб/год, себестоимость очистки воды -2,35 руб/м3 при производительности станции 1600 м3/сут.

Проведенные технико-экономические расчеты позволили установить граничные условия применения метода электрокоагуляции по производительности водоочистной станции поземных вод, которая не должна превышать 10 тыс. м3/сут.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Отсутствие исследований по влиянию технологических параметров процесса электрокоагуляции на эффективность обескремнивания подземных вод для питьевых целей вызывает необходимость проведения специальных работ, посвященных созданию технологии очистки, обеспечивающей качество воды соответствующее санитарным требованиям. При этом перспективным безреагентным методом является электрокоагуляция с растворимыми алюминиевыми электродами.

2. На основании проведенных экспериментальных исследований установлены оптимальные значения параметров процесса обес-кремнивания подземных вод электрокоагуляцией (материал электродов, концентрация алюминия, время обработки и плотность тока) на примере Тюменского региона, позволяющие разработать технологию очистки подземных вод. Установлены удельные расходы алюминия при комплексном удалении кремния, железа и марганца электрокоагуляцией из подземных вод. После математической обработки экспериментальных данных получены зависимости их остаточных концентраций в воде после электрокоагуляции в зависимости от основных технологических параметров.

3. Разработана модель снижения концентрации кремния электрокоагуляцией, обеспечивающая удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных значений, позволяющая прогнозировать остаточную концентрацию кремния при очистке воды электрокоагуляцией от основных технологических параметров электрокоагулятора.

4. На основании исследований рекомендованы способы снижения затрат электроэнергии, к которым относят: использование прерывистого режима электрокоагуляции и (или) проведение процесса при экспериментально установленном оптимальном значении плотности тока (1,4-1,5 мА/см2), обеспечивающим максимальный эффект очистки при минимально возможных затратах электроэнергии. Использование прерывистого режима электрокоагуляции позволяет снизить себестоимость очищаемой воды на 14 % за счет снижения общих эксплуатационных затрат (экономия 50 % электродных пластин и 35 % затрат электроэнергии).

5. Разработана технология очистки подземной воды, обеспечивающая удаление кремния с учетом особенностей химического состава подземных вод Тюменского региона при сравнительно низких затратах электроэнергии. Ее можно использовать при выполнении проектов по реконструкции существующих и строительстве новых водоочистных станций. Результаты внедрения данной технологии очистки воды Велижанского и Но-вотарманского водозаборов подтверждают эффективность ее использования для обработки подземных вод Тюменского региона от кремния, железа, марганца, взвешенных и органических веществ. Себестоимость комплексной очистки подземных

вод с электрокоагулятором в начале технологической схемы по сравнению с реагентным методом меньше на 24 %, при двухступенчатой очистке - на 53 %. 6. Экономическими расчетами установлена максимальная суточная производительность водоочистной станции подземной воды с использованием электрокоагуляции - 10000 м3/сут при содержании кремния до 15 мг/л, железа до 5мг/л, марганца до 0,25 мг/л, что является характерным для подземных вод данного региона.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Большаков A.A. Использование подземных вод Тюменской области для обеспечения малых населенных пунктов питьевой водой / A.A. Большаков, И.И. Свяжина // Известия вузов. Строительство. - 2004. - №11. - С. 34-38.

2. Большаков A.A. Определение оптимальной дозы коагулянта при обескремнивании воды электрокоагуляцией / A.A. Большаков, И.И. Свяжина // НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Инженерные системы зданий и сооружений. - Воронеж, 2003.-вып. 1.-С. 48-52.

3. Большаков A.A. Использование компьютерных методов при оценке влияния плотности тока на эффект обескремнивания воды электрокоагуляцией / A.A. Большаков, И.И. Свяжина // Материалы международной научно-технической конференции «Новые информационные технологии в нефтегазовой промышленности и энергетике». ТюмГНГУ - Тюмень, 2003. - С, 89-92.

4. Большаков A.A. Экологические аспекты обеспечения питьевой водой населения Тюменской области / A.A. Большаков, И.И. Свяжина // Сборник материалов III Международной научно-практической конференции «Состояние биосферы и здоровье людей». РИО ПГСХА - Пенза, 2003. - С. 56-58.

5. Большаков A.A. Изучение влияния основных параметров процесса электрокоагуляции при обескремнивании воды / A.A. Большаков, И.И. Свяжина // Сборник материалов 56-й Международной научно-технической конференции молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов «Актуальные проблемы современного строительства». - Санкт-Петербург, 2003. -С.65-69.

6. Большаков A.A. Исследование кинетики процесса обескремнивания воды электрокоагуляцией / A.A. Большаков, И.И. Свяжина // Сборник материалов 56-й Международной научно-технической конференции молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов «Актуальные проблемы современного строительства». - Санкт-Петербург, 2003. - С.70-73.

7. Свяжина И.И. Проблемы качества и очистки подземных вод юга Тюменской области / И.И. Свяжина // Сборник материалов научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых, аспирантов ТюмГАСА - Москва, 2002. - С. 35-39.

8. Свяжина И.И. К проблеме удаления кремнекислоты из подземных вод / И.И. Свяжина, A.A. Большаков // Сборник материалов Ш научно конференции ученых, аспирантов и соискателей ТюмГАСА. - Тюмень, 2003. - С. 19-20.

9. Большаков A.A. Технологические аспекты обескремнивания подземных вод / A.A. Большаков, И.И. Свяжина // Сборник материалов IV научной конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей ТюмГАСА. ТюмГАСА. - Тюмень, 2004. - С.115-119.

10. Свяжина И.И. К очистке кремнийсодержащих подземных вод Тюменской области электрокоагуляцией / И.И. Свяжина // Сборник материалов научной конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей ТюмГАСА. - Тюмень, 2004. - С. 89-92.

11. Свяжина И.И. Рекомендации по расчету электрокоагуляторов для обескремнивания подземных вод Тюменского региона / И.И. Свяжина, A.A. Большаков // Сборник материалов научно-практической конференции «Актуальные проблемы строительства и экологии в Западной Сибири». -Тюмень: ИПЦ «Экспресс», 2005. - С. 81-83.

I

I

I

11овосибирскпй государственным архитектурно-строительным университет (Сибстрнн) 630008, г Новосибирск, ул.Ленинградская, 113 Отпечатано мастерской оперативной полиграфии НГАСУ (Сибстрин)

Тираж 100. Заказ

РНБ Русский фонд

2007-4 5060

28 фЕВ 200В

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД И СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ ВОДЫ ДЛЯ

ПИТЬЕВЫХ ЦЕЛЕЙ

1.1. Характеристика химического состава подземных вод

Тюменской области

1.2. Формирования качества подземных вод Тюменской области

1.3. Возможные формы нахождения кремния в подземных водах

1.4. Современные методы обескремнивания

1.4.1. Обескремнивание воды известью

1.4.2. Обескремнивание воды солями железа и алюминия

1.4.3. Магнезиальный метод обескремнивания воды

1.4.4. Сорбционный метод обескремнивания воды

1.4.5. Обескремнивание воды электрокоагуляцией

1.5. Выводы по главе и поставленные задачи диссертационной работы

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Методика исследований

2.1.1. Объекты исследований

2.1.2. Приборы и оборудование

2.1.3. Экспериментальная установка

2.1.4. Методы исследований

2.1.5. Критерии оценки процесса электрокоагуляции

2.1.6. Погрешности измерений

2.2. Гидравлическое моделирование электрокоагулятора

2.3. Теоретические основы очистки воды электрокоагуляцией

2.3.1. Механизм очистки

2.3.2. Стадии очистки

2.3.3. Электродные процессы

2.3.4. Процессы, протекающие в объеме электролита

2.3.5. Пленочная и адсорбционная теории пассивности металлов

2.4. Выводы по главе

Глава 3 .ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Исследования влияния основных технологических параметров . электрокоагулятора на эффективность обескремнивания воды '

3.1.1. Влияние материала электрода

3.1.2. Влияние концентрации алюминия

3.1.3. Влияние величины плотности тока

3.1.4. Влияние времени обработки

3.1.5. Влияние скорости движения воды

3.2. Исследование процессов, протекающих в электрокоагуляторе

3.3. Исследование механизма удаления кремния электрокоагуляцией

3.4. Исследование прерывистого режима электрокоагуляции

3.5. Влияние времени обработки воды электрокоагуляцией на удельный расход электроэнергии

3.6. Влияние железа и марганца, содержащегося в воде на эффективность обескремнивания электрокоагуляцией

3.7. Выводы по главе

Глава 4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

4.1. Определение оптимальной плотности тока при обескремнивании электрокоагуляцией

4.2. Модель снижения концентрации кремния электрокоагуляцией от основных технологических параметров электрокоагулятора

4.3. Определение зависимости удельного расхода электроэнергии

4.4. Определение уравнений множественной регрессии остаточных концентраций кремния, железа и марганца в воде после электрокоагуляции по методу Брандона

4.5. Выводы по главе

Глава 5. ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ПОДЗЕМНОЙ ВОДЫ ТЮМЕНСКОГО РЕГИОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯЦИИ И ОЦЕНКА ЕЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

5.1. Технологическая схема очистки

5.2. Вариант реконструкции станции очистки подземной воды п. Новотарманск с использованием электрокоагуляции

5.2.1. Анализ существующей схемы очистки

5.2.2. Технологическая схема варианта реконструкции станции очистки воды

5.3. Оценка экономической эффективности использования электрокоагуляции для удаления кремния

5.4. Рекомендации к расчету электрокоагуляторов для обескремнивания воды

5.5. Выводы по главе

В ситуации постоянно ужесточающихся нормативных требований к показателям качества питьевой воды, все большее внимание уделяется подземным водам. При анализе состояния подземных вод Тюменского региона выделяются следующие особенности низкая температура, высокая газонасыщенность, повышенное содержание: железа, марганца, кремния, аммония, взвешенных и органических веществ, в том числе нефтепродуктов и фенолов. Кроме того, региональной особенностью является присутствие в воде железофосфатных комплексов [2,4].

Содержание кремния в питьевой воде, относящегося ко 2 классу опасности, стали регламентировать с 1996 года. В соответствии с [1] предельно-допустимая концентрация кремния и в питьевой воде составляет 10 мг/л. Наличие кремния в воде отрицательно сказывается на здоровье человека, а также затрудняет процессы обезжелезивания подземных вод. Очистные сооружения, запроектированные по традиционной схеме очистки подземных вод данного региона (упрощенная аэрация) не обеспечивают очистку от кремния. При проектировании новых очистных станций и реконструкции существующих возникают сложности, связанные с недостаточным количеством информации, касающейся обескремнивания воды для питьевых целей. В связи с этим, актуальной задачей является исследование методов обескремнивания подземных вод, используемых для питьевых целей.

На основе анализа отечественных и зарубежных литературных источников к реагентным методам обескремнивания относятся: обработка известью, солями железа и алюминия; к безреагентным — сорбционный метод и электрокоагуляция.

Реагентные методы обескремнивания имеют следующие недостатки: подогрев воды (при обескремнивании известью), высокие дозы подщелачивающих реагентов, увеличение сухого остатка (при обработке воды солями железа и алюминия).

При сорбционном методе используются дорогостоящие фильтрующие материалы, которые не подлежат регенерации (при фильтровании через магнезиальные сорбенты).

Электрокоагуляция является безреагентным методом обескремнивания воды, обеспечивающим эффективное удаление кремния.

В нашей стране исследованиями метода электрокоагуляции занимались: JI.A. Кульский, П.П. Строкач, В.А. Слипченко, В.А. Клячко, В.Д. Дмитриев, Я.Д. Раппопорт, С.В. Яковлев, И.Г. Краснобородько, В.М.Рогов, B.JI. Филипчук, М.М. Назарян, В.В. Найденко, З.Я. Ярославский, В.Н. Демидович, установившие основные технологические параметры процесса, влияющие на эффективность очистки воды.

Разработкой эффективных технологий очистки подземных вод Западной Сибири занимались ученые: Н.Д. Артеменок, А.А. Вдовин, В.В. Дзюбо, В.Л. Драгинский, В.Д. Дмитриев, Ю.Л. Сколубович и др.

В СССР, Японии, США и Франции был запатентован ряд устройств и систем электродов для очистки воды от железа, соединений кремния и других загрязнений. Однако эти исследования проводились кратковременно и для определенных условий, при этом не были установлены оптимальные значения условий процесса.

Процесс электролитической очистки воды протекает через стадии: электронного взаимодействия веществ на поверхности электродов и протекающих при этом окислительно-восстановительных процессов, превращения веществ в объеме воды и формирования в ней дисперсных фаз. Исследованиям электродных процессов посвящено множество работ. Поэтому целью настоящей работы стало исследование процессов удаления кремния в объеме обрабатываемой воды при электрокоагуляции и последующем фильтровании, а также исследование влияния основных технологических параметров обескремнивания электрокоагуляцией на эффективность очистки и разработка технологии, учитывающей региональные особенности и обеспечивающей эффективное удаление кремния.

В соответствии с этим были поставлены следующие задачи диссертационной работы:

• анализ методов обескремнивания, используемых при очистке воды для питьевых целей и обоснование целесообразности и механизма удаления кремния из воды электрокоагуляцией;

• исследование влияния основных технологических параметров процесса (концентрации алюминия и времени обработки, плотности тока, скорости движения), а также содержания железа и марганца на эффект обескремнивания подземных вод для питьевых целей электрокоагуляцией;

• определение оптимальных значений основных технологических параметров очистки подземных вод Тюменского региона электрокоагуляцией;

• разработка модели снижения концентрации кремния электрокоагуляцией и рекомендаций по методике расчета электрокоагуляторов для обескремнивания подземных вод, в том числе с учетом содержания железа и марганца в исходной воде;

• создание технологии очистки подземной воды, обеспечивающей удаление кремния, с учетом особенностей химического состава подземных вод Тюменского региона (содержание кремния, железа, марганца, аммония, нефтепродуктов и фенолов) при сравнительно низких затратах электроэнергии и оценка экономической эффективности от ее использования.

В целом данная диссертационная работа ставит целью разработать технологию очистки подземных вод для питьевых целей с использованием электрокоагуляции и рекомендовать значения основных технологических параметров для расчета электрокоагуляторов при проектировании новых и реконструируемых водоочистных станций.

Результаты экспериментальных исследований апробированы на очистных станциях Велижанского и Новотарманского водозаборов, и доказывают эффективность использования предложенной технологии очистки подземных вод с применением электрокоагуляции. Для Новотарманского водозабора выполнен и внедрен проект реконструкции станции очистки подземной воды.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Отсутствие исследований по влиянию технологических параметров процесса электрокоагуляции на эффективность обескремнивания подземных вод для питьевых целей вызывает необходимость проведения специальных работ, посвященных созданию технологии очистки, обеспечивающей качество воды соответствующее санитарным требованиям. При этом перспективным без-реагентным методом является электрокоагуляция с растворимыми алюминиевыми электродами.

2. На основании проведенных экспериментальных исследований установлены оптимальные значения параметров процесса обескремнивания подземных вод электрокоагуляцией (материал электродов, концентрация алюминия, время обработки и плотность тока) на примере Тюменского региона, позволяющие разработать технологию очистки подземных вод. Установлены удельные расходы алюминия при комплексном удалении кремния, железа и марганца электрокоагуляцией из подземных вод. После математической обработки экспериментальных данных получены зависимости их остаточных концентраций в воде после электрокоагуляции в зависимости от основных технологических параметров.

3. Разработана модель снижения концентрации кремния электрокоагуляцией, обеспечивающая удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных значений, позволяющая прогнозировать остаточную концентрацию кремния при очистке воды электрокоагуляцией от основных технологических параметров электрокоагулятора.

4. На основании исследований рекомендованы способы снижения затрат электроэнергии, к которым относят: использование прерывистого режима электрокоагуляции и (или) проведение процесса при экспериментально установленном оптимальном значении плотности тока (1,4 — 1,5 мА/см ), обеспечивающим максимальный эффект очистки при минимально возможных затратах электроэнергии. Использование прерывистого режима электрокоагуляции позволяет снизить себестоимость очищаемой воды на 14 % за счет снижения общих эксплуатационных затрат (экономия 50 % электродных пластин и 35 % затрат электроэнергии).

5. Разработана технология очистки подземной воды, обеспечивающая удаление кремния с учетом особенностей химического состава подземных вод Тюменского региона при сравнительно низких затратах электроэнергии. Ее можно использовать при выполнении проектов по реконструкции существующих и строительстве новых водоочистных станций. Результаты внедрения данной технологии очистки воды Велижанского и Новотарманского водозаборов подтверждают эффективность ее использования для обработки подземных вод Тюменского региона от кремния, железа, марганца, взвешенных и органических веществ. Себестоимость комплексной очистки подземных вод с электрокоагулятором в начале технологической схемы по сравнению с реа-гентным методом меньше на 24 %, при двухступенчатой очистке - на 53 %.

6. Экономическими расчетами установлена максимальная суточная производительность водоочистной станции подземной воды с использованием электрокоагуляции - 10000 м3/сут при содержании кремния до 15 мг/л, железа до 5мг/л, марганца до 0,25 мг/л, что является характерным для подземных вод данного региона.

1. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества Текст. : утв. Госкомсанэпиднадзором РФ 26.10.01 : дата введ. 01.01.02. -М., 2001.-48 с.

2. Артеменок, Н.Д. Очистка подземных вод нефтегазоносных регионов Западной Сибири для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения: Автореф. дис. д-ра техн. наук: 05.23.04 / Н.Д. Артеменок; СПГУ. СПб.; 1992.

3. Гидрогеология СССР. Западно-Сибирская равнина (Тюменская, Омская, Новосибирская и Томская области)/ Т. 16, М.: Недра, 1970. - 421 с.

4. Ковалевский, B.C. Условия формирования и прогнозы естественного режима подземных вод / B.C. Ковалевский, М.: Изд-во "Наука", 1973. - 152 е.: с ил.

5. Бюллетень ТЦ «Тюменьгеомониторинг» о состоянии подземных вод на территории Тюменской области за 2000 2001 годы. - Тюмень, 2001. - 203 с.

6. Бюллетень ТЦ «Тюменьгеомониторинг» о состоянии подземных вод на территории Тюменской области за 2002 2003год. — Тюмень, 2003. — 217 с.

7. Экологическое состояние, использование природных ресурсов, охрана окружающей среды Тюменской области: обзор. — Тюменский областной комитет охраны окружающей среды и природных ресурсов. Тюмень, 2002. 215с.

8. Удодов, П.А. Железистые воды юго-востока Западно-Сибирского бассейна / П.А. Удодов, Н.А. Ермашова // Геология, гидрогеология и инженерная геология Западной Сибири: Межвуз.тем. сборник. 1982. - Вып. 65. - С. 3 - 7.

9. П.Крайнов, С.Р. Геохимия подземных вод хозяйственно-питьевого назначения: монография / С.Р. Крайнов, В.М. Щвец. М.: Недра, 1987. - 237 с.

10. Крайнов, С.Р. Причины и тенденции изменения качества подземных вод / С.Р. Крайнов, В.П. Закутан // ГЭОКОЛОГИЯ. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 1995. — №1. - С. 45-53.

11. Питьева, К.Е. Гидрогеохимия (формирование химического состава подземных вод): монография / К.Е. Питьева. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1978. - 428 е.: ил.

12. Богомолов, Г.В. Кремнезем в холодных и термальных водах / Богомолов Г.В., Плотникова Г.Н. М.: Изд-во Наука, 1967. - 354 с.

13. Егорова, Е.Н. Методы выделения кремневой кислоты и аналитического определения кремнезема / Е.Н. Егорова. М.: Изд-во АН СССР, 1959. - 149 с.

14. Айлер, Р. Химия кремнезема: Растворимость, полимеризация, коллоидные и поверхностные свойства, биохимия: монография / Р. Айлер; пер. с англ., в 2-х частях. Ч 1.-М.: Мир, 1982.-416 е.: ил.

15. Мясников, И.Н. Подготовка подземных вод для водоснабжения / И.Н. Мясников, В.А. Потанина, Ю.Б. Буков, В.И. Герасименко // Водоснабжение и санитарная техника. 1997. - №4. - С. 23 - 26.

16. Миграция химических элементов в подземных водах СССР (закономерности и колич. оценка) / Коллектив авторов // Труды / М.: Наука, - 1974. -Вып. 261.

17. Всеволожский, В.А. Ресурсы подземных вод южной части ЗападноСибирской низменности / В.А.Всеволожский. М.: Наука, 1973. - 215 с.

18. Розин, А.А. Подземные воды Западно-Сибирского Артезианского бассейна и их формирование / А.А.Розин. Н.: Наука, 1977. - 186 с.

19. Ковалевский, B.C. Условия формирования и прогнозы естественного режима подземных вод / B.C. Ковалевский. М.: Изд-во Наука, 1973. - 152с.: ил.

20. Кульский, JI.A. Теоретические основы и технология кондиционирования воды / JI.A. Кульский. М.: Наука, 1983. - 285 с.

21. Клячко, В.А. Очистка природных вод: учеб. пособие для вузов / В.А. Кляч-ко, И.Э. Апельцин. М.: Изд-во лит-ры по строительству, 1971. - 579 с.

22. Клячко, В.А. Очистка воды для промышленного водоснабжения / В.А. Клячко, А.А. Кастальский. М.: Государственное издательство строительной литературы, 1950. - 387 с.

23. Николадзе, Г.И. Технология очистки природных вод: учеб. для вузов / Г.И. Николадзе. М.: Высшая школа, 1989. - 479 е.: ил.

24. Бабенков, Е.Д. Очистка воды коагулянтами: монография / Е.Д. Бабенков. -М.: Наука, 1977.-358с.:ил.

25. Кульский, JI.A. Основы технологии кондиционирования воды / JI.A. Куль-ский. Киев: Изд-во АН УССР, 1963. - 362с.

26. L.L. Klinger. Tappi. 1954. № 37. - 891р.31 .Государственный контроль качества воды. (Сборник ГОСТов для контроля качества воды)-М.: ИПК. Изд-во стандартов, 2001. 688с.

27. Артеменок, Н. Д. Разработка технологии очистки подземных вод для целей питьевого водоснабжения в Западной Сибири Текст. / Н. Д. Артеменок // Вестник Сиб. Гос ун-та. путей сообщения. 1999. - вып.1. - С. 54-58.

28. Шемякина, О.Н. Фильтрационное обескремнивание воды / О.Н. Шемякина // Исследования по водоподготовке: сборник. — М.: Госстройиздат, 1956. -С. 12-16.

29. Баженов, А.А. Бокситы палеозойского фундамента Западно-Сибирской платформы / А.А. Баженов, И.В. Бабанская // Геология и геофизика. 1991. -№1. - С. 23- 27.

30. Бочкарев, Г.Р. Модифицированный брусит для деманганации и обезжелези-вания подземных вод / Г.Р.Бочкарев, Н. А. Скитер. // Изв.вузов: Строительство.-2001.- №9-10.-С. 32-36.

31. Кульский, JI.A. Очистка воды электрокоагуляцией/ JI.A. Кульский, П.П. Строкач, В.А. Слипченко, Е.И. Сайгак. Киев: «Буд1вельник», - 1978, - 112 с.

32. Кульский, JI.A. Исследование процесса электрохимического удаления кремния из воды / JI.A. Кульский, П.П. Строкач, В.А. Слипченко // Химическая технология. 1972. - № 3. - С. 28 - 34.

33. Николадзе, Г.И. Обезжелезивание природных и оборотных вод / Г.И. Николадзе. М.: СИ, 1978. - 160 с.

34. Ярославский, З.Я. Исследование очистки питьевой воды электрокоагуляцией для стационарных и передвижных установок малой производительности: дис. . канд. техн. наук: 05.23.04 / З.Я. Ярославский. Москва, 1965. - 145 с.146

35. Глазков, Д. В. Очистка подземных вод нефтегазоносных районов Западной Сибири от газовых примесей Текст. : автореф. дис. . канд. тех. наук : 12.11.01 / Д. В. Глазков ; Сиб. Гос ун-т. путей сообщения. Новосибирск, 2001.-20 с.

36. Дмитриев, В.Д. Методы подготовки воды в условиях Севера / В.Д. Дмитриев. JL: СИ, Ленинградское отделение, 1981. - 120 е.: ил.

37. Шубин, Б.Г. Питьевая вода из подземных источников / Б.Г. Шубин, О.Б. Ко-вальчук, Б.Б. Кудабаев, JI.B. Сериков, JI.H. Шиян, Е.А. Тропина // Экология и промышленность. -2001. -№12. С. 14 - 16.

38. Большаков, А.А. Электрообработка в подготовке питьевых вод / А.А. Большаков, Т.И. Латышева, В.П. Ганяев // «Нефть и газ Западной Сибири»: тез. докл. Межд. науч.-техн. конф. / Тюм. гос. нефтегаз. ун-т. Тюмень, 1996. -С. 27-28.

39. Шахин, Хайсам. Очистка воды электрокоагуляцией: дис. . канд. техн. наук: 05.23.04/ Киев. 1991.

40. Воробьева, С.В. Очистка воды от вредных примесей, в том числе кремния, комплексом безреагентных воздействий / С.В. Воробьева, О.В. Смирнов,

41. B.Д. Шантарин // Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мега-бассейна: тез. докл. Всерос. науч. конф. 14-17 ноября 2000 года. Тюмень, 2000.-Ч. З.-С. 72-73.

42. Яковлев, С.В. Технология электрохимической очистки воды: монография /

43. C.В. Яковлев, И.Г. Краснобородько, В.М. Рогов. Л.:Стройиздат, Ленингр. Отд-ние, 1987.-312 с.

44. Назарян, Н.М. Электрокогуляторы для очистки промышленных стоков / Н.М. Назарян, В.Т. Ефимов. Харьков: Вища школа. Изд-во при Харьк. Унте, 1983. - 144 с.

45. Воловник, Г.И. Электрохимическая очистка воды: учеб. пособие / Г.И. Во-ловник, М.И. Коробко. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2002. - 68 с.

46. Прокопчук, И.Г. Исследование работы электрокоагулятора с алюминиевым и железным вращающимся электродом: дис. . канд. техн. наук: 05.23.04 / -Киев. 1982.

47. Романов, A.M. Очистка подземных вод от токсичных примесей электрохимическими методами / A.M. Романов, Р.В. Дрондина, В.А. Матвеевич и др. -Кишинев: Штиинца, 1988. 180 с.

48. Тюняткина, Т.Г. Применение электрообработки для очистки природных вод / Т.Г. Тюняткина, В.В. Кузнецов, Н.И. Рукобратский, В.Г. Федоров. // Исследования в области водоснабжения: Межвуз. темат. сб. тр. JL: ЛИСИ, 1983, -С. 83-88.

49. Шиблева, Л.Г. Экологические аспекты обезжелезивания кремнесодержащих вод / Л.Г. Шиблева, Г.В. Крылов, В.В. Макаров, В.Н. Демидович // Изв. вузов: Нефть и газ. 2000. - №3. - С. 34 - 37.

50. Шабанов, В.А. Модельные исследования гидротехнических сооружений: учеб. пособие для вузов / В.А. Шабанов. Киев: КИСИ, 1977. - 153 с.

51. Гухман, А.А. Введение в теорию подобия: учеб. пособие для вузов /

52. A.А.Гухман. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1973. - 348 с.

53. Шабанов, В.А. Применение методов теории подобия и размерностей в моделировании гидросооружений: учеб. пособие для вузов / В.А. Шабанов. — Киев: КИСИ, 1978. 275 с.

54. Кирпичев, М.В. Теория подобия / М.В. Кирпичев. М.: Изд-во АН СССР, 1953.-96 с.

55. Ахназарова, С.Л. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии: учеб. пособие для химико-технологических вузов / С.Л. Ахназарова,

56. B.В. Кафаров. -М.: Высшая школа, 1978. 319 е.: ил.

57. Деденко, Л.Г. Математическая обработка и оформление результатов эксперимента / Л.Г. Деденко, В.В. Керженцев. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1977. -112 е.: 13 ил.

58. Львовский, Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: учеб.пособие / Е.Н. Львовский. М.: Высшая школа, 1982. - 224 е.: ил.

59. Кульский, Л.А. Электрохимия в процессах очистки воды/ Л.А. Кульский. -Киев: Бущвельник, 1987. -225 с.

60. Воробьева, С.В. Электрокоагуляционная очистка питьевых вод / С.В. Воробьева, В.А. Бабин // Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна: тез. докл. Всерос. науч. конф. 14 17 ноября 2000 года. -Тюмень, 2000. - Ч. 3. - С. 34 - 35.

61. Строкач, П.П. К вопросу изучения механизма обескремнивания воды при электрокоагуляции / П.П Строкач. // «Поверхностные явления в дисперсных системах»: сб. Киев: Наукова думка, 1974. - вып. 3. - С. 28 - 33.

62. Black, А.Р. Electrophoretic studies of turbididy removal by coagulation with aluminum sulfate / A.P. Black, S.A. Hanna//JAWWA. 1961. - №4.- P. 53-59.

63. Плесков, Ю.В. Вращающийся дисковый электрод / Ю.В. Плесков, В.Ю. Фи-линовский. М.: Изд-во Наука, 1972. - 375 с.

64. Антропов, Л.И. Теоретическая электрохимия: учеб. для хим.- технолог, спец. вузов / Л.И. Антропов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1984.-519 е.: ил.

65. Дамаскин, Б.Б. Введение в электрохимическую кинетику: Учеб. пособие для студентов хим. спец. ун-тов / Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1983. - 400 е.: ил.

66. Кичигин, В.И. Агрегация загрязнений воды коагуляцией: учеб. пособие / В.И. Кичигин. -М.: Москва, 1994. 100 е.: ил.

67. Hudson, Н.Е. Theory of coagulation / H.E.Hudson // J. Amer. Water Works Assoc., 1965. - № 57 - P. 885 - 893.

68. Hudson, H.E. The treatment water of coagulation /H.E.Hudson. // J. New Engl. Water Works Assoc., 1966. № 80. - P. 232 - 239.

69. Грановский, М.Г. Электрообработка жидкостей / М.Г. Грановский, И.С. Лавров, О.В. Смирнов.; под ред докт. техн. наук И.С. Лаврова; Л.: Химия, 1976.-426 с.

70. Holt, Р.К. A quantative comparison between chemical dosing and electrocoagulation / P. K. Holt, G. V. Barton, M. Wark et al. // Colloids and surfaces. 2002. -№211.-P. 233-248.

71. Barkley, N.P. Alternating current electrocoagulation for superfund site remeda-tion Air and Waste / N.P. Barkley, C.W. Farrell, T.W. Gardner-Clason // Water science and technology. 1993. - № 43 (5). - P. 784 - 789.

72. Poent, M.F. Urban wastewater treatment by electrocoagulation and flotation / M.F. Poent, A. Grasmick // Water science and technology. 1995. - № 31 (3^). -P. 275-283

73. Mameri, N. Defluoridation of Septional Sahara water of north Africa by electrocoagulation process using bipoler electrodes / N. Mameri, A.R.Yeddou, H.Lounici et al. // Waste Reseach. 1998. - № 32 (5). - P. 1604 - 1612.

74. Deryaguin, B.V. A theory of the stability of strongly charged lyophobic sols and so the adhesion of strongly charged particles in solution of electrolytes / B.V. Deryaguin, L. D. Landau // Acta Phisicochim. USSR, - 1941. - №14. - P. 633-648.

75. Verwey, E.J.W. Theory of Stability of Colloids / E.J.W. Verwey, J.T.G Overbeek // Elsevier, Amsterdam. - 1948.

76. Сколубович, Ю. M. Подготовка питьевой воды из подземных источников угледобывающих регионов Текст. : автореф. дис. . докт. техн. наук :1406.02 / Ю. М. Сколубович ; Новосиб. гос. арх.-стр. ун-т. Новосибирск, 2002. - 34 с.

77. Лонг, Ле. Исследование влияния кремнезема, присутствующего в природных водах, на процессы очистки воды: дис. . канд. техн. наук: 05.23.04 / научн. рук-ль: д-р техн. наук, профессор Е.Ф. Кургаев. Москва, 1972. - 138 с.

78. Иониты в химической технологии / под ред. Б.П. Никольского и П.Г. Ро-манкова. — Л.: Химия, 1982. 416 е.: ил.

79. Тюняткина, Т.Г. Применение электрообработки для очистки природных вод. Т.Г. Тюняткина, В.В. Кузнецов, Н.И. Рукобратский, В.Г. Федоров // Исследования в области водоснабжения: Межвуз. темат. сб. Л.: ЛИСИ, 1983. - С. 83-88.

80. Хакимов, P.O. Обработка кремнийсодержащих вод обратным осмосом: дис. . канд. техн. наук: 05.23.04 / P.O. Хакимов; науч. рук.: канд. техн. наук, и.о. проф. Г.И. Николадзе . Москва, 1989. - 95 с.

81. Кульский, А.Л. Исследование и разработка методов контроля и регулирование электрохимических процессов обработки воды: дис. . канд. хим. наук: 05.17.01 / А.Л. Кульский; науч. рук.: д-р техн. наук, А.В. Линовский Киев, 1981.- 146 с.

82. Драко, И.В. Интенсификация процессов электрохимической очистки воды от фтор-ионов в присутствии различных ингредиентов: дис. . канд. техн. наук: 05.23.04 / И.В. Драко; науч. рук.: канд. хим. наук Р.В. Дрондина. -Ровно, 1994.-225 с.

83. Юнусов, Х.Б. Разработка электрохимических методов очистки воды для нужд автономных населенных пунктов: дис. . канд. техн. наук: 03.00.16 / науч. рук-ли: д-р хим. наук, проф. Г.Н. Мансуров, канд. техн. наук С.И. Не-федкин. Москва, 2003. - 138 с.

84. Канте, Селлу. Усовершенствование электрохимического способа обеззараживания природных и сточных вод Текст. : автореф. дис. . канд. хим. наук: 05.17.01 / С. Канте. Москва, 1989.-22с.

85. Пат. 6315886 США, МПК 7 С 02 F 1/461. Electrolytic apparatus and methods for purification of aqueous solutions / Zappi Guillermo Daniel, Weinberg Norman L.; Electrosyntehesis Co., Inc., № 091206924/06; заявл. 07.12.1998, опубл. 13.11.2001.

86. Пат. 6267933 США, МПК 7 В 01 J 19/08. Methods of preparing and using electrostatically treated fluids / Thomason Howard. № 09/ 209339; Заявл. 11.12.1998, опубл. 31.07. 2001.

87. Золотова, Е.Д. Очистка воды от железа, марганца, фтора и сероводорода / Е.Д. Золотова, Г.Ю. Асс. М.: Стройиздат, 1975. - 232 с.

88. Воюцкий, С.С. Курс коллоидной химии / С.С. Воюцкий. М.:Изд-во "Химия", 1964.-578 с.

89. Provading safe drinking water in small systems technology, operations, and economics / Washington, DC, May 10-13, 1998. Lewis, 1999. 211 p.

90. Fair, Gordon Meskew. Water purification and waste water treatment and disposal / Gordon Maskew Fair, Jonh Charles. New York., 1968. - 128 p.

91. Vic, E.A. Electrocoagulation of potable water / E.A. Vic, D.A. Carlson, A.S. Eikin, etc. // Water Research. 1984. - №11. - P. 1355-1360.

92. Soil and aquifer pollution: Non aqueons phase liquids - contamination and reclamation / Ed. by Ruin Н/ - Berlin: Springer, 1998. - 412 p.

93. The hand of groundwater engineering / Ed. in Chief by Delleur J.W. - Boca Raton: CRC, 1999. - 189 p.

94. Фоминых, A.M. Технология обезжелезивания подземных вод фильтрованием / А.М.Фоминых, В.А.Фоминых // Изв. вузов. Строительство. 2000. -№2-3.-С. 72-74.

95. Экономика водопроводно-канализационного хозяйства: учебник для вузов / С.М.Шифрин, Ю.П.Панибратов. 2-е изд., доп., и перераб. - Л.: Стройиз-дат. Ленингр. отделение, 1982. -319с.: ил.

96. Тарифное нормирование заработной платы // Экономика и жизнь. 2001. — № 10. - С.34-45.

97. Рекомендации по нормированию труда работников водопроводно-канализационного хозяйства: приказ от 22 марта 1999г./ Гос. комитет РФ по строительной, архитектурной и жилищной политике. № 66. - 68 с.

98. Planning von Trinkwasseranlangen / Urban Franck // Wasserwirt. -Wassertechn. -2002. -№3. -P.49-51.

99. Рекомендации по электрохимической очистке промышленных сточных вод с использованием стальных анодов. Госстрой СССР, ВНИВОДГЕО М., 1977. - 87 с.

100. Эльпинер, Л.И. Современные проблемы качества подземных источников водоснабжения / Л.И. Эльпинер // Водоснабжение и санитарная техника. -1998.-№4.-С. 5-7.

101. Swiderska, Broz Maria. Skutecznosc procesu koagulacji w suwaniu zwiazkow zelaza z wod podzienych / Broz Maria Swiderska, Isabela Krupinska // Ochr. srod. -2002. -№3, C.9-13.

102. Chemistry and treatment of industrial water. Japan, 1959. - № 20, - P. 420 -443.

103. Stuart, F.E. Electronic coagulation, something about anew method of coagulation water by the use of aluminium plates and electric current / F.E. Stuart. // "Public works magazine". 1947, v.78, -№ 4. P. 39-42.

104. Пат. 96111562 Российская Федерация, МКИ С 02 F 9/00. Способ глубокой очистки подземных вод Текст. / Н. Д. Артеменок, Н. Д. Артеменка ; ИЧП Арт-Родник. № 96111562/25 ; заявл. 20.06.96 ; опубл. 10.02.98.

105. Артеменок, Н.Д. Очистка подземных вод Западной Сибири от газовых примесей / Н.Д. Артеменок, В.П. Панков // Водоснабжение и санитарная техника. 1987. - № 3. - С. 4 - 5.

106. Артеменок, Н.Д. Технологии очистки специфических подземных вод нефтегазоносного региона Западной Сибири / Н.Д. Артеменок // Экологические проблемы промышленных регионов. С. 47 - 49.

107. Сучков, В.А. Работа дегазаторов-аэраторов в схеме обезжелезивания подземных вод г. Сургута. / В.А. Сучков // Водоснабжение и санитарная техника. 2001. - № 8. - С. 32 - 35.

108. Драгинский, B.JI. Очистка подземных вод городов Тюменского региона /А.П. Алексеева, B.J1. Драгинский // // Водоснабжение и санитарная техника. -2004.- № 10.-С. 9-12.

109. Алексеев, М.И. Исследование технологии очистки подземных вод и разработка индивидуального водоочистного оборудования / М.И. Алексеев, В.В. Дзюбо // Изв.вузов: Строительство. 1998. - № 10. - С. 88 - 93.

110. Дзюбо, В.В. Аэрация дегазация подземных вод в процессе очистки. /

111. B.В.Дзюбо, Л.И. Алферова // Водоснабжение и санитарная техника. 2003. -№6.-С. 21-25.

112. Артеменок, Н.Д. Применение новых фильтрующих материалов на водопроводных сооружениях. / Н.Д. Артеменок, М.П. Рогулин, А.Н. Шоколов,

113. C.К. Станков, И.Д. Козлов // Водоснабжение и санитарная техника. 1999. -№3.-С. 21-23.

114. Технические рекомендации по проектированию и эксплуатации станций очистки подземных вод в Тюменской области. Новосибирск, 1984.