Диссертация (Очистка поверхностных сточных вод с применением фитофильтров), страница 10

PDF-файл Диссертация (Очистка поверхностных сточных вод с применением фитофильтров), страница 10 Технические науки (42871): Диссертация - Аспирантура и докторантураДиссертация (Очистка поверхностных сточных вод с применением фитофильтров) - PDF, страница 10 (42871) - СтудИзба2019-05-31СтудИзба

Описание файла

Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Очистка поверхностных сточных вод с применением фитофильтров". PDF-файл из архива "Очистка поверхностных сточных вод с применением фитофильтров", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МГСУ. Не смотря на прямую связь этого архива с МГСУ, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата технических наук.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 10 страницы из PDF

Важноотметить, что из-за особенностей кристаллической структуры цеолитов, ихселективность по отношению к отдельным катионам, не укладывается в рамкизакономерностей, установленных для других неорганических и органическихионообменников[192 ].Сорбционныесвойствацеолитовобусловленысодержанием значительного количества каналов и полостей в микроструктуреминерала [193 ]. Сорбционная способность цеолитов по отношению кнефтепродуктамтакжеподтверждаетсярезультатамиэкспериментальныхисследований [193; 194 ]. Эффективность использования цеолита для очисткиповерхностных сточных вод показана в работе Н.И.

Ватина и др. [195]. Такжеизвестно положительное влияние добавления цеолитов в почву на развитиерастений за счет поддержания водо-воздушного баланса почвы [196].Торфявляетсяценнымиширокодоступнымматериалом.Привзаимодействии ионов тяжелых металлов с торфом происходит сложныйкомплекс процессов ионного обмена, адсорбции на поверхности органических52коллоидных систем, хелатирования (закомплексовывания), реакции коагуляции ипептизации.

Миграционные возможности металлов при прохождении описанныхпроцессов понижаются. В результате такого взаимодействия образуются простыесоли тяжелых металлов – гуматы и фульваты, а также комплексные ивнутрикомплексные (хелатные) металлсодержащие соединения. В комплексныхсоединениях ионы металлов располагаются в анионной части гумусовоймолекулы и в составе карбоксильной и фенольной групп при замещении в нихпротонов. В анионной части они просто закреплены, тогда как в функциональныхгруппах способны к диссоциации. Фульвокислоты обладают более высокойспособностью к комплексообразованию с ионами поливалентных металлов посравнению с гуминовыми, оставаясь в то же время более подвижными [197].Ионный обмен на торфе происходит за счет водорода функциональных групп(COOH, фенольные гидроксилы, гетероциклические группы =NH –, –SH), причемоколо 50% обменных групп принадлежат гуминовым, а 30–40% – лигнину илегкогидролизуемым веществам [ 198 ].

В работе [ 199 ] показана высокаясорбционная способность верхового торфа по отношению к тяжелым металлам.Участвуют гуминовые вещества торфа и в извлечении нефтепродуктов,преимущественнозасчетпротеканияпроцессовадсорбции[137;138].Сорбционная емкость торфа по нефтепродуктам зависит от его влажности,степени разложения, зольности, дисперсного состава, вида обработки и можетдостигать 1…3 г/г [200; 201]. Высокая сорбционная емкость низинного торфа поотношению к нефтепродуктам и ионам тяжелых металлов отмечена и в работе[202]. При этом отмечается, что сорбционная емкость торфов по нефтепродуктамснижается с 10 г/г до 2,3-0,8 г/г по мере увеличения степени их разложения с 510% до 40-60% [203].Различные способы модификации торфа (гранулирование, механическое ихимическое модифицирование) направлены в основном на придание емухарактеристик, требуемых для реализации процесса сорбции в динамическихусловиях путем фильтрования на скорых фильтрах: механическая прочность,53стойкость к истиранию, определенный зерновой состав.

При этом изменениесорбционных характеристик оказывается незначительным.Обширные исследования применения торфяных фильтров для очисткиповерхностных сточных вод были выполнены А.В. Михайловым, А.М. Кимом,О.А. Продоусом [204]. Показана высокая эффективность торфяных фильтров позадержанию взвешенных веществ и нефтепродуктов из ПСВ.К положительному влиянию присутствия торфа в фильтрующей загрузке нафункционирование фитосооружений также можно отнести: обогащение растенийорганическим углеродом и элементами минерального питания; улучшениевоздушного питания почвы за счет углекислоты, образующейся при разложенииторфа; поддержание влажности грунта в засушливые периоды вследствиевысокой влагоемкости торфа [205].Вовневегетационныйпериод(вхолодноевремягода)очисткаповерхностного стока от растворенных органических веществ, нефтепродуктов итяжелых металлов происходит за счет сорбции и ионного обмена на торфе ицеолите.

В период вегетации растительности (в теплое время года) происходитпоглощение, трансформация, стабилизация и деградация как вновь поступающих,так и накопленных в сорбционном материале веществ под действием растений имикроорганизмов, развивающихся на фильтрующей загрузке и ризосферерастений. Тем самым осуществляется фиторегенерация торфа и цеолита.Процессы, проходящие на фитофильтре с поступившими тяжелымиметаллами и нефтепродуктами показаны на рисунке 10.Помимо описанного ранее недостатка традиционных фитофильтров,заключающегося в снижении эффективности очистки от органических веществ,нефтепродуктов и тяжелых металлов при низких температурах, большинствоконструкцийфитофильтровнепредполагаютвозможностьнакопленияочищенного поверхностного стока для последующего использования [206; 207].54абРисунок 10 - Баланс загрязняющих веществ в фитофильтре:а – тяжелых металлов, б – нефтепродуктовСуществующие решения фитофильтров, оборудованные узлом храненияповерхностного стока [208], предполагают использование резервуаров из металлаили полимерных материалов.

Основными их недостатками являются высокаястоимость и возможность разрушения резервуаров в условиях отрицательныхтемператур, характерных для зимнего периода зон умеренного климата,вследствие промерзания воды или морозного пучения окружающих грунтов.В качестве решения по хранению очищенного поверхностного стока сцелью последующегоиспользованияпредлагаетсяприменениеинертногокрупнозернистого насыпного материала (КНМ), например, гравия или щебеня,располагаемого под фитофильтром. Использование КНМ с водонепроницаемымоснованием для хранения очищенных ПСВ дешевле традиционных решений –резервуаров из стали, пластмасс и стеклопластика.

Кроме того, даннаяконструкция не подвержена разрушению при морозном пучении обводненныхгрунтов и при замерзании воды в межзерновом пространстве.Предлагаемое решение позволяет осуществлять круглогодичную (с учетомпериодичности поступления поверхностного стока) качественную очистку,накопление и подачу поверхностного стока на использование.552.5 Выводы по главе 21. Предложенитеоретическиобоснованподходкмодернизациифитофильтров очистки поверхностных сточных вод для их применения вусловияхумеренногофильтрующейклимата,загрузкизаключающийсяматериалов,вообладающихвнесениивсоставсорбционнымииионообменными свойствами – торфа и цеолита.2. Длявнедренияповерхностныхсточныхпредлагаемоговодрешениянеобходимовпроведениепрактикуочисткиэкспериментальныхисследований для решения следующих задач:3.

Определить состав многокомпонентной фильтрующей загрузки дляфитофильтра с учетом гидравлических и сорбционных характеристик4. Изучить эффективность очистки поверхностных сточных вод нафитофильтре от взвешенных веществ, нефтепродуктов и тяжелых металлов,содержащихся в поверхностном стоке с урбанизированных территорий.5. Исследовать процессы фиторегенерации фильтрующей загрузки припомощи высших растений.6. Разработать конструктивные решения и методику расчета предлагаемогоустройства очистки и хранения поверхностного стока, произвести техникоэкономическую оценку предлагаемых решений.56ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯПРОЦЕССОВ ФИТОФИЛЬТРОВАНИЯ И ФИТОРЕГЕНЕРАЦИИ3.1 Исследование сорбционных характеристик торфа и цеолита встатических условияхПоддержание высокой эффективности работы фитофильтра при сниженииактивности растений и почвенных микроорганизмов в периоды низкихтемператур обеспечивается содержанием в фильтрующей загрузке компонентов,обладающих сорбционными и ионообменными свойствами – торфа и цеолита[178].Определение сорбционных свойств торфа и цеолита по отношению кнефтепродуктам и тяжелым металлам проводилось на основании анализакинетических кривых и изотерм адсорбции.

В качестве материалов дляисследования были приняты цеолит Татарско-Шатрашанского месторожденияфракции 1-3 мм и торф Пальтинского месторождения (г. Краснокамск). Основныехарактеристики исследуемых материалов представлены в таблицах 12 и 13.Основой фильтрующей загрузки был принят песок мелкий строительныйнамывной ГОСТ 8736-93. Ввиду заведомо низкой сорбционной способности пескаопределение его емкости не проводилось.Таблица 12 – Свойства торфа Пальтинского месторожденияНаименование показателейНормативная документация наметоды испытанийНормы поГОСТЗначениеБотанический составГОСТ 28245-89-смешанный,преимущественно сосновосфагновый ипушицевосфагновыйМассовая доля влаги, %,не болееГОСТ 11305-836068,9Органическое вещество, %ГОСТ 26213-85—86,7Зольность, %, не болееГОСТ 11306-832513,3Степень разложения торфа,%, не менееГОСТ 10650-722526,657Кислотность pH солевойсуспензии (pH kсl), не менееГОСТ 11623-894,604,60азота нитратного, мг/кгГОСТ 27894.4-88—44,70азота аммиачного, мг/кгГОСТ 27894.3-88—Менее 0,005подвижного фосфора, мг/кгГОСТ 27894.5-88—Менее 0,005подвижного калия, мг/кгГОСТ 27894.6-88—3,22669,1911019,89651,301,00,0765,00,2502,10,012Массовая доля подвижныхформ питательных веществиз абс.

сух. вещества:Общее содержание тяжелыхметаллов, мг/кг на сухоевещество, не болееМедьЦинкСвинецКадмийМышьякРтутьМУ по определению тяжелыхметаллов в почвах, с/х угодий ипродукциирастениеводства.Москва, 1992г.МУ по определению мышьяка впочве фотометрическим методов,М. 1993.Методика выполнения измерениймассовой концентрации ртути впробах почв и донных отложенийметодом беспламенной ААС.М 80/99Таблица 13 – Свойства цеолита Татарско-Шатрашанского месторожденияНаименование показателяЗначениеМинеральный составКлиноптилолит20-40%Монтмориллонит20-30%Опал-кристобалит28,0-36,7%Кальцит10,6-21%Кварц4,6-11,3%Химический составSiО269,0-74,0%Аl2О311,4-14,0%СаО1,7-2,5%К2 О2,0-3,0%Nа2О1,0-2,5%H20<10%TiО2, MnO, MgO, Fе2О3<1%Физико-механические свойстваПористость, %37,25-55,7258Плотность истинная, г/см31,8-2,34Насыпная плотность, г/см30,65Объемная масса, г/см31,10Твёрдость по Моосу:4-6Размер пор, Å5,0-6,0Внешний вид:Гранулы светло-серого, белого цвета.

Плотнаямелкозернистая крошка, фракции 1,0-3,0 ммДля построения кинетической кривой сорбент массой 1 г добавляли в500 мл раствора, содержащего один из исследуемых тяжелых металлов илинефтепродукты, перемешивали при помощи магнитной мешалки в течение 3, 6,10, 20, 30, 60 и 300 минут, после чего производили отбор проб раствора иопределение остаточной концентрации загрязняющего вещества. Ввиду того, чтоторф относится к набухающим сорбентам, исследования сорбции нефтепродуктови тяжелых металлов проводились в статических условиях после предварительногозамачивания сорбента в дистиллированной воде в течение 24 ч.Концентрации НП и ТМ в исходном растворе приведены в таблице 14.Таблица 14 – Концентрации нефтепродуктов и тяжелых металлов в растворе при определениикинетики сорбции на тофре и цеолите [209]ПоказательРеагент для приготовления имитата ПСВЖелезоСмесь бензина-растворителя НефрасС2-80/120 и индустриального маслаИ-20А в равных пропорциях (по объему)FeCl3 х 6Н2О ч.д.а.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5288
Авторов
на СтудИзбе
417
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее