Технология обескремнивания природных вод фильтрованием через модифицированную загрузку
На правах рукописи
Федотов Роман Валерьевич
ТЕХНОЛОГИЯ ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД ФИЛЬТРОВАНИЕМ ЧЕРЕЗ МОДИФИЦИРОВАННУЮ ЗАГРУЗКУ
Специальность 05.23.04 – «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов»
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Волгоград – 2013
Работа выполнена в федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)»
| Научный руководитель: доктор технических наук, профессор | Фесенко Лев Николаевич |
| Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор кандидат технических наук, доцент | Ким Аркадий Николаевич ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» профессор кафедры «Водопользование и экология» Юрьев Юрий Юрьевич ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» доцент кафедры «Водоснабжение и водоотведение» |
| Ведущая организация: | ОАО "Научно-исследовательский институт коммунального водоснабжения и очистки воды", Москва |
Защита состоится «30» мая 2013 г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета ДМ212.026.05 при ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1(корп. Б ауд. 203)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета
Автореферат разослан «26» апреля 2013 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Фокин Владимир Михайлович
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. В России в общем объеме подаваемой населению питьевой воды доля подземных источников составляет лишь третью часть от суммарного водопотребления, что существенно меньше, чем в большинстве развитых стран. С другой стороны, дополнительное вовлечение в хозяйственный водооборот ранее разведанных запасов подземных вод зачастую ограничивается повышенным содержанием солей жесткости, а также железа, марганца, фтора, бора и других нормируемых микроэлементов. Водоносные горизонты некоторых районов Тюменского Севера, Сибири, Дальнего Востока, Терско-Кумского прогиба характеризуются наличием кремния в концентрациях, превышающих в разы санитарный норматив, а кондиционирование воды по этому компоненту, как правило, не проводится.
Содержание кремния в питьевой воде, относящегося ко 2 классу опасности, стали регламентировать с 1996 года. В соответствии с СанПиН 1.2.4.1074-01 предельно допустимая концентрация кремния в воде составляет 10 мг/л. Наличие кремния в воде оказывает негативное влияние на процессы водоподготовки при обезжелезивании и демангации подземных вод, а также, по мнению некоторых авторов, отрицательно сказывается на здоровье человека.
Поскольку существующие технологии удаления кремния в большей или меньшей степени не удовлетворительны применительно к очистке значительных объемов питьевой воды с высокими концентрациями кремния, возникла необходимость в разработке технологии обработки такой воды с одновременным решением комплекса вопросов: хозяйственных (потребитель получает воду, соответствующую действующим нормативам); экологических (исключение загрязнения окружающей среды отходами водоочистки); сырьевых (возможность получения кремнийсодержащих химических веществ).
Диссертация посвящена научному обоснованию, накоплению и анализу новых фактических результатов, обобщению имеющихся в литературе данных и на их основе разработке и внедрению в практику технологий, установок и сооружений для удаления соединений кремниевой кислоты из воды, используемой для хозяйственно-питьевого водоснабжении, что подтверждает ее актуальность.
Работа выполнялась в ЮРГТУ (НПИ) в рамках государственной программы «Архитектура и строительство» по госбюджетной теме «Совершенствование процессов очистки природных и сточных вод Южного региона страны с учетом экологических требований» (Гос. рег. № 01.9.40001739) и является частью исследовательской работы научной школы ЮРГТУ (НПИ) «Разработка и внедрение инновационных и модернизация существующих технологий в области водоснабжения, водоотведения и гидротехнических сооружений» (руководитель проф. Линевич С.Н.).
Тема исследований входит в план научно-исследовательских работ кафедры «Водное хозяйство предприятий и населенных мест» по основному научному направлению: «Высокоэффективные технологии, сооружения и аппараты по очистке природных и сточных вод».
Цель работы. Теоретическое обоснование, разработка и исследование технологии очистки воды от кремниевых соединений методом фильтрования через модифицированную активную окись алюминия.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
– анализ современных методов обескремнивания воды;
– изучение влияния технологических факторов на эффективность обескремнивания, природы растворов силикатов и ионного состава воды на параметры процесса и глубину удаления кремниевых соединений;
– изучение особенностей протекания механизмов сорбции, происходящих при фильтровании кремнийсодержащих водных растворов через модифицированную активную окись алюминия (АОА);
– изучение технологических особенностей регенерации модифицированной активной окиси алюминия;
– исследование качественного и количественного состава растворов, образующихся при модификации сорбента;
– создание высокоэффективных и безотходных технологий обескремнивания природных вод путем фильтрования через модифицированные зернистые загрузки;
– экономическое обоснование преимущества удаления растворенных силикатов фильтрованием через модифицированный сорбент в сравнении с известными методами обработки кремнистых вод.
Основная идея работы состоит в повышении качества очистки кремниевых вод для нужд хозяйственно-питьевого водоснабжения, за счет внедрения технологии обескремнивания фильтрованием через модифицированную загрузку.
Методы исследований. Для реализации поставленных задач проведены сбор, анализ и обобщение научно-технической литературы и публикаций, рассматривающих современные методы удаления кремниевой кислоты из воды. Экспериментальные исследования в лабораторных условиях выполнялись в соответствии с нормативными документами и стандартными методиками. Расчеты и обработка экспериментальных данных проводились с использованием методов математической статистики и применением компьютерных программ «Microsoft Excel» и «Mathcad 14».
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций для практического применения подтверждается использованием утвержденных научно-обоснованных методов анализа, применением метрологически аттестованных приборов и оборудования, большим объемом экспериментальных данных и их высокой сходимостью с расчетными значениями.
Научная новизна:
– теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность обескремнивания питьевой воды на активной окиси алюминия с модифицированной поверхностью;
– выявлено влияние ионного состава, рН, температуры и концентрации силикатов в очищаемой воде на эффективность удаления кремниевых соединений и кремнеемкость модифицированного сорбента;
– установлено влияние концентрации раствора-модификатора, скорости фильтрования и высоты слоя сорбента на глубину обескремнивания и кремнеемкость модифицированной АОА;
– изучен качественный состав и количество сточных вод, образующихся при модификации сорбента;
– установлено влияние различных режимов модификации загрузки на качество очищенной воды и эффективность регенерации сорбента;
Практическое значение работы:
Разработаны рекомендации по выбору оптимальных режимов удаления силикатов фильтрованием через модифицированную АОА, предложена новая безотходная технологическая схема фильтрационного обескремнивания с утилизацией отходов водоочистки. Результаты выполненных исследований послужили основой для дальнейшего совершенствования методов удаления растворенной кремниевой кислоты, создания новых экологически безопасных технологических схем обескремнивания, внедрение которых в практику водоподготовки позволит получить воду, удовлетворяющую хозяйственно-питьевым нормативам с минимальными затратами. Новая технология обескремнивания разработана в рамках реализации проекта: «Ики-Бурульский групповой водопровод с подключением к Северо-Левокумскому месторождению подземных вод, 1-я очередь» (утвержден ГНТУ Минводхоза СССР № 241/373 от 31.07.1989г.).
Реализация результатов работы. Разработанная технология очистки воды от кремния внедрена предприятием ООО «ТЕХНО-ЭКО» г. Санкт-Петербург (акты внедрения прилагаются).
Результаты диссертационной работы использованы кафедрой «Водное хозяйство предприятий и населенных мест» ФГБОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 270112 «Водоснабжение и водоотведение».
Основные положения, выносимые на защиту:
– результаты теоретических и экспериментальных исследований методов и технологий удаления кремниевой кислоты из природных вод;
– обоснование механизма сорбции растворенной кремниевой кислоты на поверхности алюмомодифицированной зернистой загрузки;
– результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния физико-химических показателей очищаемой воды на эффективность удаления растворенной кремниевой кислоты;
– результаты теоретических и экспериментальных исследований регенерации модифицированной АОА;
– безотходная технология удаления растворенных силикатов из подземных вод фильтрованием через модифицированную АОА с утилизацией извлекаемого из воды кремния в виде коммерческого продукта;
– экономическое обоснование новой технологии удаления растворенных силикатов.
Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях ЮРГТУ (НПИ) (г. Новочеркасск, 2009-2012 г.г.), «Техновод» (Кисловодск, 2009г., Чебоксары, 2011г., Санкт-Петербург, 2012г.), «Яковлевские чтения» (Москва, 2011 – 2013 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ общим объемом 4,84 п.л., в том числе 3 в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Личный вклад соискателя: постановка проблемы; разработка и создание экспериментальной базы и методов исследований; подготовка новых технических решений, их теоретическое обоснование и экспериментальная проверка; систематизация, обработка и анализ полученных результатов; обоснование и формулировка представленных научных положений и выводов; участие во внедрении результатов исследований в практику проектирования.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованных источников и четырех приложений. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, включает 25 таблиц, 28 рисунков. Библиографический список содержит 126 наименований.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, изложены научная новизна и практическая значимость, ее основные положения, выносимые на защиту, личный вклад соискателя и сведения об апробации работы.
В первой главе рассмотрены общие вопросы, связанные с масштабами присутствия в подземных водах растворенных силикатов, формами кремниевой кислоты в природных водах и их свойствами, выполнен обзор существующих технологий очистки воды от кремниевых соединений, указаны пути расширения возможностей метода фильтрационного обескремнивания.
Показано, что воды, концентрация кремния в которых превышает требования СанПиН, широко распространены на территории России, особенно остро эта проблема стоит в некоторых районах Тюменского Севера, Сибири, Дальнего Востока, Терско-Кумского прогиба и других регионах, где концентрация кремния в воде может достигать 100 мг/л (по Si4+).
В природных водах соединения кремния находятся в растворенном, взвешенном и коллоидном состояниях, количественные соотношения между которыми определяются химическим составом воды, температурой, рН и другими факторами. Растворенные формы представлены главным образом молекулярной ортокремниевой кислотой H4SiO4 (SiO2·2H2O), метакремниевой H2SiO3(SiO2·H2O), двукремниевой H2Si2O5 (2SiO2·H2O) и другими кислотами с различным числом SiO2 и H2O, продуктами их диссоциации и ассоциации, а также кремнийорганическими соединениями. Полимерные и коллоидные формы кремниевой кислоты имеют переменный состав типа mSiO2·nH2O (m и n – целые числа).
В водных растворах мономер кремниевой кислоты может находиться преимущественно в пяти формах: H4SiO4, H3SiO4–, H2SiO42–, HSiO43– и SiO44–. Соотношение форм кремниевой кислоты в воде определяется константами диссоциации каждой из ступеней. На рис. 1 представлена зависимость
Рисунок 1. Зависимость соотношения форм кремниевой кислоты от рН среды
1 – H4SiO4; 2 – H3SiO4–; 3 – H2SiO42–; 4 – HSiO43–;
5 – SiO44–
распределения форм растворенного кремния от рН среды из которого следует, что в природных водах основная часть кремниевой кислоты находится в молекулярно-растворенном виде. Поэтому при ионном обмене кремний начинает поглощаться с переходом среды в щелочную область, где он находится в ионном виде, что и осуществляется на практике монофункциональным анионитом, например АВ-17, в отсутствие анионов сильных кислот.
Проведенный анализ методов удаления кремния показывает, что промышленно освоенные технологии глубокой очистки воды от кремния предназначены для подготовки воды, используемой в технических целях (теплоэнергетика, химико-фармацевтическая, целлюлозно-бумажная промышленности) и представлены в основном ионным обменом на высокоосновных анионитах второй ступени обессоливания или обратным осмосом. Данные методы, помимо высокой стоимости установок, приводят к существенному изменению исходного качества воды и необходимости той или иной предочистки перед мембранным разделением или ионитовым фильтром, к образованию концентрированных солевых стоков при осмосе или отработанных кислых и щелочных регенерационных растворов от H–OH-ионирования, требующих затрат на их переработку или ликвидацию, соизмеримых с собственно обескремниванием воды.
Применительно к питьевому водоснабжению для удаления из воды соединений кремния возможно магнезиальное обескремнивание методом осаждения или фильтрования, а также обработка известью, солями железа и алюминия. Перечисленные способы имеют ряд недостатков, среди которых наиболее значительными являются: большой расход дорогостоящих реагентов (доза сульфата алюминия или железа до 300–400 мг/л по безводному веществу, по оксиду магния – 5–7 мг/мг SiO2); высокие энергозатраты, связанные с подогревом воды при известковании или осаждении магнезитом; необходимость полной замены магнезиального сорбента при исчерпании его обменной емкости.
При проведении предварительных (поисковых) исследований по обескремниванию воды методами коагуляции в свободном объеме и контактным коагулированием экспериментально установлено, что при обескремнивании методом коагуляции в свободном объеме увеличение доз коагулянтов (FeCl3, «АКВА-АУРАТ™30», Al2(SO4)3, NaAlO2) в интервале от 30 до 400 мг/л практически не влияет на глубину обескремнивания и лишь приводит к росту общей минерализации воды. Во всех случаях снижение концентрации кремния до допустимой величины (по СанПиН) не достигнуто: максимальное снижение (с 30,3 до 19,8 мг/л) наблюдалось при применении NaAlO2 дозой 250 мг/л (в остальных случаях – не ниже 22–24 мг/л при дозах 250–400 мг/л).
Результаты экспериментов по обескремниванию воды контактным коагулированием на различных загрузках показали, что эффективность контактного фильтрования для всех исследуемых коагулянтов (FeCl3, «АКВА-АУРАТ™30», Al2(SO4)3, NaAlO2) в изучаемом диапазоне доз от 10 до 40 мг/л примерно соизмерима (снижение концентрации по Si4+ с 30,3 до 25–22 мг/л на песке и антраците, до 20–21 мг/л – на сорбционном материале ОДМ-2Ф). Также установлено, что увеличение дозы коагулянта более 30 мг/л не повышает эффективность очистки и приводит к сверхнормативному росту содержания остаточного Al3+ или Fe3+ в очищаемой воде. По сравнению с сорбционным материалом ОДМ-2Ф дробленый антрацит и кварцевый песок обладают в два раза меньшей сорбционной емкостью по отношению к поглощенному кремнию, хуже задерживают образующиеся хлопья и частично выносят их в фильтрат.
Результаты многоступенчатого контактного фильтрования (до четырех последовательно работающих фильтров), в котором коагулянт дозировали перед каждой последующей ступенью, указывают на принципиальную возможность доведения содержания кремния контактным коагулированием до ПДК. Так, при дозе коагулянта 10 мг/л (перед каждым фильтром, загруженным фильтрующим материалом ОДМ-2Ф) спустя один час от начала фильтроцикла были получены следующие результаты по снижению содержания кремния: для полиоксихлорида алюминия исходная концентрация кремния – 30,9; после первой ступени – 23,6; после второй ступени – 20,4; после третьей ступени – 16,3; после четвертой ступени – 10,6 мг/л; для хлорида железа соответственно 31,8; 25,2; 19,5; 17,1; 15,6 мг/л. Однако многоступенчатость делает эту технологию неконкурентоспособной по отношению к другим методам обескремнивания. Очевидно и то, что число ступеней возрастает пропорционально исходному содержанию кремния в воде.
Изучение литературы, критический анализ современных технологий обескремнивания воды и результаты предварительных исследований показали, что применение фильтрационных методов удаления кремния позволяет добиться значений ПДК, вместе с этим установлено, что методы удаления силикатов фильтрованием через модифицированные зернистые загрузки перспективны, но пока исследованы недостаточно.
На основании изложенного обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований.
Во второй главе определены направления исследований по обескремниванию подземных вод, рассмотрены характеристики объектов изучения, приведена схема экспериментальной установки, описаны методики проведения экспериментов, расчета основных параметров обескремнивания воды и статистической обработки полученных результатов, представлены результаты исследований применения фильтрующих зернистых загрузок, модифицированных растворами реагентов, как сорбентов кремниевой кислоты.
При построении опытных зависимостей в виде графиков применяли статистическую обработку результатов методом наименьших квадратов. Экспериментальные данные аппроксимировали полиномами третьей степени.
Для оценки сорбционных свойств загрузки выведена формула расчета рабочей емкости сорбента, кг/м3 (по Si4+):
 | (1) |
где Сисх – концентрация кремния в исходной воде, мг/л; Q – расход воды, подаваемой на фильтрование, м3/ч; 
– функция, описывающая изменение остаточной концентрации кремния в воде в течение фильтроцикла; Аф – площадь фильтра, м2; Hз – высота слоя загрузки в фильтре, м; – продолжительность фильтрования до начала превышения ПДК кремния в фильтрате, ч.
В качестве модифицируемых зернистых загрузок были использованы: кварцевый песок, антрацитовая крошка «ПУРОЛАТ-стандарт», сорбционно-фильтрующий материал ОДМ-2Ф (опока дробленая модифицированная, производство ООО «ОКПУР»), активная окись алюминия марки АОА-1 ГОСТ 8136-85.
Перед началом фильтрования проводили модификацию поверхности зерен загрузки 0,5% растворами различных реагентов (Al2(OH)5Cl, Al2(SO4)3, NaOH, NaAlO2 и FeCl3) путем заполнения раствором модификатора межпорового пространства и 10-минутного выдерживания. Далее вели фильтрование и после 30-минутной отмывки загрузки определяли концентрацию кремния.
Исследования эффективности обескремнивания фильтрованием через модифицированный слой показали, что среди фильтрующих материалов, способных сорбировать на себе модифицирующий агент и впоследствии задерживать кремний, наибольший интерес представляет АОА, которая в ряде случаев рекомендуется в качестве загрузки обескремнивающего фильтра. Экспериментально установлено, что при скорости фильтрования 5–6 м/ч слой АОА, как и слой ОДМ-2Ф, толщиной 1,2 м снижал содержание кремниевой кислоты до 0,1–0,3 мг/л в начале фильтроцикла, но продолжительность фильтроцикла с использованием АОА была в 7 раз больше. Применение кварцевого песка и антрацитовой крошки не позволяло добиться снижения концентрации кремния в воде до норматива. Так, в проведенных экспериментах концентрация кремния снижалась с 34,2 мг/л до 28,5-29мг/л, что указывает о нецелесообразности применения этих фильтрующих материалов для обескремнивания воды.
Результаты экспериментов по обескремниванию фильтрованием через АОА, модифицированную растворами различных реагентов приведены на рис. 2. Полученные результаты убедительно продемонстрировали предпочтительность алюмината натрия для модификации поверхности АОА при обескремнивании воды. Рассчитанное интегрированием кривых 3,4 и 5 (рис. 2) по формуле (1) суммарное количество поглощенного кремния ep за период работы фильтра до проскока сверхнормативного значения 10мг/л позволило определить удельные показатели кремнеемкости по SiO2 для АОА, модифицированной раствором реагента-модификатора: Al2(OH)5Cl – 8,46 кг/м3; NaOH – 8,53 кг/м3; NaAlO2 – 15,59 кг/м3.
Рисунок 2. Динамика изменения концентрации кремния в фильтрате в течение фильтроцикла при фильтровании через АОА, модифицированную 0,5% растворами: 1 – FeCl3; 2 – Al2(SO4)3; 3 – Al2(OH)5Cl; 4 – NaOH; 5 – NaAlO2
Пересечение кривых 3 (регене-рация оксихлоридом алюминия) и 4 (регенерация едким натром), указывает на отличные по своей сущности процессы, происходящие при удалении ортосиликатов.
При обработке фильтрующего материала едким натром загрузка приобретает свойства, аналогичные аниониту, отрегенерированному ще-лочью с поглощением обменных ионов ОН-, в результате чего при обескремнивании протекает реакция обмена:
(2)
Извлечение микроэлементов сорбентами, поверхность зерен которых модифицирована новыми молекулярными группами в
результате контакта с раствором оксихлорида алюминия или алюмината натрия, происходит по другому механизму, а именно за счет образования труднорастворимых алюмосиликатных комплексных соединений типа Al2Si2O5(OH)4 и закрепления их на сорбенте.
В третье главе диссертационной работы приводятся результаты экспериментальных исследований влияния физико-химического состава исходной воды, концентрации раствора-модификатора, высоты фильтрующего слоя и скорости фильтрования на эффективность обескремнивания фильтрованием через модифицированную активную окись алюминия. Отдельное внимание уделено вопросу изучения качественного и количественного состава воды, образующейся при регенерации и отмывке АОА, а также утилизации отходов водоочистки.
Установлено, что с увеличением водородного показателя очищаемой воды от 6,0 до 8,0 глубина удаления растворенных силикатов и общий объем отфильтрованной до норматива (10 мг/л) воды, увеличиваются (рис. 3). Дальнейшее повышение рН среды до 8,5 начинает приводить к снижению определяемых показателей. Так, при значении рН = 8,0 остаточная концентрация кремния в воде спустя 2-х часовой работы фильтра составляла 0,61 мг/л, а при рН = 8,5 возрастала в два раза и была равной 1,22 мг/л. Последующий рост рН исходного раствора приводит к резкому падению глубины удаления растворенных силикатов и при рН = 9,5 концентрация кремния в фильтрате уже составляла 6,11 мг/л (по Si4+).
На рисунке 4 представлены зависимости изменения остаточной концентрации кремния в фильтрате в течение фильтроцикла от температуры обрабатываемой воды которые показывают, что в диапазоне от 10 до 55°С изменения глубины обескремнивания в начале фильтроцикла не наблюдается. Рост концентрации силикатов в фильтрате во времени фильтроцикла при низких температурах происходит быстрее, вследствие чего снижается и общий объем наработанной за фильтроцикл воды, концентрация кремния в которой не превышает ПДК. Полученные результаты также показывают и то, что с повышением температуры исходной воды кремнеемкость модифицированной АОА возрастает.
Для выяснения влияния концентрации модификатора на кремнеемкость активированной окиси алюминия были проведены опыты в интервале концентраций растворов 0,1–0,5% (по активному продукту) для соотношения объемов пропускаемого реагента и фильтрующего слоя 5:1. При этом установлено, что рост концентрации модифицирующих растворов не оказывает существенного влияния на сорбционную емкость окиси алюминия. Увеличение концентрации регенерационного раствора в 5 раз (с 1 до 5 г/л) снизило содержание силикатов в фильтрате через 2 часа после начала фильтроцикла с 1 до 0,8 мг/л (СSiисх=34,2 мг/л), что в пересчете на эффект очистки вызвало прирост менее 1%, а продолжительность фильтроцикла при этом возросла с 26 до 29 часов при толщине фильтрующего слоя 0,6м.
Рисунок 3. Изменение остаточной концентрации кремния в течении фильтроцикла при рН обрабатываемой воды: 1 – 6,0; 2 – 7,0; 3 – 7,5; 4 – 8,0; 5 – 8,5; 6 – 9,0; 7 – 9,5
Рисунок 4. Изменение концентрации кремния в фильтрате в течение фильтроцикла при температуре исходного раствора: 1 – 10°С; 2 – 20°С;3 – 45°С; 4 – 55°С
Установлено, что увеличение концентрации основных катионов и анионов в очищаемой воде вызывает незначительное снижение глубины удаления растворенных силикатов в течение фильтроцикла. При обработке модельного раствора, приготовленного на дистиллированной воде, через 2 часа после начала фильтроцикла концентрация кремния в воде составляла 0,3 мг/л (Э=99,1%), а при фильтровании раствора с жесткостью 7,5 мг-экв./л концентрация кремния в фильтрате возросла до 1,62 мг/л (Э=95,3%). При обескремнивании происходит и заметное умягчение воды (рисунок 5), при
Рисунок 5. Изменение остаточной жесткости фильтрата в течение фильтроцикла при рН обрабатываемой воды: 1 – 6,0; 2 – 7,0; 3 – 7,5; 4 – 8,0; 5 – 8,5; 6 – 9,0; 7 – 9,5
этом способность модифицирован-ной АОА к умягчению возрастает с переходом в щелочную область.
Исследования показали, что с увеличением скорости фильтрования эффект очистки и продолжитель-ность фильтроцикла снижаются, одновременно отмечено сглаживание кривой, описывающей изменение концентрации кремния при прохождении через сорбент, то есть наблюдается увеличение толщины защитного слоя.
Экспериментально установ-лено, что наибольшие эффект обескремнивания и продолжи-тельность фильтроцикла достигаются
при противоточной регенерации сорбента. Наиболее заметная разность концентраций по удаляемым силикатам (на входе – выходе фильтра) достигаются в первой половине фильтроцикла. Так, концентрация кремния в фильтрате, полученном в первой половине фильтроцикла после прямоточной регенерации, составляла 2,86 мг/л, что более чем в 2 раза превышает аналогичный показатель при регенерации АОА с противоточным направлением потока.
Применение любого нового метода кондиционирования воды следует рассматривать совместно с решением вопроса последующей обработки, повторного использования и утилизации отходов водоочистки. Для выбора и обоснования наиболее рациональной технологии обработки и утилизации, образующихся в процессе обескремнивания сточных вод и шламов были исследованы качественный и количественный состав отработанных регенерационных растворов.
Исследования показали, что в отработанном регенерационном растворе концентрация кремния и алюминия на выходе из фильтра соответственно составляла 1,25–1,35 г/л (по Si4+) и 0,9–0,95 г/л (по Al3+), при этом соотношение объемов отработанного регенерационного раствора к объему фильтрующего материала составляло 5:1.
Получаемый после регенерации раствор первые 5–10 минут остается прозрачным. В дальнейшем, при пропускании света через отработанный регенерационный раствор наблюдается эффект Тиндаля, что свидетельствует о микрогетерогенности системы. Наблюдения показали, что в течение двух суток в растворе происходит полная полимеризация осадка. При этом на дне и частично стенках приёмной емкости образуется все более уплотняющийся светлый студенистый (желеобразный) осадок, внешне напоминающий по своей структуре жидкое стекло.
Результаты исследования проб, взятых из отработанного регенерационного раствора для определения концентраций ионов Ca2+, Mg2+, Al3+, Si4+и отфильтрованных через бумажный фильтр (для удаления взвешенных веществ), представлены на рисунке 6.
Величина рН свежеполученного регенерационного раствора была равной 11,5±0,3. Во время полимеризации осадка рН отработанного модифицирующего раствора незначительно снижается.
Образующийся рыхлый гелеобразный алюмосиликатный осадок занимает менее 1 % в общем объеме отработанного раствора модификатора, легко отдает влагу и кристаллизуется в процессе обычного тканевого фильтрования с образованием чешуйчатых кристаллических структур по типу слюды. На рисунке 7 представлена фотография отфильтрованного через бумажный фильтр и высушенного в течение 30 мин. при комнатной температуре осадка, образовавшегося в отработанном модифицирующем растворе алюмината натрия.
Исследования, проведенные на этапе отмывки загрузки, показали, что в течение 35–45 минут после начала отмывки концентрация алюминия в фильтрате снижалась до 0,15–0,2 мг/л, при этом рН раствора составлял 8,3±0,2.
Рисунок 6. Динамика изменения во времени концентрации ионов Al3+ (1), Si4+ (2); общей жесткости (3) и Ca2+ (4) при отстаивании отработанного раствора алюмината натрия
Рисунок 7. Отфильтрованный и высушенный при комнатной температуре алюмосиликат из отработанного модифицирующего раствора алюмината натрия
Полный факторный эксперимент по изучению влияния технологических параметров и качества обрабатываемой воды на процесс обескремнивания фильтрованием через модифицированную АОА показал, что с ростом температуры, рН и концентрации раствора реагента-модификатора эффективность удаления растворенных силикатов и кремнеемкость сорбента возрастают, а повышение жесткости очищаемой воды снижает эти показатели. Наиболее значимыми факторами при обескремнивании регрессионным анализом были установлены рН и температура обрабатываемой воды.
В четвертой главе приведены результаты статистической обработки экспериментальных данных, получены значения коэффициентов уравнений полиномиальной регрессии, описывающих математические модели поглощения кремния фильтровании воды через модифицированную АОА. Определена величина относительной среднеквадратичной ошибки для каждой модели, выявлены значимость влияния рН, температуры, жесткости очищаемой воды, концентрации раствора модификатора и направления его потока при регенерации на кремнеемкость сорбента, проанализированы результаты проведенных исследований и даны рекомендации по выбору регламентных характеристик технологического процесса.
Математическая обработка результатов исследований и их анализ позволили заключить, что основными факторами, определяющими глубину удаления растворенных силикатов и продолжительность фильтроцикла при обескремнивании на модифицированной АОА являются: рН исходной воды; состав и концентрация солей; температура очищаемой воды; концентрация раствора алюмината натрия, применяемого для модификации сорбента. Поэтому закономерности удаления растворенной кремниевой кислоты фильтрованием воды через АОА рассматривались с учетом влияния этих показателей.
На основании статистической обработки результатов экспериментов были рассчитаны значения коэффициентов уравнений полиномиальной регрессии и получены математические модели, описывающие динамику сорбции кремниевой кислоты, а также величины относительной среднеквадратичной ошибки для каждой модели. Полученные уравнения полиномиальной регрессии позволяют рассчитать значения кремнеемкости модифицированной АОА в зависимости от физико-химических свойств очищаемой воды и задаваемых технологических режимов фильтрования при обескремнивании.
Установлено, что кремнеемкость модифицированной АОА в значительной степени зависит от водородного показателя обрабатываемой воды и максимум сорбционной емкости приходится на обескремнивание воды с исходным рН = 7,8–8,2, а способность окиси алюминия к умягчению возрастает с переходом в щелочную область, рис.8.
Рисунок 8. Зависимость сорбционной емкости АОА по жесткости (1) и кремнию (2) от рН исходной воды
Полученные данные объясняя-ются природой растворимости и диссоциации кремниевых соедине-ний: в области рН 8 растворимость кремниевой кислоты минимальна, при этом кремний в составе мономера Si(OH)4 адсорбируется на поверхности окиси алюминия, образуя типичную для силикатов связь в виде силиката алюминия:
2Si(OH)4 + 2Al3+ + H2O Al2Si2O5(OH)4 + 6H+. (3)
В области значений рН > 9 растворимость соединений кремние-вой кислоты возрастает с образо-
ванием различных форм силикат-ионов, рис.1. Силикат-ионы в незначительной степени участвуют в образовании алюмосиликатных комплексов, но способны к ионному обмену на гидроксильную группу OH–, что и происходит при анионитовом обескремнивании в соответствии с реакцией (2) и, вероятно, при модификации активированной окиси алюминия гидроксидом натрия. Последнее подтверждается тем, что при фильтровании через окись алюминия, модифицированную NaAlO2, концентрации ионов Cl–, SO42– и HCO3– в фильтрате те же, что и на входе в фильтр, тогда как при обработке окиси алюминия щелочью их концентрации снижаются, а жесткость на входе и выходе остается постоянной.
Механизм сорбции кремниевой кислоты и сопутствующего умягчения воды алюмомодифицированной загрузкой предположительно работает в следующей последовательности: при контакте алюмината натрия с окисью алюминия ионы натрия частично внедряются в решетку оксида алюминия, вытесняя ионы алюминия (с их последующим гидролизом) в раствор. Параллельно этому на поверхности загрузки образуется пленка гидроксида алюминия. При фильтровании в результате ионного обмена Na+ на Ca2+ и Mg2+ снижается жесткость раствора, а растворенные силикаты, взаимодействуя с оксидом и гидроксидом алюминия, образуют алюмосиликатные комплексы, реакция (3), сорбируемые загрузкой. Увеличение сорбционной емкости по жесткости при возрастании рН (рис. 8), вероятно, связано с тем, что параллельно с обменом катионов Ca2+ и Mg2+ на Na+ начинает происходить частичное реагентное умягчение с задержанием в загрузке образующихся CaCO3 и Mg(OH)2, а также нерастворимого CaSiO3.
Установлено, что с повышением температуры кремнеемкость сорбента увеличивается, однако прирост по поглощенным силикатам не пропорционален приросту температуры. Так, в интервале от 10 до 20°С сорбционная емкость увеличивается с 7,5 до 15 кг/м3 по SiО2 (в 2 раза), а при последующем росте температуры обрабатываемой воды начиная с 40°С асимптотически приближается к значению 17,5–18 кг/м3. Вместе с этим установлено, что с повышением температуры значимого роста глубины обескремнивания не происходило: при t = 10°C остаточная концентрация кремниевой кислоты составляла 1,3 мг/л (по Si4+), а с увеличением до t = 55°C снижалась всего до 0,8 мг/л.
На основании экспериментов и последующего математического анализа сделано заключение, что изменение исходной жесткости раствора (а вместе с ней и солесодержания) не оказывает заметного влияния на сорбционную емкость модифицированной АОА по растворенным силикатам. Увеличение жесткости раствора в интервале 0–7,5 мг-экв./л снижает эффект обескремнивания в течение фильтроцикла в среднем на 3–4% и уменьшает кремнеемкость сорбента не более чем на 1,3 кг/м3 (менее 7–8%).
По данным регрессионного анализа был рассчитан удельный расход реагента в отношении поглощаемого кремния и установлено, что с возрастанием удельного расхода реагента от 0,4 до 1,0 г/г сорбированного SiO2 кремнеемкость сорбента увеличивается на 9%. При последующем увеличении расхода алюмината натрия до 1,7 г/г SiO2 прирост емкости сорбента по кремнию составил 13%. Дальнейшее увеличение удельного расхода модификатора практически не повышало кремнеемкость сорбента. В эксперименте с удельным расходом алюмината натрия 3 г/г SiO2 рабочая емкость сорбента по кремнию достигала максимального значения и составила 16,26 кг/м3, что соизмеримо с кремнеемкостью анионита АВ-17, работающего в отсутствие анионов сильных кислот (15,9 кг/м3 по SiO2) и с удельным расходом щелочи на регенерацию 50 г/г поглощенного кремния.
Установлено, что в течение фильтроцикла фронт снижения концентрации кремниевой кислоты по высоте фильтрующего слоя (защитный слой) растягивается и сглаживается, что не позволяет наиболее полно использовать сорбционную емкость применяемого фильтрующего материала.
Исследования изменения состава отработанного модифицирующего раствора во времени стояния показали, что концентрации ионов кальция, магния и кремния по истечении двух суток снизились до следовых значений, рис.6. Этот факт объясняется образованием нерастворимых полимерных форм алюмосиликата, в построении структур которых, возможно, принимает участие кальций и магний (например, образование Ca10Mg2Al4[SiO4][SiO2O7](OH)4).
Ввиду многообразия всевозможных алюмосиликатных соединений и их пространственных структур детальное изучение механизма образования и полимеризации кремниевых соединений в алюминатно-натриевых щелочных растворах в задачи исследований не входило и рассматривалось отдельно. Тем не менее, многочисленными экспериментами подтверждено, что отработанный раствор модификатора NaAlO2 после 4-6 часового отстаивания (полимеризации) и отделения этого раствора от сформировавшегося геля может быть использован повторно (многократно) в технологии обескремнивания. Отработанный раствор-модификатор в процессе полимеризации осадка теряет примерно половину своей начальной активности (с 0,5 до 0,25 % или с 1,65 до 0,8 г/л в пересчете на Al3+ ) и после доведения его до 0,5 % добавлением в раствор свежего алюмината натрия вновь используется в схеме модификации АОА.
На основании полученных экспериментальных данных и расчетных результатов составлены и рекомендуются следующие оптимальные технологические режимы работы фильтровальной обескремнивающей установки, загруженной модифицированной АОА, табл.1.
Таблица 1 – Рекомендованные оптимальные технологические режимы работы фильтровальной обескремнивающей установки
| Наименование показателя | Значение технологического параметра |
| pH исходной воды | 7,8-8,2 |
| Температура, °С | более 10 |
| Минерализация, мг/л | до 1000 мг/л |
| Удельный расход алюмината натрия, г/г SiO2 | 1,0-1,6 |
| Концентрация регенерационного раствора, г/л | 3,0-5,0 |
| Направление подачи регенерационного раствора | противоточное |
| Скорость фильтрования, м/ч | 5-6 |
| Продолжительность фильтроцикла, ч | 50-55 (при Hз=1,2 м, CSiисх=34,2 мг/л) |
| Продолжительность отмывки, мин | 45 |
| Интенсивность взрыхления, л/с*м2 | 6-8 |
| Объём регенерационного раствора, м3 /м3загрузки | 5 |
В пятой главе представлена технологическая схема комплексной очистки воды Северо-Левокумского месторождения подземных вод от кремниевой кислоты и аммония и дана оценка ее экономической эффективности.
При строительных испытаниях эксплуатационных скважин Северо-Левокумского месторождения в 2007 г. в большинстве из них наряду со сверхнормативным кремнием была выявлена и повышенная концентрация аммония, превышающая норматив СанПиН 2.1.4.1074–01 в 2–3 раза.
На основе обобщенного анализа результатов экспериментальных и теоретических исследований по обескремниванию, а также проведенных в рамках данной работы исследований по деаммонизации воды методом окисления NH4+ гипохлоритом натрия была разработана безотходная технология кондиционирования Северо-Левокумского месторождения подземных вод с повторным использованием реагента модификатора (рис. 9).
Образующийся при модификации АОА осадок с поглощенным за фильтроцикл кремнием представляет собой определенный коммерческий интерес. Следуя литературным данным, входящие в состав полимеризованного силиката алюминия Al2Si2O5(OH)4 такие компоненты, как оксиды алюминия, кремния, кальция и магния и их закристаллизованные фазы 2CaOAl2O3SiO2 (геленит), 2CaOMgO2SiO2 (окерманит), CaOAl2O32SiO2 (анортит) могут быть востребованы в качестве ценного компонента портландцементной смеси, а также как добавка при производстве огнеупорного бетона и керамики. Осадок легко отдает влагу с образованием кристаллических чешуйчатых структур на поверхности фильтрующего материала при обезвоживании вакуум-фильтрацией и удобен для фасовки, рис. 7.
Рисунок 9. Принципиальная схема обескремнивания фильтрованием воды через АОА, модифицированную алюминатом натрия: 1 – подача исходной воды; 2 – фильтр, загруженный АОА; 3 – отвод фильтрата; 4 – емкость-накопитель взрыхляющей воды; 5 – емкость приготовления модифицирующего раствора; 6 – емкость сбора отработанного модифицирующего раствора; 7 – отвод осадка на обезвоживание; 8 – узел мехобезвоживания; 9 – сухой алюмосиликат на утилизацию; 10 – узел приготовления гипохлорита натрия; 11 – сброс взрыхляющей воды в канализацию; 12 – отвод очищенной воды в РЧВ; 13 – насос; 14 – насос-дозатор; 15 – возврат раствора алюмината натрия на повторную модификацию; 16 – загрузка сухого алюмината натрия
Экономическую эффективность новой технологии обескремнивания воды фильтрованием через модифицированную окись алюминия (I вариант) определяли путем сравнения затрат на материалы и реагенты для станций очистки питьевой воды производительностью 45 тыс. м3/сут. Состав основных сооружений станций (фильтров) одинаков, как для технологии одноступенчатого фильтрования через регенерируемую щелочью окись алюминия (II вариант), так и через магнезиальный нерегенерируемый сорбент (III вариант) таблица 2. При принятой равной производительности станции затраты на технологические реагенты и материалы у нового метода от 2 до 20 раз меньшие, чем в сравниваемых вариантах обескремнивания, при полной безотходности, экологической безопасности и коммерческой целесообразности разработанной технологии модификации фильтрующей загрузки.
Таблица 2 – Сводная таблица расчета себестоимости воды
| Наименование показателя | Ед. изм. | Модификация алюминатом натрия (I вариант) | Регенерация едким натром (II вариант) | Фильтрование через магнезиальный сорбент (III вариант) |
| Годовая производительность, Q | тыс. м3/год | 16425,0 | 16425,0 | 16425,0 |
| Общая сметная стоимость строительства, К | тыс. руб. | 735800,2 | 767280,2 | 695997,8 |
| Удельные капитальные вложения на 1 м3, K/Q | тыс.руб./м3 | 44,80 | 46,71 | 42,37 |
| Сумма годовых эксплуатационных затрат, С | тыс.руб./год | 117679,0 | 182598,0 | 753364,3 |
| Приведенные затраты, П | тыс.руб./год | 205975,0 | 274671,6 | 836884,0 |
| Себестоимость подачи 1 м воды, C/Q | руб./ м3 | 7,16 | 11,12 | 45,87 |
Приведенные затраты по вариантам сравнения при сроке окупаемости 8,3 года (Ен = 0,12) составят:
ПI = С + Ен · К = 117679,0+ 0,12 · 735800,2 = 205975,0 тыс. руб./г.;
ПII = С + Ен · К = 182598,0+ 0,12 · 767280,2 = 274671,6 тыс. руб./г.;
ПIII = С + Ен · К = 753364,3+ 0,12 · 695997,8 = 836884,0 тыс. руб./г.
Годовой экономический эффект, определяемый по разности приведенных затрат по сравниваемым вариантам, при использовании комплексной очистки подземной воды фильтрованием через модифицированную АОА составит:
Э = ПII - ПI = 274671,6 – 205975,0 = 68696,6 тыс. руб.
Э = ПIII - ПI = 836884,0 – 205975,0 = 630909,0 тыс. руб.
Результаты расчетов свидетельствуют, что использование метода фильтрования через активную окись алюминия, модифицированную алюминатом натрия, является экономически наиболее выгодным, даст ожидаемый годовой экономический эффект в размере 68696,6 тыс. руб. в сравнении с методом регенерации АОА едким натром и 630909,0 тыс. руб. относительно применения магнезиального сорбента, что существенно сэкономит эксплуатационные расходы и сократит срок окупаемости затрат на строительство станции очистки воды от кремниевой кислоты и аммония, позволит в большей степени реализовать социально ориентированную тарифную политику для потребителей питьевой воды.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертационной работе дано решение актуальной задачи теоретического обоснования и разработки малоотходной технологии обескремнивания природных вод методом фильтрования через модифицированную активную окись алюминия, включающей повторное использование модифицирующего раствора и получение товарного алюмосиликата.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
- Обескремнивание питьевой воды подземных источников остается актуальной проблемой при организации централизованного водоснабжения населенных мест. Промышленные технологии глубокой очистки воды от кремниевых соединений освоены в области подготовки воды для технических целей, применительно к питьевому водоснабжению существующие методы обескремнивания имеют ряд недостатков, среди которых наиболее значительными являются большой расход дорогостоящих реагентов или нерегенерируемых сорбентов и высокие энергозатраты, связанные с подогревом воды.
- Установлено, что эффект обескремнивания методами коагуляции в свободном объеме в интервале доз реагентов FeCl3, «АКВА-АУРАТ™30», Al2(SO4)3 и NaAlO2 от 30 до 400 мг/л, а также контактным фильтрованием при дозе коагулянта до 40 мг/л, не превышает 30–35%. Достижение ПДК по кремнию методом контактной коагуляции возможно только многоступенчатым фильтрованием, причем количество ступеней возрастает пропорционально исходному содержанию силикатов в воде.
- Научно обосновано и экспериментально подтверждено, что применение фильтрующей загрузки из активной окиси алюминия, модифицированной 0,5%-ным раствором алюмината натрия, позволяет добиться глубины обескремнивания до 95–97% при одновременном снижении жесткости воды, при этом кремнеемкость такой загрузки на порядок выше, чем у кварцевого песка, дробленого антрацита, цеолита и других фильтрующих материалов, в том числе вдвое больше, чем при удалении силикатов с регенерацией активной окиси алюминия едким натром.
- Экспериментально установлено, что сорбционная емкость модифицированной активной окиси алюминия по кремнию и катионам жесткости в большей степени зависит от водородного показателя очищаемой воды и максимальное поглощение силикатов наблюдается при обескремнивании воды с исходным рН = 7,8–8,2. При этом кремнеемкость модифицированной активной окиси алюминия по SiO2 при температуре 15–20°С составляет 15–16 кг/м3, по катионам жесткости – 350 г-экв./м3.
- Установлено, что сорбционная емкость окиси алюминия зависит от температуры и увеличивается в 2,5 раза с нагреванием воды от 10 до 40°С, при этом глубина обескремнивания не изменяется. Дальнейший подогрев воды свыше 40°С не повышает кремнеемкость окиси алюминия и только удорожает водоподготовку.
- Экспериментально установлено, что оптимальная концентрация раствора модифицирующего реагента алюмината натрия находится в интервале значений от 1 до 5 г/л, ее последующее увеличение не оказывает заметного влияния на эффективность обескремнивания и кремнеемкость сорбента. С ростом концентрации модифицирующего раствора от 1 до 5 г/л емкость активной окиси алюминия по силикатам увеличивается на 13% и достигает максимального значения, равного 16,0 кг SiO2 на 1м3 сорбента.
- По результатам экспериментов составлены математические модели протекания процесса обескремнивания в модифицированной загрузке в виде уравнений полиномиальной регрессии, описывающие влияние рН, температуры, концентрации исходного кремния и жесткости очищаемой воды, концентрации раствора модификатора и направления его потока в толще загрузке на кремнеемкость сорбента. Регрессионный анализ подтвердил, что наиболее значимыми факторами при обескремнивании с использованием модифицированной окиси алюминия являются рН и температура очищаемой воды.
- Установлено, что после модификации окиси алюминия отработанный реагент, отделенный от полимеризованного алюмосиликатного осадка и восстановленный до исходной концентрации 0,5% добавлением новой порции NaAlO2, может использоваться повторно и многократно в технологии модификации фильтрующего слоя. Образующийся в отработанном модификаторе осадок в течение 4–6 часов полностью полимеризуется в нерастворимые формы алюмосиликата, способные образовывать кристаллические чешуйчатые структуры на поверхности фильтрующего материала при обезвоживании вакуум-фильтрацией. Получаемый продукт удобен для фасовки и может использоваться в качестве сырья при производстве керамических изделий.
- Разработана безотходная технология одноступенного фильтрационного обескремнивания подземной воды на примере Северо-Левокусмкого месторождения, определены оптимальные технологические показатели и составлены рекомендации по выбору регламентных характеристик обескремнивания фильтрованием через активную окись алюминия, модифицированную алюминатом натрия.
- Технико-экономическая оценка эффективности новой технологии обескремнивания фильтрованием через модифицированную активную окись алюминия показала её предпочтительность в сравнении с известными методами фильтрования через регенерируемую щелочью окись алюминия и магнезиальный нерегенерируемый сорбент. Затраты на технологические реагенты и материалы в новой технологии от 2 до 20 раз меньше, чем в сравниваемых вариантах, годовой экономический эффект от реализации проекта строительства водоочистной станции производительностью 45 тыс.м3/сут. составит 630,9 млн. руб. при его полной безотходности, экологической безопасности и коммерческой целесообразности.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:
Публикации в ведущих рецензируемых научно-технических журналах и изданиях
- Федотов, Р. В. Обеспечение безотходности и экологичности технологии производства гипохлорита натрия на установках «Хлорэфс» / Р. В. Федотов [и др.] // Водоснабжение и санитарная техника. - 2011. - № 8. - С. 25-29.
- Федотов, Р. В. Обескремнивание питьевой воды фильтрованием через модифицированную загрузку / Л. Н. Фесенко, Р. В. Федотов, С. И. Игнатенко // Водоснабжение и санитарная техника. - 2012. - № 11. - С. 20-29.
- Федотов, Р. В. Влияние концентрации и вида модифицирующего реагента на кремнеемкость активированной окиси алюминия / Р. В. Федотов // Изв. вузов. Северо-Кавк. регион. Техн. науки. - 2012. - № 6. - С. 116-119.
Отраслевые издания и материалы конференций
- Федотов, Р. В. К выбору метода деаммонизации подземных вод Северо-Левокумского месторождения для хозяйственно-питьевых целей / Р. В. Федотов [и др.] // Технологии очистки воды «Техновод – 2009» : материалы V Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 120-летию ОАО «АУРАТ», г. Кисловодск, 6-10 окт. 2009 / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). – Новочеркасск : ЮРГТУ, 2009. - С. 115-121.
- Федотов, Р. В. Обескремнивание питьевой воды на алюмо-модифицированной загрузке / Л. Н. Фесенко, Р. В. Федотов, С. И. Игнатенко // Водоснабжение и водоотведение мегаполиса : материалы II Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти акад. РАН и РААСН С. В. Яковлева (Шестые Яковлевские чтения), [г. Москва, 15-16 марта 2011 г.] / Моск. гос. акад. коммун. хоз-ва и стр-ва. – Москва : Изд-во Леонид Будник, 2011. - С. 346-355.
- Федотов, Р. В. К выбору метода удаления бора из кремнийсодержащих артезианских вод / Р. В. Федотов [и др.] // Водоснабжение и водоотведение мегаполиса : материалы II Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти акад. РАН и РААСН С. В. Яковлева (Шестые Яковлевские чтения), [г. Москва, 15-16 марта 2011 г.] / Моск. гос. акад. коммун. хоз-ва и стр-ва. – Москва.: Изд-во Леонид Будник, 2011. - С. 338-345.
- Федотов, Р. В. Обескремнивание воды фильтрованием через модифицированный активный оксид алюминия / Л. Н. Фесенко, Р. В. Федотов, С. И. Игнатенко // Технологии очистки воды «Техновод – 2011» : материалы VI Междунар. науч.-практ. конф., г. Чебоксары, 20-23 сент. 2011 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). – Новочеркасск : Лик, 2011. - С. 79-83.
- Федотов, Р. В. Обескремнивание воды фильтрованием через алюмо-модифицированную загрузку / Л. Н. Фесенко, Р. В. Федотов, С. Н. Игнатенко // Яковлевские чтения : сб. докл. науч.-практ. конф., посвящ. памяти акад. РАН С. В. Яковлева, 15-16 марта 2012 г., г. Москва / Моск. гос. строит. ун-т. – Москва : МГСУ, 2012. - С. 33-39.
- Федотов, Р. В. Исследование влияния состава воды на кремнеемкость модифицированной окиси алюминия / Л. Н. Фесенко, Р. В. Федотов, С. Н. Игнатенко // Технологии очистки воды «Техновод – 2012» : материалы VII Междунар. науч.-практ. конф., г. Санкт-Петербург, 18-21 апр. 2012 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). – Новочеркасск : Лик, 2012. - С. 72-79.
- Федотов, Р. В. Влияние исходного состава воды на обменную емкость по силикатам модифицированного оксида алюминия / Л. Н. Фесенко, Р. В. Федотов, С. И. Игнатенко // Результаты исследований – 2012 : материалы 61-й науч. конф. проф.-преподават. состава, науч. работников, аспирантов и студентов / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). – Новочеркасск : ЮРГТУ (НПИ), 2012. - С. 134-137.
Федотов Роман Валерьевич
ТЕХНОЛОГИЯ ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД ФИЛЬТРОВАНИЕМ ЧЕРЕЗ МОДИФИЦИРОВАННУЮ ЗАГРУЗКУ
05.23.04 Водоснабжение, канализация, строительные системы
охраны водных ресурсов
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Подписано в печать 18.04.2013 г. Заказ № 137 Тираж 110 экз. Печ. л. 1,0
Формат 60х84 1/16. Печать лазерная цифровая.
Сектор полиграфии ООО НПП «ЭКОФЕС»
