О г л а в л е н и е

Предисловие

3

1.  Генезис подземных вод

5

1.1.  Образованней распространение подземных вод

5

1.2.  Физико-химические свойства вод, содержащих железо и марганец

9

1.2.1.  Молекулярные и коллоидные дисперсии железа и марганца в воде

11

1.2.2.  Дисперсные системы соединений железа и марганца в воде

11

1.2.3.  Физико-химические свойства гидрозолей железа и марганца

17

1.2.4.  Поверхностные явления, адсорбция и электрокинетические явления: электрофорез

и потенциал

17

1.2.5.  Устойчивость гидрозолей железа и марганца

18

1.3.  Устойчивость гидрозолей железа и марганца

19

1.4.  Генезис метана в подземных водах

22

1.5.  Генезис сероводородных вод

25

1.6.  Распространение и виды фторсодержащих природных вод

28

2.  Обезжелезивание-деманганация воды

29

2.1.  Основные принципы обезжелезивания-деманганации воды

29

2.2.  Основы процессов обезжелезивания-деманганации воды

30

2.3.  Физико-химические факторы, влияющие на процессы обезжелезивания-деманганации

воды

32

2.3.1.  Минеральная или органическая природа соединений железа и марганца

32

2.3.2.  Бикарбонатная щелочность воды

32

2.3.3.  Реакция воды рН

33

2.3.4.  Диоксид углерода

34

2.3.5.  Карбонатная жесткость воды

39

2.3.6.  Содержание кислорода

39

2.3.7.  Окислительно-восстановительный потенциал

39

2.3.8.  Гуминовые комплексы

44

2.3.9.  Ферробактерии

45

2.3.10.  Температура воды

46

2.3.11.  Удельное сопротивление воды

46

2.3.12.  Аммиак, нитриты, нитраты

47

2.3.13.  Хлориды

48

2.3.14.  Сероводород, сульфиты и сульфаты

48

2.3.15.  Органические вещества

49

2.4.  Осаждение соединений железа

50

2.5.  Коррекция потенциала Еh путем введения в воду кислорода, удаления свободного

диоксида углерода и сероводорода

55

2.5.1.  Предварительная аэрация воды

55

2.5.2.  Химическая коррекция содержания кислорода и диоксида углерода

56

2.6.  Коагулирование гидрозолей железа и марганца и их задержание во взвешенном слое

57

2.7.  Удаление железа и марганца фильтрованием

58

2.7.1.  Фильтрование вод с содержанием железа (II) и марганца (II)

58

2.7.2.  Фильтрование воды, содержащей железо (III)

62

2.7.3.  Зависимость процесса фильтрования от окислительно-восстановительного

потенциала, содержания сероводорода и рН воды

62

2.8.  Обработка вод, содержащих гуминовые комплексы железа и марганца

64

2.8.1.  Коагулянты, используемые в случае гуминовых комплексов железа и марганца

65

2.8.2.  Благоприятные условия коагуляции

66

2.8.3.  Использование фосфатов при обезжелезивании-деманганации воды

67

2.9.  Устранение ферро- и манганобактерий

68

2.10.  Выбор технологической схемы обезжелезивания-деманганации воды

68

2.10.1.  Природа соединений железа и марганца

69

2.10.2.  Возможность десорбции диоксида углерода

70

2.10.3.  Классификация железо- и марганецсодержащих вод с точки зрения обработки

72

2.10.4.  Обработка вод групп А и Б

72

2.10.5.  Физико-химические индикаторы, необходимые для установления общей схемы

обезжелезивания-деманганации

81

2.11.  Современные методы, технологические схемы и сооружения обезжелезивания и

деманганции воды

86

2.11.1.  Методы, технология и сооружения обезжелезивания воды

86

2.11.2.  Деманганацйя воды

99

2.12.  Совместное удаление из подземных вод железа и селена

104

2.13.  Совместное удаление из подземных вод железа и фтора

106

3.  Очистка воды от сероводорода

108

3.1.  Методы и технологические схемы

108

3.2.  Исследования очистки воды от сероводорода фильтрованием через модифицированную

кварцевую загрузку

123

3.2.1.  Методика эксперимента

123

3.2.2.  Выбор оптимального метода модификации кварцевой загрузки

123

3.3.  Исследование очистки воды от сероводорода фильтрованием через шлаковую загрузку

128

3.3.1.  Основы применения марганецсодержащих шлаков для очистки подземных вод от

сероводорода

128

3.3.2.  Определение оптимального режима модифицирования фильтрующей загрузки из

марганецсодержащих шлаков

130

3.4.  Теоретические основы процесса удаления сероводорода фильтрованием через

модифицированную загрузку и их экспериментальная проверка

131

3.4.1.  Фильтрование через модифицированную кварцевую загрузку

132

3.4.2.  Фильтрование через марганецсодержацие шлаки

137

3.5.  Исследование электрохимических и термодинамических процессов при очистке воды от

сероводорода фильтрованием через модифицированную загрузку

141

3.6.  Математическая зависимость фильтроцикла от параметров процесса очистки воды от

сероводорода фильтрованием через модифицированную загрузку

143

3.6.1.  Уточнение зависимости продолжительности фильтроцикла от основных

параметров процесса и концентрации сероводорода

146

3.7.  Технологическая схема очистки воды от сероводорода фильтрованием через

модифицированную загрузку

148

4.  Дефторирование воды

151

4.1.  Методы и технологические схемы дефторирования воды

152

4.1.1.  Классификация метода дефторирования природных вод

152

4.1.2.  Сорбция фтора хлопьевидным осадком

152

4.1.3.  Фильтрование через фторселективные материалы

163

4.1.4.  Гиперфильтрационное дефторирование природных вод

168

4.1.5.  Дефторирование вымораживанием

169

4.2.  Физико-химические основы дефторирования природных вод на модифицированных

сорбентах

170

4.2.1.  Механизм сорбции фтора

171

4.2.2.  Образование и растворение фторидных комплексов в растворе

172

4.2.3.  Расчет алюмофторидных комплексов

173

4.2.4.  Динамика сорбции фтора в системе RM-F

176

4.2.5.  Регенерация модифицированных сорбентов

178

4.2.6.  Закрепление на модифицированных сорбентах образующихся соединений

178

5.  Умягчение воды

180

5.1.  Реагентные методы умягчения воды

180

5.2.  Основы реагентного умягчения воды с использованием ультразвука

183

5.2.1.  Экспериментальные исследования

184

5.2.2.  Анализ результатов экспериментов

187

5.2.3.  Влияние ультразвуковой обработки на рН воды

191

5.2.4.  Влияние ультразвука на электрокинетический потенциал коллоидной системы

192

5.2.5.  Источники ультразвуковых колебаний

193

5.2.6.  Выбор параметров ультразвукового поля и метода получения ультразвука

196

5.2.7.  Технологическая схема

197

5.3.  Ионообменные методы умягчения воды

198

6.  Удаление метана из подземных вод

201

6.1.  Методы удаления метана из воды

202

6.1.1.  Аэрация

202

6.1.2.  Вакуумная дегазация

209

6.1.3.  Термическая дегазация

211

6.1.4.  Ультразвуковая дегазация

211

6.1.5.  Биохимический метод дегазации воды

212

6.2.  Теоретические исследования процесса десорбции метана вакуумным способом

213

6.2.1.  Удаление из воды одного растворенного газа

216

6.2.2.  Вакуумная дегазация воды при наличии двух растворенных газов

217

6.2.3.  Влияние нерастворенных газов

220

6.3.  Допустимая остаточная концентрация метана в дегазированной воде

222

6.4.  Экспериментальные исследования по вакуумной десорбции

224

6.4.1.  Влияние гидродинамических и физических факторов

224

6.4.2.  Растворимость метана в минерализованных водах

231

6.5.  Технология десорбции под вакуумом

232

Список литературы

237