Назаров Александр Владимирович. Влияние основных факторов на коагулирующую способность комплексных хлоридных и фосфатных солей алюминия

Краткое описание

Назаров Александр Владимирович. Влияние основных факторов на коагулирующую способность комплексных хлоридных и фосфатных солей алюминия : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.04.- Самара, 2001.- 172 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-5/1817-5

САМАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ
На правах рукописи

НАЗАРОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ
ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ НА КОАГУЛИРУЮЩУЮ
СПОСОБНОСТЬ КОМПЛЕКСНЫХ ХЛОРИДНЫХ И ФОСФАТНЫХ
СОЛЕЙ АЛЮМИНИЯ
(05. 23. 04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы
охраны водных ресурсов)
ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научные руководители: доктор технических наук, профессор
Стрелков А. К. кандидат химических наук, доцент
Быков Д. Е.
САМАРА 2001
СОДЕРЖАНИЕ
ВЕДЕНИЕ 5
ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ СИНТЕЗА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ КОМПЛЕКСНЫХ ХЛОРИДНЫХ И ФОСФАТНЫХ СОЛЕЙ АЛЮМИНИЯ. СВОЙСТВА ДАННЫХ СИСТЕМ 11
Выводы . 24
Цель и задачи исследований 25
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ СИНТЕЗА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
ПОЛИГИДРОКСОХЛОРИДОВ АЛЮМИНИЯ И КОМПЛЕКСНЫХ
ФОСФАТНЫХ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩИХ СИСТЕМ, И КОАГУЛЯЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ВОДЫ 26
2.1. Методика проведения синтеза водных растворов полигидроксохлоридов алюминия и комплексных фосфатных алюминийсодержащих систем.
26
2.1.1. Исходные вещества 26
2.1.2. Лабораторная установка ...27
2.1.3. Анализ продуктов синтеза 30
2.2. Методика проведения коагуляционной очистки воды ......31
2.3. Анализ показателей качества воды 35
2.3.1. Определение цветности 35
2.3.2. Определение мутности 35
2.3.3. Определение концентрации иона алюминия 37
2.3.4. Определение концентрации фосфат-аниона 41
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО СИНТЕЗУ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ КОМПЛЕКСНЫХ ХЛОРИДНЫХ И ФОСФАТНЫХ СОЛЕЙ АЛЮМИНИЯ И АНАЛИЗ ИХ СВОЙСТВ 44
3.1. Синтез водных растворов полигидроксохлоридов алюминия 44
3.2. Анализ свойств водных растворов полигидроксохлоридов алюминия..48
3.3. Синтез водных растворов комплексных фосфатных алюминий¬содержащих систем 57
3.4. Анализ свойств водных растворов комплексных фосфатных алюминий-содержащих систем ! 59
Выводы 69
ИЗУЧЕНИЕ КОАГУЛЯЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОЛИГИДРОК СО¬ХЛОРИДОВ АЛЮМИНИЯ 70
4.1. Влияние исходной цветности на процесс очистки воды с
использованием коагулянта К-2 70
4.2. Влияние температуры на процесс очистки воды с использованием
коаіулянта К-2 82
4.3. Влияние pH среды на ход коагуляционной очистки воды с
использованием коагулянта К-2 90
Выводы 93
ИЗУЧЕНИЕ КОАГУЛЯЦИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЛЕКСНЫХ
ФОСФАТНЫХ АЛЮМИНИЙСОДЕРЖАЩИХ СИСТЕМ 97
5.1. Влияние исходной цветности на процесс очистки воды с
использованием коагулянта КФАС-2 97
5.2. Влияние температуры на процесс очистки воды с использованием
коагулянта КФАС-2 108
5.3. Влияние pH среды на ход коагуляционной очистки воды с
использованием коагулянта КФАС-2 115
Выводы 121
ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОГО
КОАГУЛЯНТА К-2 123
6.1. Коагуляционная очистка продувочных сточных вод котельной с
использованием коагулянта К-2 123
6.2. Технологическая установка коагуляционной очистки продувочных
сточных вод с применением коагулянта К-2 128
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
КОАГУЛЯНТОВ К-2 И КФАС-2 132
7Л. Экономическая эффективность применения в качестве коагулянтов
водных растворов К-2 и КФАС-2 132
7.2. Экологическая эффективность применения в качестве коагулянтов
водных растворов К-2 и КФАС-2 134
Выводы 135
ЫВОДЫ ........138
ИТЕРАТУРА 140
РИЛОЖЕНИЕ 1. Таблицы экспериментальных данных по коагуляционной [истки воды с использованием водных растворов комплексных хлоридных и
эсфатных солей алюминия 148
РИЛОЖЕНИЕ 2. Акты внедрения 170

Список литературы

ВЫВОДЫ
1. Изучен синтез водных растворов комплексных хлоридных и фосфатных 2Й алюминия. Установлено, что взаимодействие ортофосфорной и соляной нот с различного рода алюминийсодержащим сырьем приводит к образованию ных растворов комплексных солей алюминия, отличающихся своими физико- ическими и коагулирующими свойствами.
2. Наиболее эффективными коагулянтами являются ПГХА и КФАС
тезированные на основе АЮ(ОН).
3. Установлено, что водные растворы комплексных хлоридных солей миния синтезированные на основе АЮ(ОН), оставаясь в метастабильном :оянии, сохраняют свои свойства в течение нескольких лет.
4. В качестве критерия оценки эффективности коагулянтов предложена ічена удельного снижения оптической плотности воды на единицу дозы улянта. Показано, что органические вещества, обуславливающие цветность л, способствуют формированию хлопьев, обладающих более высокой щионной способностью, что подтверждается анализом зависимостей іьного эффекта очистки от дозы вводимого коагулянта.
5. Температура обрабатываемой воды мало влияет на эффективность уляционной очистки с применением комплексных хлоридных и фосфатных :й алюминия.
6. Увеличение дозы коагулирующих агентов способствует снижению точной концентрации ионов алюминия в очищенной воде.
7. С понижением показателя кислотности среды в интервале от 6,0 до 9,0 ективность коагуляции, при использовании ПГХА, снижается, а в случае ленения КФАС увеличивается.
8. На эффективность обесцвечивания воды, при использовании в качестве улянта КФАС, существенное влияние оказывает анионный состав системы, азано, что фосфаты, вносимые в систему с коагулянтом, усиливают
: 139 ‘ ; : ;
гативную устойчивость коллоидов, обуславливающих цветность воды, и :твуют в формировании водо-растворимых, кислых фосфатов алюминия.
9. Для очистки волжской воды в створе г. Самары рекомендована доза улянта ПГХА 8 мг/л в интервале изменений температуры 3*20 °С и исходной гности 35*60 град, цв., эффект очистки при этом составляет 93 %.
10. КФАС могут быть использованы в качестве коагулянтов для получения >г питьевого качества, только при дозах реагента <10 мг/л и одновременном тлении Са(ОН)2 в количестве 0,1 мг/л, при этом исходная цветность воды не кна превышать 60 град. цв.
11. С использованием синтезированного в настоящей работе
экоэффективного коагулянта К-2 была разработана и внедрена на локальных лных сооружениях ОАО «Волгокабель» г. Самара технология уляционной очистки продувочных сточных вод котельной. Сточная вода, денная по предложенной технологической схеме, имела следующие основные ізатели: А13+ - 0,1 мг/л; Feo6ui - 0,54 мг/л; pH = 6,7; оптическая плотность [ной воды снижается с 1,2 до 0,1.
12. Экономия от внедрения высокоэффективного ПГХА в замен сульфата миния составляет 0,0608 руб на 1 м3 очищаемой воды, а при использовании улянта на основе КФАС - 0,06915 руб, при этом предотвращаемый югический эффект при использовании коагулянта К-2, при условной
о
изводительности очистных сооружений 50000 м/сут, составил 31954,09 'год, а при использовании коагулянта КФАС-2 - 54672,81 руб/год.