Введение к работе
Актуальность темы
В связи с ухудшением качества природных вод, проблема качества потребляемой воды не перестает быть актуальной. Среди методов очистки воды наиболее перспективными являются методы, основанные на сорбции.
Модифицированные древесные угли, являясь бифункциональными сорбентами, одновременно способными и к адсорбции неполярных веществ за счет Ван-дер-ваальсового взаимодействия, и к поглощению ионов металлов кислородсодержащими функциональными группами по ионообменному механизму. В связи с этим изучение возможности применения их для водоподготовки является актуальной задачей.
Цель и задачи исследования.
Целью данной работы является получение модифицированных древесных углей и изучение возможности их использования в технологии водоподготовки.
Для реализации данной цели поставлены и решены следующие задачи:
Изучить влияние основных технологических факторов процесса активации на выход и свойства активных углей.
С минимальными энергозатратами получить образцы модифицированных древесных углей, обладающих высокими сорбционными и ионообменными свойствами.
Изучить процессы сорбции катионов: Fe3+, Zn2+, Mn2+, Ca2+, Mg2+, и анионов: NO32-, SiO32- и выяснить эффективность применения модифицированных древесных углей для водоподготовки.
Разработать технологию водоподготовки с применением модифицированных древесных углей.
Научная новизна.
Впервые изучены закономерности сорбции различных веществ, содержащихся в воде, на поверхности модифицированных древесных углей.
Впервые показана эффективность водоподготовки, в частности, кондиционирования воды для пищевой промышленности, с применением модифицированных древесных углей.
Практическая ценность
Разработана технология двухступенчатой водоподготовки с применением модифицированных древесных углей для пивоваренной и безалкогольной промышленности.
Реализация работы
Проведены опытные испытания установки для водоочистки с применением модифицированных древесных углей на примере кондиционирования воды для пивоваренной и безалкогольной промышленности (Щербаковский пивзавод, Челябинская обл.)
Автор защищает
-
Характер влияния основных технологических факторов процесса активации на выход, свойства и микропористую структуру активных углей из березового и осинового угля-сырца.
-
Закономерность процессов сорбции катионов: Fe3+, Zn2+, Mn2+, Ca2+, Mg 2+, и анионов: NO32-, SiO32- на модифицированных древесных углях.
-
Устройство для водоподготовки, включающее колонки, заполненные модифицированными древесными углями.
-
Технологию водоподготовки с применением модифицированных древесных углей.
Апробация работы
Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: IV всероссийской научно-технической конференции «Научное творчество молодежи лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2008); Пятом Международном Московском конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2009); международном Евразийском симпозиуме «Деревообработка: технология, оборудование, менеджмент XXI века» (Екатеринбург, 2008, 2010); VI всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и конкурса по программе «Умник» «Научное творчество молодежи лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2010); VIII международной научно-технической конференции «Формирование регионального лесного кластера: Социально-экономические и экологические проблемы и перспективы лесного комплекса» (Екатеринбург, 2011); «Научное творчество молодежи – лесному комплексу России: материалы VIII Всероссийской научно-технической конференции / УГЛТУ – Екатеринбург, 2012 .
Личное участие автора
Заключается в разработке основных идей диссертации, а также в постановке и решении задач теоретического, экспериментального и прикладного характера. При непосредственном участии автора изучено влияние основных технологических факторов процесса активации на выход и свойства активных углей, получены образцы модифицированных древесных углей, изучены процессы сорбции катионов: Fe3+, Zn2+, Mn2+, Ca2+, Mg2+, и анионов: NO32-, SiO32- и выяснена эффективность применения модифицированных древесных углей в технологии водоподготовки. Под руководством автора изготовлена опытная установка для водоочистки с применением модифицированных древесных углей и проведены ее испытания. Автору принадлежат основные идеи опубликованных в соавторстве и использованных в диссертации работ.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Объем и структура работы
