Заключение должно содержать краткие выводы по результатам выполненной работы, оценку полноты решения поставленных задач, рекомендации по конкретному использованию результатов работы, её экономическую, научную, социальную значимость. Заголовок «Заключение» пишут с абзаца прописными буквами.
§ 9. Список использованных источников
Заголовок «Список использованных источников» записывают симметрично тексту прописными буквами. В список включают все источники, на которые имеются ссылки в ТД. Источники в списке нумеруют в порядке их упоминания в тексте ТД арабскими цифрами без точки. Сведения об источниках приводят в соответствии с требованиями ГОСТ 7.1.
§ 10. Содержание
Слово «Содержание» записывают в виде заголовка, симметрично тексту, прописными буквами. В Содержании перечисляют заголовки разделов, подразделов, список литературы, каждое приложение ТД и указывают номера листов (страниц), на которых они начинаются. В конце содержания перечисляют графический материал, представляемый к публичной защите, с указанием: «На отдельных листах».
Приложение 1. Методы улучшения органолептических свойств воды: уменьшения мутности, цветности воды (безреагентные методы - фильтрование через фильтр, через активированный уголь; реагентные методы – коллоидообразование, формула дозы коагулянта).
Приложение 2. Методы использования Н-, Na – катионирования воды.
Приложение 3. Метод использования Н-катионирования и
ОН- анионирования воды.
Приложение 1.
Методы улучшения органолептических свойств воды
Осветление, обесцвечивание, дезодорация воды - эти методы улучшают органолептические свойства воды
| Взвешенные вещества | Размер частиц, мм | Гидравлическая крупность, мм/сек | Время оседания частиц на глубину 1 м |
| Коллоидные частицы | 2*10-4 - 1*10-6 | 7*10-6 | 4 года |
| Тонкая глина | 1*10-3 - 5*10-4 | 7*10-4 – 17*10-5 | 0,5 - 2 месяца |
| Глина | 27*10-4 | 5*10-3 | 2 суток |
| Мелкий ил | 1*10-2 - 5*10-3 | 7*10-2 – 17*10-3 | 4 – 18 час. |
| Ил | 5*10 - 27*10 | 1,7 – 0,5 | 10 - 30 мин. |
| Мелкий песок | 0,1 | 7 | 2,5 мин. |
| Песок средний | 0,5 | 50 | 26 сек. |
| Песок крупный | 1 | 100 | 10 сек. |
| Размеры компонентов системы, мм | Дисперсность системы |
| 10-1 – 10-3 | Суспензии, эмульсии |
| 10-4 – 10-6 | Коллоиды |
| 10-7 – 10-8 | Молекулы |
| 10-9 | Ионы |
Извлечение крупно-дисперсных частиц из воды осуществляется методами:
4. отстаиванием;
5. центрифугированием (например, в гидроциклотронах) с последующим фильтрованием на скорых фильтрах;
6. фильтрованием через слой ранее образовавшегося осадка, через слой зернистого фильтрующего материала, через фильтрующий порошок на намывных фильтрах, через сетки – микрофильтров, фильтрованием на барабанных ситах, через акустические фильтры, через пористые перегородки; в лабораторных условиях фильтрованием через бумажные фильтры.
Реагенты используют для интенсификации процесса осаждения. При этом добавляют реагенты: коагулянты, флокулянты.
Коагуляцией примесей воды называется процесс укрупнения частиц, происходящий в результате взаимного слипания под действием сил молекулярного притяжения.
Коллоидные и тонко дисперсные примеси воды обладают определенной агрегативной устойчивостью, которая обусловлена наличием либо гидратной оболочки, либо наличием двойного электрического слоя.
Диспергированные часицы могут быть либо гидрофильными (притягивают к себе воду), либо гидрофобными (отталкивают от себя воду). Например, органические вещества, имеющие на своей поверхности растворимые в воде группы ОН, СООН, являются гидрофильными.
Коллоидный раствор состоит из дисперсной фазы и дисперсионной среды. Дисперсная фаза образована мицеллами.
Строение мицеллы
Пример 1. Строение мицеллы, образованной гидроокисью алюминия. Растворяясь в воде, сульфат алюминия образует малорастворимую гидроокись алюминия:
Al2(SO4)3 + 6 Н2О = 2 Al (OH)3 ¯ + 3 H2SO4 .
Это же уравнение в ионном виде:
2 Al3+ + 3 SO42- + 6 H+ + 6 OH- = 2Al (OH)3 ¯ + 6 H+ + 3 SO42-.
Формула мицеллы Al(OH3)
{m Al(OH)3 *2n Al3+ *3(n – x) SO42- }6х+*3x SO42- , где
m Al(OH)3 – ядро мицеллы;
2n - число адсорбированных одним слоем ионов Al3+, называемых потенциал определяющими ионами;
3(n – x) SO42- - число притянувшихся вторым слоем ионов SO42-, называемых противоионами;
3x - число оттолкнувшихся за счёт сил отталкивания ионов SO42-, находящихся в диффузном слое;
{m Al(OH)3 *2п Al3+ *3(n – x) SO42- }6х+ - коллоидная частица с ядром m Al(OH)3 положительно заряжена, её заряд (6х+).
В целом мицелла по заряду электронейтральна. Мицелла состоит из коллоидной частицы и ионов, находящихся в диффузном слое. Коллоидная частица в свою очередь состоит из ядра, потенциал определяющих ионов и противоионов.
Словесное описание строения мицеллы: m молекул Al(OH)3 образуют ядро мицеллы, в котором m может иметь величину 100 ¸ 1000. Поверхность ядра способна адсорбировать ионы, растворенные в воде. Песков и Фаянс установили правило адсорбции на поверхности ядра мицеллы растворенных в воде ионов.
Правило Пескова – Фаянса: на поверхности ядра мицеллы адсорбируются те ионы, которые входят в состав ядра.
В нашем случае на поверхности ядра (m Al (OH)3) адсорбируются
2n ионов Al3+, слоем толщиной в ионный радиус алюминия.
За счёт электростатических сил к адсорбированным ионам притягиваются ионы SO42-, толщина слоя в ионный радиус сульфат - иона, а именно,
3 (n – x) ионов SO42- - число притянувшихся противоионов, от которых за счёт сил отталкивания оттолкнутся 3х ионов SO42, компенсируя заряд частицы и создавая диффузный слой мицеллы.
Пример 2. Строение мицеллы, образованной гидроокисью железа. Растворяясь в воде, хлорид железа образует малорастворимую гидроокись железа:
Fe Cl3 + 3 H2O ® Fe(OH)3 ¯ + 3 HCl
Формула мицеллы с ядром m Fe(OH)3 .
{m Fe(OH)3 * n Fe3+ *3(n – x)Cl-}3x+ * 3xCl-
Пример 3. Строение мицеллы, образованной двуокисью кремния. Взаимодействуя с водой двуокись кремния образует кремниевую кислоту, которая диссоциирует на SiO32- и 2 H+.
SiO2 + H2O ® H2SiO3; H2SiO3 ® SiO32- + 2 H+
Формула мицеллы с ядром m SiO2 .
{ mSiO2 * nSiO32- * 2 (n-x) H+}2x- * 2x H+
Hаличие одноименного заряда у коллоидных частиц воды является важным фактором: оно делает систему устойчивой. Например, отрицательно заряженные коллоидные частицы отталкиваются друг от друга, поэтому коллоидная система устойчива. Со временем под собственной силой тяжести коллоидные частицы оседают.
Чтобы быстро и полностью систему разрушить (чтобы коллоидные частицы слиплись, укрупнились и выпали в осадок), необходимо добавить коллоидные частицы противоположного знака. Взаимная коагуляция – к золю одного знака заряда добавляется золь другого знака заряда. Скрытая коагуляция – незаметная. Явная коагуляция – заметная.
Удаление адсорбированной воды с поверхности коллоида (дегидротация) так же способствует процессу коагуляции. Достигается дегидротация увеличением температуры.
Добавление электролитов в очищаемую воду сжимает диффузный слой коллоидных частиц, что способствует коагуляции. Чем выше заряд коагулирующего иона электролита, тем сильнее его коагулирующая способность. То наименьшее количество электролита, которое вызывает явную коагуляцию, называется порогом коагуляции.
Пример 4. Коагуляция примесей в гидрокарбонатной воде при добавлении Al2(SO4)3.
Сульфат алюминия в воде диссоциирует на ионы алюминия и сульфат – ионы:
Al2(SO4)3 ® 2 Al3+ + 3 SO42-.