Екологія і водопідготовка
Очищення стічних вод комунальних і промислових підприємств, у тому числі і радіоактивних
Проаналізувавши основні види забруднення води, класичні та сучасні методи її очищення та апробувавши їх на практиці, були розроблені ефективні алгоритми управління якістю води. Пріоритетним науковим напрямком при розробці технологій були фізичні, безреагентні способи впливу на забруднену воду, які мінімізують ймовірність синтезу нових сполук і не збільшують кількість одержуваних опадів.
В основу алгоритмів лягли методи:
- ■ інтенсивного окислення води озоном;
- ■ електроосмосу;
- ■ електроерозійної деструкції і коагуляції;
- ■ електрогідродинамічного впливу;
- ■ фільтрації на активованому ультрадисперсному вуглецево-волоконному сорбенті;
- ■ ініціювання ланцюгової реакції поділу вільних радикалів;
- ■ безконтактної електроактивації води;
- ■ радіолізу води;
- ■ імпульсної флотації і т.д.
Основними критеріями, що впливають на процеси наукових досліджень і проектування, були:
- Забезпечення ефекту синергізму при роботі обладнання;
- Енергетична економічність і глибина очистки води;
- Невимогливість до вхідних параметрів води;
- Проточний режим очищення;
- Компактність і автономність роботи обладнання;
- Низькі експлуатаційні витрати.
Розроблені концептуальні установки мають модульну конструкцію. Це дозволяє створити уніфікований модельний ряд обладнання, що тягне за собою зниження собівартості виробів.
Для перевірки технологій на практиці в якості експерименту були очищені:
– Морська вода Азовського моря до рівня норм СанПіН до питної води (протокол № 1);
Фото 1. Стан води Азовського моря в момент водозабору.
Протокол № 1.
– Стічні води тютюнової фабрики компанії ‘Imperial Tobacco Production Ukraine’ (Англія, Німеччина): концентрація шкідливих речовин знижена в 5 ÷ 150 разів. У 2005 році за результатами циклу проведених робіт був виграний європейський тендер на очистку стічних вод тютюнового виробництва;
– Підземний фільтрат полігону № 5 міського звалища твердих побутових відходів до рівня норм до стічних вод для скидання в каналізацію (фото 2, 3);
Фото 2. Фільтрат полігону № 5 міського звалища твердих побутових відходів до очищення.
Фото 3. Фільтрат полігону № 5 міського звалища твердих побутових відходів після очищення.
– Стічні води гальванічного виробництва радіотехнічного заводу: ступінь вилучення іонів важких металів із електроліту (іони Cu, Cr + 6, Al, Zn, Cd, Fe, Ni, Pb, Sn) склала 99,9% (протокол № 2);
Протокол № 2.
Результати очищення гальванічних стоків дослідного заводу Ленінградського науково-дослідного радіотехнічного інституту від іонів важких металів.
– Кислотні стоки ділянки збагачення продуктів синтезу алмазів (ІСМ НАНУ, ДП «Алкон-Діамант», м. Київ) – до санітарних норм для стічних вод до скидання в каналізацію (протокол № 3);
Протокол № 3.
– Каналізаційні стоки центрального колектора м. Києва були знезаражені у проточному режимі від рівня наявності кишкової палички 24 × 1011 бактерій / літр практично до 0, тобто в 2 трлн. 400 млрд. разів (протокол № 4);
Протокол № 4.
Протокол № 4 (продовження).
– Підземні шахтні води Донбасу – до рівня особливо чистої води для високотехнологічних виробництв (протокол № 5);
Протокол № 5.
Протокол № 5 (продовження).
– Гальванічні стоки заводу «Зоря-Машпроект» (м. Миколаїв) – до санітарних норм до стічних вод для скидання в каналізацію (протокол № 6);
Протокол № 6.
11.03.2011 р.
Хімічний аналіз води № 48
Звідки надійшов: очисні споруди «Зоря – Машпроект»
Дата надходження: 01.03.2011 р.
РЕЗУЛЬТАТИ АНАЛІЗУ: до очистки
| № з / п | Найменування визначення | Дані визначення | ГДК СанПіН № 383 та ДСТУ «Питна вода» | Примітка (перевищення над СанПіН) |
| 1. Колір | Яскраво жовтий | |||
| 2. Запах | Без запаху | |||
| 3. Прозорість | ||||
| 4. рН | 6,5 | 6,5 ÷ 8,5 | ||
| 5. Зважені речовини, мг / л | ||||
| 6. Сухий залишок, мг / л | ||||
| 7. БПК, мг / л | ||||
| 8. Окислюваність, мг / л | ||||
| 9. Хлориди, мг / л | 12277,363 | не більше 250,0 | ||
| 10. Сульфати, мг / л | 376,20 | не більше 250,0 | ||
| 11. Загальна жорсткість, мг-екв / л | ||||
| 12. Лужність, мг-екв / л | ||||
| 13. Нафтопродукти, мг / л | ||||
| 14. Хром загальний, мг / л | 100,750 | не більше 0,05 | ||
| 15. Хром (VI), мг / л | 88,660 | не більше 0,05 | ||
| 16. Хром (III), мг / л | 12,09 | не більше 0,05 | ||
| 17. Нікель, мг / л | 19,976 | не більше 0,1 | ||
| 18. Цинк, мг / л | 1,178 | не більше 5,0 | ||
| 19. Кадмій, мг / л | – | |||
| 20. Залізо, мг / л | 3,324 | не більше 0,3 | ||
| 21. Мідь, мг / л | 0,668 | не більше 1,0 |
Протокол № 6 (продовження).
07.04.2011 р.
Хімічний аналіз води № 75
Звідки надійшов: лабораторія НДІ «Екологія та альтернативна енергетика»
Дата надходження: 04.04.2011 р.
РЕЗУЛЬТАТИ АНАЛІЗУ: після очищення
| № з / п | Найменування визначення | Дані визначення | ГДК СанПіН № 383 та ДСТУ «Питна вода» | Примітка (перевищення над СанПіН) (кратність очищення) |
| 1. | Колір | Без кольору | ||
| 2. | Запах | Без запаху | ||
| 3. | Прозорість | |||
| 4. | рН | 6,0 | 6,5÷8,5 | |
| 5. | Зважені речовини, мг/л | |||
| 6. | Сухий залишок, мг/л | |||
| 7. | БПК, мг/л | |||
| 8. | Окислюваність, мг/л | |||
| 9. | Хлориди, мг/л | 7798,2 | не більше 250,0 | (1,574) |
| 10. | Сульфати, мг/л | 41,8 | не більше 250,0 | 5,981 (9) |
| 11. | Загальна жорсткість, мг-екв/л | |||
| 12. | Лужність, мг-екв/л | |||
| 13. | Нафтопродукти, мг/л | |||
| 14. | Хром загальний, мг/л | 0,026 | не більше 0,05 | 1,923 (3875) |
| 15. | Хром (VI), мг/л | 0,0198 | не більше 0,05 | 2,525 (4477,78) |
| 16. | Хром (III), мг/л | 0,0062 | не більше 0,05 | 8,065 (1950) |
| 17. | Нікель, мг/л | 0,068 | не більше 0,1 | 1,471 (293,76) |
| 18. | Цинк, мг/л | відсутній | не більше 5,0 | max |
| 19. | Кадмій, мг/л | — | ||
| 20. | Залізо, мг/л | 0,11 | не більше 0,3 | 2,727 (30,22) |
| 21. | Мідь, мг/л | відсутня | не більше 1,0 | max |
Висновок _________________________________________
При виборі технології очищення стічних вод необхідно визначити природу і ступінь їх забруднення, а також необхідну глибину очищення. Для кожного виду забруднень рекомендуються певні, найбільш ефективні в даному випадку, методи.
- Флотація зважених речовин і дегазація води.
Для видалення з води завислих часток була вдосконалена технологія класичної флотації. В основу нової технології покладено ефект пульсуючого стиснення води. На відміну від стандартної флотації, даний метод дозволяє за один прохід отримувати зі стічних вод усі механічні домішки з ефективністю до 90%, різко скоротивши при цьому виробничі площі, вартість і швидкість очищення води.
Продуктивність обладнання – до 20 м3 / год без подальшої доочистки.
Для вилучення з води розчинених у ній газів розроблена установка вакуумної дегазації без застосування вакуумних насосів. Проточна продуктивність одного модуля становить 100 м3 / год.
Дегазатори такого виду широко застосовуються в металургії для розкислення зворотної охолоджуючої води, в хімічній промисловості при проведенні абсорбційно-десорбційних процесів, в енергетиці – при підготовці живильної і підживлювальної води і т.д.
Фото 4. Лабораторна установка для флотації методом пульсуючого стиснення води.
Фото 5. Лабораторна установка дегазації води.
Очищення повітря від органічних забруднень
(дезодорація і придушення запахів)
Для вирішення проблеми нейтралізації шкідливих органічних викидів в атмосферу сірководню, аміаку і метану на Бортницькій станції аерації (БСА) був застосований ефективний метод їх придушення озоно-повітряною сумішшю, яка проводилася з навколишнього повітря на місці її використання. Інноваційні рішення, закладені в основу технології, у вересні і жовтні 2007 року і в листопаді 2011 року були перевірені фахівцями Інституту гігієни та медичної екології ім. А.Н. Марзєєва МОЗ України на першому грабельному відділенні Бортницької станції аерації (Протоколи 7, 8).
Відомо, що озон є найкращим окислювачем всіх органічних сполук, включаючи аерозольні фази. Він руйнує ароматичні молекули на вільні радикали і практично зі 100% ефективністю пригнічує запахи. Крім цього, озон є екологічно чистим реагентом. Після протікання реакції окислення надлишки озону протягом 30 ÷ 40 хвилин мимоволі розпадаються на молекули кисню.
Практична сторона проекту полягала в розробці технології та виготовленні діючої пілотної установки (фото 6, 7) для повної дезинфекції і нейтралізації шкідливих викидів в атмосферу на БСА у проточному режимі.
Фото 6, 7. Моменти збірки промислової установки продуктивністю 5 500 м3 / годину.
Протокол № 7.
Фото 8, 9, 10, 11, 12. Зовнішній вигляд готового контейнера.
Протокол № 8.
