Защита городской среды

Определяли коэффициенты распределения (Д) ионов Cu(II), Cd(II), Zn(II) и Hg(II) для волокон поли(акриламинофосфоновой) хелатной смолы. Найдено, что значения Д для определяемых ионов выше значений 10{3} при рН 5,0, а по своему сродству к смоле металлы располагаются в ряд: Hg(II)>Cu(II)>Zn(II)>Cd(II). При низких значениях рН (2,0) значение Д для Hg(II) выше, чем для всех остальных ионов и достигает >10{3}. Адсорбция Hg(II) и Cd(II) на названной смоле соответствует изотерме адсорбции Лэнгмюра. Для десорбции ионов использовали азотную и соляную кислоты. Результаты исследований показали, что для десорбции Cu(II), Cd(II) и Zn(II) нужно использовать соляную кислоту, а для десорбции Hg(II) азотную кислоту.

Указывается, что при окраске текстиля применяются как природные, так и синтетические красители, отличающиеся весьма высокой устойчивостью и практически не поддающиеся биоразложению. Приводится ряд методов обработки окрашенных СВ, в том числе путем сорбции на акт. угле, однако отмечается высокая затратность данной технологии, сложность регенерации сорбента и т. д. Сообщается о разработке электрохимического метода деструкции красящих соединений, при этом обработка СВ производится в электролизере, на ПВ электродов которого наносятся специальные каталитические материалы. Характеристики не приводятся.

Исследования по сорбции меди и цинка проводились на катионитах КУ-2Х8; КУ-23; КБ-2; КБ-4 и на амфолитах АНКБ-7 и АНКБ-10. Исследования по сорбции серебра из отработанных фиксажных растворов проводились на анионитах АВ-17; АВ-18; АН-2Ф; ЭДЭ-10Н. Показано, что для сорбции меди из технологических растворов и шахтных вод и наиболее подходящими являются амфолиты АНКБ-7, АНКБ-10 и катионит КУ-2Х8, для сорбции цинка – карбоксильный катионит КБ-4. Для сорбционного извлечения серебра из отработанных фиксажных растворов наилучшим является высокоосновной анионит АВ-17. Изучено влияние предварительного сорбционного извлечения меди и цинка из шахтных вод на качество нейтрализованных стоков. Показано, что предварительное извлечение меди и цинка улучшает нейтрализованные сточные воды, так как в процессе сорбции меди и цинка на катионитах в водородной форме вместо указанных выше катионов металлов в раствор переходит эквивалентное количество ионов водорода, которые в процессе нейтрализации дают молекулы воды.

Авторы рассматривают различные варианты использования ультразвука (УЗ) при облучении им водных сред. Одним из эффектов при этом является деструкция различных соединений и включений, что делает перспективным применение метода для разрушения устойчивых компонентов, входящих в состав СВ. Одним из объяснений механизма является то, что при воздействии УЗ на жидкость образуются микроочаги кавитации, в которых и происходит разрыв межмолекулярных связей и др. Для увеличения эффективности метода предлагается одновременно с воздействием УЗ-излучения применять также катализаторы, например, на базе диоксида титана или кобальта, и окислители, в том числе перекись водорода.

Схематически описана трехуровневая установка по очистке воды с использованием на каждом уровне растительного тростника с вертикальной или горизонтальной перколяцией. Показаны возможности варьирования производительности и стоимости установок.

Каталитическое окисление водных стоков проводят в трехфазном реакторе, состоящем из двух сообщающихся отделений. Суспензия катализатора (например, оксид переходного металла на минеральном носителе с размером частиц 100-300 мкм) циркулирует между двумя отделениями реактора под действием потока газоносителя (например, воздуха или кислорода), вводимого в одно из отделений. В другое отделение вводится газ-окислитель (например, озон, разбавленный воздухом или кислородом до 1-16% по массе).

В лабораторных условиях разработана установка, позволяющая значительно снизить концентрацию нефти и нефтепродуктов, эмульгированных в воде, фенолов и ПАВ в сточных водах. Установка представляет собой емкость, заполненную углеродными нанотрубками [патент РФ 2108966] и снабженную перемешивающим устройством. Процесс очистки осуществляется периодически следующим образом. Сильнозагрязненная вода подается в емкость для очистки воды и находится в ней при следующих гидродинамических условиях: время контакта 30 мин, интенсивное перемешивание со скоростью 180 об/мин. По окончании перемешивания вода удаляется из емкости и может использоваться для различных нужд. Результаты экспериментов показали снижение концентрации за один цикл: по нефтепродуктам – с 2000 до 9 мг/л, фенолам – с 1000 до 48 мг/л, АПАВ – с 2000 до 0.0925 мг/л и НПАВ – с 2000 до 0.6150 мг/л. Полученные результаты в процентном соотношении составляют 99.55, 95.20, 99.999 и 99.97 соответственно.

Исследования показали высокую эффективность и стабильность процесса по доочистке стоков. Применение ионообменных волокнистых углематериалов на основе вискозного волокна улучшает степень очистки (по сравнению с углематериалом на основе полиакрилонитрильного волокна) по нефтепродуктам на 3% и синтетическим поверхностно-активным веществам на 2%. В результате чего степень очистки по нефтепродуктам достигает 97%, а по синтетическим поверхностно-активным веществам – 99,9%. Полученные данные свидетельствуют о перспективности дальнейших исследований по использованию углеродных волокон в качестве наполнителя для ионообменных материалов.

Представлено несколько вариантов конструкций установки для очистки небольших расходов СВ, в частности, в одном из вариантов диаметр модуля составлял 200-270 см при общей высоте 200 см. Объем модуля коаксиальными перегородками делится на ряд функциональных зон, например, это могут быть зоны первичного и вторичного отстаивания, аэрирования и т. д. Предусмотрен вариант, когда в центральной цилиндрической зоне размещается загрузка для иммобилизации биопленки, под загрузкой устанавливается пневмоаэратор, а вторичный отстойник находится во внешней кольцевой зоне. Предложенный подход обеспечивает гибкость при выборе оптимальной схемы обработки СВ.

ЗАО “Уралставан-Инжиниринг” и Государственный научный центр “Уральский институт металлов” совместно с МП “Водоканал” г. Екатеринбурга разработали, и успешно испытали в лабораторных и опытно-промышленных условиях на Южных очистных сооружениях г. Екатеринбурга трубчатые мелкопузырчатые аэраторы изготовленные по новой технологии. Результаты испытаний показали, что аэраторы, не уступают по характеристикам современным, передовым образцам. При этом они имеют ряд преимуществ: наибольший диапазон воздушных барботонажных режимов; меньшая почти вдвое стоимость; более жесткий трубный каркас; более жесткая внешняя поверхность; втрое большая рабочая длина. Перечисленные достоинства позволяют проектировать менее энергоемкие системы аэрации, существенно сокращать расходы на приобретение мелкопузырчатых аэраторов, выполнять монтаж с меньшими трудозатратами и лучшего качества.