Перспективы применения физической активации для очистки воды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Перспективы применения физической активации для очистки воды

Маматкулов Д.Д., Рахматов А.С.

СамГАСИ, Самарканд, Узбекистан

Абстракт

Исследование посвящено перспективам применения физической активации для очистки воды; вопросам интенсификации процесса подготовки воды, совершенствованию технологии и разработке новых эффективных методов очистки.

Ключевые слова: очистка воды, физическая активизация, обработка воды, коагулянты, экология, фильтры, осветители.

Abstract

MUNICIPAL SOLID WASTE - THE FEEDSTOCK FOR POLYMER COMPOSITE MATERIALS

1. The problem of recycling plastic waste is currently one of the major problems of industrial ecology. Variants of processing of this raw material are multiple. The most important objective of industrial ecology is retinue problems with solid waste (especially municipal), which will not only reduce the burden on the biosphere, but also to receive an additional source of cis-products (with recycling and waste processing) or energy. Reducing pollution of the environment can be achieved, including, by maximizing the production prostheses in waste so that the waste can be substance in circulation in Nature.

This general ecological point, expressed even by V. I. Vernadsky, should be the primary approach in solving waste management problems instead of their elimination (incineration, dumping). Naturally, such an approach should be put in the basis of solving the problem of solid waste.

Currently, virtually no qualified plastic waste. Such a "frivolous" attitude to the waste associated with the lack of modem technologies for their processing can not ever for two main reasons. First, world stocks resources, minerals and energy sources are limited - they run out. Secondly, the nature suffers.

Mining damage the environment, and the use of these RESURSS their products pollute the air and water pollution, this cycle continues, and ultimately the vast majority of manufactured products emit.

In the world Lull realize that the system of mass production, mass consumption and mass waste disposal (disposal) should be changed.

2. The positive shifts in solving the problem. Positive developments in relation to MSW started to happen from the beginning of 90s., For certain types of waste processing of the individual components has become quite a profitable business has become of some interest for the financial-industrial groups.

Relevance processing polymer, in particular polyethylene terephthalate waste ion packaging (bottles, beverage bottles, oils, etc.) in polymer composite materials for various purposes dictated

Global market forecasts to 2100. The main components of this forecast are: the dynamics of population growth, the ratio of production and consumption, the environment.

According to UN estimates, at least in the first half of the XXI century, stopping population growth is not expected. Population by 2100 at scenario is estimated as 10-12 billion.

Введение

В последние десятилетия стало очевидным, что существующие и построенные по типовым проектам водоочистные сооружения не обеспечивают высокое качество очищенной воды. Поэтому особое внимание должно быть уделено интенсификации процесса подготовки воды, совершенствованию технологии и разработке новых эффективных методов очистки. В то же время желательно, чтобы они имели минимальные капитальные и эксплуатационные затраты. Среди таких методов всё большее значение приобретают физические (безреагентные) методы, заключающиеся в воздействии на водную систему внешних полей (магнитных, электрических, ультразвуковых и др.).

Довольно часто данные воздействие принято объединять термином «физическая активация воды» и просто «активация» с указанием конкретного физического фактора. Главное их преимущество заключается в том, что эти методы позволяют избежать распространенного в настоящее время явления образования вторичных загрязнений, т.е. они экологически безопасны. Кроме того они способны повысить эффективность и глубину очистки воды на различных сооружениях систем промышленного и хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Особенностью технологических схем очистных сооружений городского водопровода является наличие двухступенчатой схемы: предварительная обработка воды коагулянтами и флокулянтами, осаждение в горизонтальных отстойниках или осветлителях и фильтрование через зернистую загрузку скорых фильтров [1]. Рассмотрим подробнее возможность применения физической активации воды на различных стадиях очистки данной классической схемы.

При этом следует заметить, что в качестве примеров будем использовать и перечислять не все возможные физические воздействия, а лишь некоторые из них, закономерно считая, что оставшиеся без упоминания факторы вызывают во многом сходные изменения технологических процессов очистки.

Первичная (предварительная) очистка

В настоящее время на этой стадии используют вращающиеся сетки, микрофилыры и барабанные сетки, которые устанавливаются либо непосредственно на водозаборах, либо на станциях очистки воды перед смесителями или контактными осветлителями. Применяемые сооружения сложны в эксплуатации, часто не дают требуемой степени очистки от механических примесей и фитопланктона, могут способствовать снижению производительности станций очистки воды. Указанные недостатки могут быть преодолены при реализации на данном этапе процессов физической активации. Полное удаление фитопланктона при проведении предварительной очистки воды играет немаловажную роль, так как он нарушает работу отстойников и осветлителей

Грубая очистка от взвеси

На этой стадии используют отстойники и осветлители со взвешенным осадком различного конструктивного использования. Они являются малоэффективными и неустойчивыми в работе сооружениями, требующими значительных затрат на их строительство и эксплуатацию. Повышение эффекта грубой очистки можно достичь при помощи физических воздействий. Например, известны производственные испытания по применению магнитной активации воды при её очистке в осветлителях со взвешенным осадком, которое показали улучшение технологических показателей. Однако объём очищаемой воды зачастую весьма значителен, поэтому основным направлением использования физических воздействий является приготовление активированных растворов коагулянтов и флокулянтов.

Работы в данном направлении показывают, что в этом случае можно снизить расход реагентов, ускорить их растворение, уменьшить габариты сооружение реагентного хозяйства, повысить эффект очистки от мелкой взвеси, т.е. улучшить технологический процесс осветления воды в целом.

Тонкая очистка от взвеси

Завершающим этапом очистки воды от взвеси является фильтрование, которое чаще всего производится на скорых безнапорных фильтрах. Интенсификация этих сооружений физическими методами ведется в том же направлении, что и на предыдущем этапе очистки. При введении перед фильтрами активированных растворов коагулянтов и флокулянтов наблюдается увеличение продолжительности фильтра цикла на 30-45%.

Обеззараживание

Как правило в качестве обеззараживающих агентов используют хлор или его соединения. Среди существенных недостатков хлорирования специалистами всегда отмечается образование высокотоксичных для человека веществ, пониженная эффективность в удалении спорообразующих кишечных бактерий и вирусов.

Это делает необходимым использование других методов, в частности, физических. Так экспериментальные исследования доказали, что гидродинамическая кавитация обладает высоким бактерицидным эффектом и требует меньших затрат по сравнению с хлорированием и УФ-облучением.

Кроме того, как показывают последние работы гигиенистов, возможно успешное сочетание физических воздействий с хлорированием. Например, хлорированная питьевая вода после обработки по кавитационной технологии не обнаруживает мутагенного эффекта.

Индивидуальная доочистка

Чаще всего данный этап очистки связан с необходимостью удаления из воды остаточного свободного хлора и хлорорганических соединений, образующихся при её обеззараживании. Кроме того, практически повсеместный износ водопроводных сетей приводит к вторичному загрязнению воды при их транспортировке до конечного потребителя. Поэтому население часто самостоятельно производит доочистку водопроводной воды.

Одним из самых распространенных способов является доочистка с помощью индивидуальных бытовых устройств. Большинство из этих аппаратов представляют собой фильтры, заполненные активированным углём, ионообменными смолами или дроблёнными минералами. Их существенным недостатком (за исключением фильтров с «посеребренным» углём) является подверженностью микробиологическому обрастанию, интенсивность которого возрастает в процессе адсорбции органических примесей и после длительных перерывов в работе.

Следует отметить, что и применение серебра в бытовых фильтрах часто не спасает положения, так как приводит к его вымыванию из устройств и попаданию в организм в избыточном количестве. Помимо адсорбционных технологий, в бытовых водоочистных установках могут использоваться мембранные методы очистки, среди недостатков которых следует указать на низкую степень извлечения органических примесей.

Преимущества физической активации перед двумя рассмотренными способами опишем на примере вымораживания или перекристаллизации. Давно известно, что получаемая в результате этого процесса талая вода обладает особой чистотой в бактериологическом и химическом плане. Так, в работе новосибирских учённых убедительно показано, что по сравнению с фильтрацией и даже дистилляцией метод перекристаллизации является более эффективным способом очистки воды от простейших альдегидов (побочных продуктов хлорирования), фенола и нитритионов. Вымораживание настоятельно рекомендуется ими для получения питьевой воды в домашних условиях [3].

Заключение

Таким образом, значительная часть технологических процессов по очистке природных и питьевых вод вполне может сочетаться с их физической активацией, а в некоторых случаях (например, при обеззараживании и бытовом водоснабжении) от традиционных методов можно полностью отказаться и заменить физическими (безреагентными).

Из приведённых выше примеров практического использования физических методов важно отметить некоторую их универсальность, гармоничное и удачное «вписывание» в классические схемы очистки. Существуют многочисленные основания полагать, что, несмотря на неполную завершенность технических и особенно научных разработок, физическая активация воды будет всё чаще использоваться на практике.

Список использованных источников и литературы

очистка воды физическая активация

1. Богословский В. Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха): Учебник для вузов. -2-е изд., перераб. И доп.- М.: Высш.школа, 1982,- 415 с.,ил.

2. Белова Е. М. Центральные системы кондиционирования воздуха в зданиях,- М.: Евроклимат,2003.-639 с.

3. ТТТилкин Н. В. Термоактивные системы отопления и охлаждения зданий. // АВОК. 2012. №5.

Размещено на Allbest.ru