Введение к работе
Актуальное темы. Современное развитие промышленности, сельского хозяйства, повышение качества жизни населения связано с необходимостью использования чистых вод и последующего сброса в водные объекты очищенных до соответствующего качества сточных вод. Антропогенное воздействие на водные объекты настолько высоко, что механизм самоочищения водоемов становится малоэффективным, большое количество водотоков относится к загрязненным и чрезвычайно загрязненным. Особую тревогу вызывают горнообогатительные комбинаты, в результате многолетней деятельности которых поверхностные водные объекты загрязнены тяжелыми металлами и сульфатами, а также нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие предприятия, загрязняющие поверхностные и подземные водные объекты нефтепродуктами, бенз(а)пиреном, сероводородом и продуктами его трансформации, тяжелыми металлами, минеральными веществами и другими многочисленными загрязняющими веществами.
С другой стороны, загрязненные водные объекты являются источниками водоснабжения, из которых необходимо получить воду нормативного качества для обеспечения нужд населенных пунктов, промышленных предприятий и других объектов народного хозяйства.
Решение этих проблем связано с совершенствованием известных методов очистки природных и сточных вод и поисков новых технических решений, которые позволят уменьшить антропогенную нагрузку на водные объекты, вовлечь в водооборот некондиционные воды, обеспечить экологическую безопасность потребителей воды и повысить уровень ЖИЗНИ населения в частії обеспечения высококачественной питьевой водой.
Цель работы. Разработка технологии, обеспечивающей эффективную очистку природных и сточных вод за счет совершенствования электрохимических методов.
Для достижения поставленной цели необходимо решите следующие задачи:
- определить возможность интенсификации метода электрофлотации;
- расширить область применения метода элсктрофлотации;
- разработать методику расчета электрохимических фильтров;
- определить направление совершенствования метода электрохимического фильтрования и область его применения; - применить электрохимические методы для очистки нефтесодержащих вод;
- разработать метод безреагентного умягчения природных и сточных вод. Научная новизна
1 Разработан способ электрофлотации, при котором водород используется в качестве флотирующего агента, кислород - в качестве окислителя, который в присутствии катализатора очищает воду от растворенных органических веществ. Впервые показана возможность утилизации отработанного водорода и кислорода в топливном элементе, вырабатывающем электроэнергию.
2 Впервые определено значение скорости барботажа воды газообразньм кислородом. Установлено, что скорость барботажа линейно зависит от плотности тока и не зависит от концентрации электролита.
3 Впервые реализован метод, названный электрохимической флотацией, основанный на электролизе воды за счет внутренней энергии, вырабатываемой графито-магниевым источником тока.
4 Разработана теория электрохимического фильтрования. Установлена зависимость мощности электрохимического источника тока от концентрации раствора и межэлектродного расстояния.
5 Разработан способ безреагентного умягчения природных вод фильтрованием в электрическом поле последовательно расположенных электрохимических источников тока. Установлено, что предварительное фильтрование воды в магнитном поле увеличивает эффект умягчения воды.
Практическая значимость
Разработана технологическая схема подготовки нефтепромысловых вод для использования в системе поддержания пластового давления нефтяных месторождений.
Разработана и внедрена технологическая схема очистки льяльных вод судов речного флота, включающая электрохимический филер в качестве блока доочистки.
Разработана и внедрена технология очистки хозбытовых вод физико-химическими методами, включающая электрохимическую обработку воды электролизером и плазмохимическим фильтром.
Разработана и внедрена технология очистки промливневых вод предприятий цветной металлургии с использованием электрохимических фильтров.
