Введение к работе
Актуальность. В последние годы наблюдается падение рентабельности сельскохозяйственного производства и сокращение мелиорированных земель. В 1996 г. их в России насчитывалось 9,7 млн. га, из них 5 млн. га орошаемых и 4,7 млн. га осушенных. Однако при этом сохраняется тенденция роста земель с неблагоприятной мелиоративной обстановкой. Из-за высокого уровня грунтовых вод, засоления почв и недопустимых сроков отвода поверхностных вод в неудовлетворительном состоянии по данным Государственного доклада «О состоянии окружающей природной среды России 1996 г.» находится 723,4 тыс. га орошаемых и 921,5 тыс. га осушенных земель. Это приводит к ухудшению экологической обстановки на мелиорированных землях. Особую опасность представляет загрязнение поверхностных и подземных вод путем сброса загрязненных вод сельским хозяйством. Так в 1996 г. объектами сельского хозяйства было использовано 14,6 млрд. м. куб. свежей воды, а объем сброса в поверхностные водоисточники превысил 2,5 млрд. м. куб., т.е. 17%. Значительную долю в этих сбросах составляют коллекторно-дренажные воды. Задачей первостепенной важности является рациональное использование коллек-торно-дренажного стока в качестве дополнительного водного ресурса как в неизменном виде, так и после соответствующей водоподготовки.
Анализ ирригационного водоотведения в России показал, что преобладающая минерализация коллекторно-дренажных вод составляет 2-3 г/л, однако, помимо растворенных солей, в дренажных водах присутствуют биогены, остатки пестицидов, тяжелые металлы. Сброс дренажных вод за пределы системы вызывает увеличение минерализации воды в реках и озерах, засоление и загрязнение почв. Поэтому очистка дренажно-сбросных вод, а также максимально возможное их использование на орошение и для других хозяйственных целей является актуальной задачей и имеет большое практическое значение.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является разработка малоэнерго- и материалоемких'технологий и технических средств для внутрисистемной очистки дренажно-сбросных вод с использованием природных сорбентов.
Для реализации указанной цели были поставлены и решены следующие задачи: -оценка возможности применения природных сорбентов и нового сорбентме-лиоранта СОРБЭКС для очистки дренажно-сбросных вод; -анализ процесса сорбции загрязняющих веществ новым сорбентмелиорантом СОРБЭКС; - разработка техни-
ческих средств для локальной очистки дренажно-сбросных вод на гидромелиоративной системе; -разработка технологической схемы внутрисистемного улучшения качества дренажно-сбросных вод.
Методика исследований. В лаборатории по известным методикам были изу
чены основные свойства природных сорбентов и обоснован компонентный
состав нового сорбентмелиоранта для очистки воды. На основе теоретических и
лабораторных экспериментов исследован механизм действия сорбентмелиоранта и
его составных частей, а также оценена эффективность его использования для очи
стки воды от пестицидов, тяжелых металлов и других загрязнителей. Результаты
экспериментальных исследований основываются на многократности измерения па
раметров и использования для получения результатов новейших методов опреде
ления химических элементов.
Научная новизна и основные положения, выносимые на защиту. На основе теоретического изучения сорбционных процессов и проведения лабораторных экспериментов исследован механизм действия основных природных сорбентов, в том числе и нового сорбентмелиоранта СОРБЭКС при очистке коллекторно-дренажных и других стоков. Впервые доказана перспективность использования СОРБЭКСа для очистки воды от тяжелых металлов и пестицидов. Разработана новая технология и технические средства для локальной очистки, позволяющие достичь нормативного уровня очистки дренажно-сбросных вод и обеспечить возможность их повторного использования.
Личный вклад автора заключается в изучении кинетики и динамики сорбции тяжелых металлов различными сорбентами, проведении лабораторных исследований по очистке сточных вод в том числе и дренажных гранулированными сорбентами, разработке и обоснованию технических решений по локальной очистке дренажных вод и технологических схем внутрисистемного улучшения качества дренажно-сбросных вод.
Практическая значимость состоит в устройстве на дренажных системах разработанных локальных очистных сооружений с применением природных сорбентов, что в свою очередь позволит повторно использовать очищенные дренажно-сбросные воды на орошение, ослабить нагрузку на водные объекты, тем самым оздоровить экологическую обстановку в регионе.
Локальное очистное сооружение с СОРБЭКСом может быть также использовано для очистки коммунально-бытовых стоков отдельных коттеджей или са-
довых товариществ, для установки на автономных автомойках, а также для доочистки городских поверхностных стоков. Основным преимуществом локальных очистных сооружений является относительная дешевизна и достаточная степень очистки.
Апробация работы. Материалы исследований обсуждались на секциях Ученого Совета ВНИИГиМ в 1996-1998 годах, были доложены на научно-технической конференции в МГУП в 1997 г. Сорбентмелиорант «СОРБЭКС», локальное очистное сооружение и технология внутрисистемного улучшения качества дренажного стока экспонировались на ВВЦ и были отмечены медалями.
Апробацию рекомендованных сорбентов проводились на объектах коммунального строительства и очистных сооружениях городских поверхностных стоков г. Москвы. Внедрение осуществлено на объектах «Новоалександровка», «Ольховка», «Новоалексеевское».
Публикация. По теме диссертации опубликовано 6 работ.
Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и предложений, списка использованной литературы из 117 наименований; изложена на 131 странице машинописного текста, включая 16 рисунков, 26 таблиц.
