Введение к работе
JI<Э &
Актуальность темы. Актуальность проблемы удаления синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) из сточных вод с каждым годом растет в связи с постоянным удорожанием воды как производственного ресурса, значительными объемами водопотребления и разнообразием технологических процессов, предполагающих использование веществ данного класса.
Обзор литературы показывает, что, несмотря на обилие различных методов, проблема подбора оптимального и эффективного способа очистки сточных вод предприятий сферы услуг, большинства водоемких производств легкой промышленности, а также производственных процессов, включающих СПАВ в качестве смачивателей, эмульгаторов и стабилизаторов, остается нерешенной. Кроме того, в условиях практически полного прекращения отечественного производства СПАВ и низких цен на устаревшую импортную продукцию, можно ожидать, что в ближайшее время сохраниться тенденция использования биологически не разлагаемых препаратов.
Сегодня для удаления СПАВ приходится применять целую цепочку технологических приемов, включающих различные физико-химические методы очистки, каждый из которых имеет ряд недостатков и ограничений, выявляющих необходимость использования дополнительных стимулирующих воздействий. Широкое распространение в системах водоочистки СПАВ-содержащих сточных вод получил метод электро-флотокоагуляции, который обладает значительными возможностями для интенсификации, т.к. сочетает в себе несколько физико-химических процессов - электролиз, коагуляцию и флотацию загрязнений.
В настоящее время резко возрос интерес к использованию в процессах очистки сточных вод и подготовки питьевой воды дополнительных стимулирующих воздействий, таких как озонирование, ультрафиолетовое излучение, ультразвуковая обработка, наложение электрических и магнитных полей. Из перечисленных методов по комплексности и экологической безопасности оказываемого воздействия особого внимания заслуживают ультразвуковые колебания, наложение которых вызывает изменение свойства среды, относительных скоростей движения фаз, инициирует дополнительные флотационные и коагуляционные эффекты, активизирует тепло- и массообменные процессы.
В диссертационной работе предложено и исследовано совместное применение электрокоагуляции и ультразвукового воздействия для очистки сточных вод от СПАВ.
Цель работы: совершенствование технологии очистки сточных вод СПАВ на основе совместного использования электрофлотокоагуляционной и ультразвуковой обработки.
Задачи исследования:
-
Анализ существующих методов удаления СПАВ из сточных вод.
-
Обоснование применения ультразвука для интенсификации электрофлотокоа-гуляционных процессов.
-
Теоретическое и экспериментальное исследование влияния параметров ультразвуковой электрокоагуляционной обработки на интенсивность флотационных, коагу-ляционных и электрохимических процессов, эффййИВТгогтъ-удаления СПАВ, характерные показатели осадка и флотоконденсата. / 6 иб л і п"ЛЛ ^ " *
-
Построение математических зависимостей, описывающих процесс ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод от СПАВ.
-
Оценка эффективности предложенного способа очистки СПАВ-содержащих сточных вод и аппарата для его осуществления в реальных условиях.
Научная новизна работы: Разработан и исследован способ очистки сточных вод от СПАВ посредством электрофлотокоагуляции в ультразвуковом поле и аппарат для его осуществления. Установлен характер влияния параметров ультразвуковой элек-трофлотокоагуляционной обработки на скорость электрохимического растворения металла, размер пузырьков водорода, средний диаметр частиц коагулянта, эффективность удаления СПАВ, кратность пеноконденсата, гидравлическую крупность осадка.
Практическая значимость: Разработана инженерная методика расчета аппарата для ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод от СПАВ. Предложена новая технологическая схема установки для очистки и обеззараживания СПАВ-содержащих сточных вод.
Защищаемые положения:
Способ очистки сточных вод от СПАВ посредством электрофлотокоагуляции в ультразвуковом поле и устройство для его осуществления;
Система регрессионных уравнений, описывающих влияния параметров ультразвуковой электрокоагуляционной обработки на интенсивность флотационных, коагу-ляционных и электрохимических процессов, эффективность удаления СПАВ, характерные показатели осадка и флотоконденсата;
Инженерная методика расчета аппарата для ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод от СПАВ;
Технологическая схема установки для очистки и обеззараживания СПАВ-содержащих сточных вод;
Результаты экспериментальных исследований эффективности ультразвуковой электрокоагуляционной очистки СПАВ-содержащих сточных вод в реальных условиях (на примере очистки сточных вод фабрики-прачечной ЗАО «АЯКС» г. Москва).
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Международной конференции «Инженерная защита окружающей среды» (г. Москва, 2002 г.), Научно-практической конференции «Внедрение природоохранных технологий и оборудования в коммунальное хозяйство» (Москва, 2003 г.), Круглом столе РАН «Экология города» (Москва, 2004 г.), III и IV Международном конгрессе по управлению отходами «ВЭИСТТЕК» (г. Москва, 2003-2005 г.), И, IV, V и VI Научно-практической конференции «Московская наука - проблемы и перспективы» (г. Москва, 2002-2005 г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 статей и тезисов докладов, подано 3 заявки на выдачу патентов РФ на изобретения.
Объем работы. Диссертационная работа объемом 149 страниц машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы из 208 источников, иллюстрирована 44 рисунками, 15 таблицами.
