Экология и загрязнение воды

7. Технологический процесс очистки воды "ИЗУМРУД" 

В корпусе установки "Изумруд М" размещены: диафрагменный  электрохимический реактор РПЭ-1, каталитический реактор, вихревая  реакционная камера, источник питания и система автоматического  включения и отключения установки. Реактор РПЭ-1, основной частью  которого является проточный электролитический модульный элемент  ПЭМ, является миниатюрным экономичным высокопроизводительным  электрохимическим устройством, работающим в проточном режиме.  Гарантийный ресурс непрерывной работы реактора РПЭ-1 в установке  составляет 30000 часов. Реактор РПЭ-1 является основной частью  установки и запатентован в России, Великобритании, США, Германии и  Японии. Анод элемента ПЭМ в реакторе установки изготовлен из титана со  специальным покрытием, в состав которого входят иридий, платина,  рутений. Титановый катод имеет повышенную каталитическую активность  за счет специальной обработки поверхности. Ультрафильтрационная  керамическая диафрагма из оксидов циркония, иттрия и алюминия  находится между анодом и катодом элемента ПЭМ и не допускает  смешивания воды в анодной и катодной камерах. В то же время  диафрагма обеспечивает беспрепятственную миграцию ионов в  электрическом поле между анодом и катодом. Каждый микрообъем воды,  протекающей в камерах реактора РПЭ-1, соприкасается с поверхностью  электрода и подвергается интенсивному воздействию электрического  поля в двойном электрическом слое (ДЭС), образованном зарядами на  электроде и противоионами в воде. Это гарантирует высокое качество  очистки воды. Кроме того, под влиянием электрического поля ДЭС  структурная сетка водородных связей разрыхляется, молекулы воды  обретают дополнительные степени свободы, что облегчает усвоение  такой активированной в электрическом поле воды клетками живых  организмов и ускоряет удаление биологических шлаков. Аналогом  процесса структурной модификации воды в электрическом поле ДЭС  являются фазовые переходы при таянии льда (талая вода), структурные  превращения воды в электрических разрядах грозовых ливней, или  физико-химические воздействия, которым подвергается вода на большой  глубине в горных породах при высокой температуре в начальной стадии  формирования целебных минеральных источников. Однако, обработка  воды в электрическом поле ДЭС отличается намного большей глубиной  преобразования ее структуры и ярко выраженной направленностью  воздействия: электронодонорного у катода и электронакцепторного у  анода. 

Вся гидравлическая система установки изготовлена из химически весьма  стойких материалов, разрешенных к применению в изделиях медицинской  техники. 

В установке используются  следующие процессы очистки  воды: 

    * электролитическое и  электрокаталитическое  анодное окисление в  сочетании с  электро-миграционным  переносом (реактор РПЭ  N 1); 

    * гомогенные реакции окисления с помощью  катализаторов - переносчиков электронов 

    * (вихревая реакционная  камера Е); 

    * гетерогенные  окислительно-восстановительные 

    * реакции с участием  катализаторов - перенос-чиков электронов  (каталитический реактор  К); 

    * электролитическое и  электрокаталитическое  катодное восстановление  в сочетании с  электро-миграционным  переносом (реактор РПЭ N 2). 

Все указанные процессы в установке разделены в пространстве и во времени, что обеспечивает наилучшие результаты очистки. 
 
 
 

8. Заключение 

Защита водных ресурсов от истощения и  загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения. Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные)  циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах. Замкнутые циклы промышленного водоснабжения дадут возможность полностью ликвидировать сбрасываемые сточных вод в поверхностные водоемы, а свежую воду использовать для пополнения безвозвратных потерь. 

В химической промышленности намечено более широкое внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, дающих наибольший экологический эффект. Большое внимание уделяется повышению эффективности очистки производственных сточных вод. 

Значительно уменьшить загрязненность воды, сбрасываемой предприятием, можно путем выделения из сточных вод ценных примесей, сложность решения этих задач на предприятиях химической промышленности состоит в многообразии технологических процессов и получаемых продуктов. Следует отметить также, что основное количество воды в отрасли расходуется на охлаждение. Переход от водяного охлаждения к воздушному позволит сократить на 70-90 % расходы воды в разных отраслях промышленности. В этой связи крайне важными  являются разработка и внедрение новейшего оборудования, использующего минимальное количество воды для охлаждения. 

Существенное влияние на повышение водооборота может оказать внедрение высокоэффективных методов очистки сточных вод, в частности физико-химических, из которых одним из наиболее эффективных является применение реагентов. Использование реагентного метода очистки производственных сточных вод не зависит от токсичности присутствующих примесей, что по сравнению со способом биохимической очистки имеет существенное значение. Более широкое внедрение этого метода как в сочетании с биохимической очисткой, так и отдельно, может в определенной степени решить ряд задач, связанных с очисткой производственных сточных вод. 

В ближайшей перспективе намечается внедрение мембранных методов для очистки сточных вод. 

На реализацию комплекса мер по охране водных ресурсов от загрязнения и истощения во всех развитых странах выделяются ассигнования, достигающие 2-4 % национального дохода ориентировочно, на примере США, относительные затраты составляют (в %) : охрана атмосферы 35,2 % , охрана водоемов - 48,0, ликвидация твердых отходов - 15,0, снижение шума -0,7, прочие 1,1. Как видно из примера, большая часть затрат - затраты на охрану водоемов, Расходы, связанные с получением коагулянтов и флокулянтов, частично могут быть снижены за счет более широкого использования для этих целей отходов производства различных отраслей промышленности, а также осадков, образующихся при очистке сточных вод, в особенности избыточного активного ила, который можно использовать в качестве флокулянта, точнее биофлокулянта. 

Таким образом, охрана и рациональное использование водных ресурсов - это одно из звеньев комплексной мировой проблемы охраны природы 
 
 
 
 
 
 

Список литературы 

1. .Алферова А.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов М.: Стройиздат 1987 

2. Проблемы развития безотходных производств Б.Н.Ласкорин, Б.В.Громов, А.П. Цыганков, В.Н. Сенин М.: Стройиздат 1985 

3. Кафаров В.В. Принципы создания безотходных химических производств М.: Химия 1984 

4. Беспамятнов Г.П.,Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде  Л.:  Химия 1987. 

5. Абрамович С.Ф. Раппорт Я.Д. Тенденции развития водоснабжения городов за рубежом. Обзор М.: ВНИИИС 1987 

6. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод М.: Стройиздат 1984 

7. Жуков А.И. Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод М.: Стройиздат. 

8. Евилович А.З. Утилизация осадков сточных вод М.: Стройиздат 1989 

9. А.Г. Банников , А.К. Рустамов, А.А Вакулин Охрана природы М.: Агропромиздат 1987 

10 П.И. Капинос, Н.А. Панесенко Охрана природы Киев: "Выща школа" 1991 

11. Охрана окружающей природной Среды Под редакцией Г.В. Дуганова Киев: "Выща школа" 1990 

12. Комплексное использование и охрана водных ресурсов. Под редакцией О.А. Юшманова М.: Агропромиздат 1985 

13. Методы охраны внутренних вод от загрязнения и истощения Под редакцией И.К. Гавич М.: Агропромиздат 1985 

14. Охрана производственных сточных вод и утилизация осадков Под редакцией В.Н. Соколова М.: Стройиздат 1992