Вода і водоочисні технології

Науково-технічні вісті

ВУГЛЕЦЕВІ НАНОТРУБКИ В ОЧИЩЕННІ ВОДИ (ОГЛЯД)

УДК 544.72+544.147

І.М. Іваненко

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», м. Київ

irinaivanenko@hotmail.com

В статті розглянуті останні опубліковані в літературі дані щодо каталітичних і адсорбційних властивостей одношарових та багатошарових вуглецевих нанотрубок та їх окислених і модифікованих форм. Описані результати, які свідчать про високу каталітичну активність нанотрубок в реакціях окиснення фенолу, п-толуїдіну, аніліну, розкладання щавлевої кислоти озоном, гідроксилювання та гідрогенізації ароматичних вуглеводнів та ін. Наведені дані, які підтверджують, що адсорбція відбувається як на зовнішній, так і на внутрішній поверхнях одношарових та багатошарових вуглецевих нанотрубок. Показано адсорбцію багатошаровими вуглецевими нанотрубками натуральних органічних речовин (річкові, озерні, торф’яні, ґрунтові гумінові і фульвокислоти); прямого конго червоного, реактивного зеленого та золотисто-жовтого барвників. Доведено, що функціоналізовані вуглецеві нанотрубки ефективні при вилученні нітрофенолу та токсичного шестивалентного хрому з водних розчинів, а нанотрубки, модифіковані FeOх, добре зарекомендували себе при поглинанні сполук миш’яку зі стічних вод текстильних виробництв. Критично розглянуто здатність вихідних та модифікованих у різний спосіб вуглецевих нанотрубок впливати на швидкість обростання мембран (фоулінгу) для стійкої і тривалої роботи фільтрів підготовки питної води. Показана перспективність застосування вуглецевих нанотрубок для іммобілізації на поверхні традиційних комерційних мембран з метою підвищення ефективності їх роботи для підготовки питної води, при мембранній дистиляції та очистці висококонцентрованих стічних вод фармацевтичних виробництв від летких органічних сполук.

Ключові слова: вуглецеві нанотрубки, каталітичні властивості, адсорбція, мембрани.

Скачати (PDF)

06.04.2016 at 8:00 pm

ВИЗНАЧЕННЯ ЗАКОНУ РОЗПОДІЛУ ФІТОПЛАНКТОНУ У ВИХІДНІЙ ВОДІ І У ФІЛЬТРАТІ

УДК 628.147

Д. В. Чарний1, І. С. Кузмич2

1 – Інститут водних проблем і меліорації НААНУ,  м. Київ

e-mail:  dmitriych10@gmail.com

2 – Київський національний університет будівництва і архітектури  м. Київ
e-mail: egor_ks@i.ua

 На основі даних, отриманих в результаті фільтрування на пінополістирольному завантаженні води, в якій міститься фітопланктон, проведено дослідження на відповідність шести законам розподілу. Встановлено, що розподіл фітопланктону у вхідній та вихідній воді відповідає нормальному закону розподілу.

Ключові слова: фітопланктон, фільтрування, закон розподілу, водозабірно-очисні споруди.

Скачати (PDF)

06.04.2016 at 7:54 pm

CFD МОДЕЛЮВАННЯ РОБОТИ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ВІДСТІЙНИКА ЗІ СТРУМЕНЕНАПРАВЛЯЮЧИМИ ПЛАСТИНАМИ

УДК 622.5: 628.35

М.М. Біляєв, В.А. Козачина

Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту

ім. акад. В. Лазаряна. м. Дніпропетровськ

gidravlika2013@mail.ru

 Одним з найважливіших елементів в технологічній схемі підготовки води для виробничих та господарсько-питних потреб, очищення стічних вод є горизонтальний відстійник. Це пов’язано з можливістю пропуску досить великих об’ємів води, а також відносною простотою експлуатації даних споруд. При реконструкції або проектуванні горизонтальних відстійників виникає відповідальне завдання оцінки їхньої ефективності. Розрахунок ефективності відстійника може бути виконаний методом математичного моделювання. Використовувані нині моделі і методики не дозволяють врахувати форму відстійника і різні конструктивні особливості. У цій роботі розглянута побудова чисельної моделі для оцінки ефективності горизонтального відстійника модифікованої конструкції. У основу моделі покладено рівняння руху ідеальної рідини і рівняння масопереносу. Для чисельного моделювання моделюючих рівнянь використовуються різницеві схеми. Чисельний розрахунок здійснюється на прямокутній різницевій сітці. Для формування виду розрахункової області і виділення її особливостей застосовується метод маркування. Модель дозволяє розрахувати процес освітлення у відстійнику при використанні комп’ютерів малої і середньої потужності. Час розрахунку одного варіанту завдання складає декілька секунд. Видаються результати проведеного обчислювального експерименту.

Ключові слова:  чисельне моделювання, горизонтальний відстійник, CFD модель.

Скачати (PDF)

06.04.2016 at 7:47 pm

ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ ВІДХОДІВ ГЛИНОЗЕМНИХ ВИРОБНИЦТВ В ТЕХНОЛОГІЇ ВОДООЧИЩЕННЯ

УДК 543:628.3

І.В. Косогіна 

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», м. Київ

kosogina@email.ua

Отримано коагулянт на основі відходу глиноземних виробництв – «червоного шламу». Проведено аналіз нативних зразків «червоного шламу» та активованих сульфатною кислотою форм, встановлено їх фазовий і елементний склад. На основі аналізу отриманих даних визначено фізико-хімічні закономірності кислотної активації «червоних шламів» та умови отримання реагентів з «червоних шламів» з вираженими коагуляційними властивостями. Показано високу ефективність застосування модифікованого «червоного шламу» в якості коагулянту для очищення стічних вод від барвника «активний яскраво-блакитний КХ» концентрацією 10 мг/дм3. Ступінь очищення досягає 95 %.

Ключові слова: “червоний шлам”, кислотна активація, стічні води, барвники, коагуляція.

Скачати (PDF)

06.04.2016 at 7:36 pm

УПРАВЛІННЯ ЯКІСТЮ ВОД ПРИДУНАЙСЬКИХ ОЗЕР НА ПРИКЛАДІ ОЗЕРА ЯЛПУГ-КУГУРЛУЙ

УДК 556

Т.В. Котова

Київський національний університет будівництва та архітектури, м. Київ

e-mail: tvkotova@ukr.net

У роботі представлені результати та використані математичні моделі для рішення задач водного і екологічного стану прісноводних водойм (на прикладі озера Ялпуг-Кугурлуй Придунайської озерної системи). Розглянуто актуальну задачу регулювання приходної і витратної складових водного балансу озер в цілях встановлення оптимальних відміток для підтримки якості води у водоймах. Побудовано графік мінливості мінералізації води  оз. Ялпуг-Кугурлуй на часовому відрізку 1974 – 2011 роки. Запропоновано рівняння водного балансу для даної водойми.

Ключові слова: водно-сольовий баланс, управління якістю вод, гідрохімічний режим, нормальний підпірний рівень, рівень мертвого об’єму.

Скачати (PDF)

06.04.2016 at 7:32 pm

ГЕОХІМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ҐРУНТОВИХ ВОД В МЕЖАХ ТЕРИТОРІЇ ЛЬВІВСЬКОГО ПРОГИНУ

УДК 551.49: 628.191: 550.4: 556.314: 556.38.4

Р.П. Паньків, М.В. Кость, І.І. Сахнюк, О.М. Майкут,

О.Б. Мандзя, І.П. Навроцька, Р.П. Козак

Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України, м. Львів

e-mail: M_Kost_2007@ukr.net

В даній роботі на основі визначення показників хімічного складу ґрунтових вод оцінено їхній екологічний стан та ступінь забруднення. Зафіксовано підвищені вмісти нітратів, Силіцію, лужності та високі значення загальної жорсткості. Виявлено відхилення показників фізіологічної повноцінності мінерального складу питних вод від нормативних величин. Встановлено, що формування геохімічного складу ґрунтових вод зумовлено впливом факторів геологічного, фізико-хімічного та техногенного походження. Наведено рекомендації щодо зменшення забруднення питної води та покращення її якості.

Ключові слова: ґрунтові води, геохімічні особливості, ступінь забруднення, коефіцієнт кореляції, фактори впливу.

Скачати (PDF)

06.04.2016 at 7:22 pm

МЕТОД РОЗРАХУНКУ ГІБРИДНИХ СХЕМ КОНДИЦІОНУВАННЯ ПРОДУВНИХ ВОД ОБОРОТНИХ СИСТЕМ ОХОЛОДЖЕННЯ

УДК. 621.187.1

В.П. Кишневський, В.В. Чиченін, І.Д. Шуляк, Є.В. Кишневський

Одеський національний політехнічний університет «ОНПУ», м. Одеса

Email: twf61@yandex.ru

У роботі показано, що безнакипний режим комплексної оборотної системи охолодження (КОСО) забезпечується великими витратами додаткової води і продувки (близько 300 м3/ч на 1000 МВт встановленої потужності). Для зменшення або повного припинення скиду продувної води в навколишнє середовище запропонована методика і алгоритм розрахунку для ряду схем з рециркуляцією продувної води через освітлювачі для пом’якшення циркуляційної води.

Методика розрахунку ВХР КОСО полягає у визначенні жорсткості кальцієвої і прогнозованої товщини відкладень для розрахункового часу експлуатації станції (сезон). Запропонована методика дозволяє розрахувати не тільки кальцієву жорсткість, а й величину рН, концентрацію інших іонів, в тому числі сульфатів.

Показано, що при використанні структурних схем КОСО з рециркуляцією продувної води через освітлювач в циркуляційної воді відбувається концентрування сульфатів, які можуть досягти критичних значень з точки зору інтенсифікації корозії енергетичного обладнання. Для корекції критичного вмісту сульфатів запропонована відповідна методика виведення солей методом водообміну.

Запропоновані методики та алгоритми розрахунку дають можливість обґрунтування вибору точок відбору потоків продувної води, що подається на рециркуляцію і водообмін, в залежності від обраного водно-хімічного режиму та якості вихідної води. Розрахунки наведено для двох водно-хімічних режимів.

Ключові слова: оборотні системи охолодження, передочистка, додаткова вода, циркуляційна вода.

Скачати (PDF)

06.04.2016 at 7:18 pm

ГІДРАТАЦІЙНА ТЕОРІЯ СТІЙКОСТІ ВОДНИХ КОЛОЇДНО-ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ

УДК 66.066.3 + 544.022.822:66. – 94.941

А.К. Запольський

Житомирський агро-екологічний університет, м. Житомир

e-mail:  zak-38@ukr.net

Запропонована гідратаційна теорія стійкості водних колоїдно-дисперсних систем як альтернатива теорії подвійного електричного шару. Сучасні уявлення про структуру та електропровідність води дозволили зробити висновок, що розчинені у воді речовини, в тому числі й сильні електроліти, самовільно не розпадаються на йони. Дисоціація молекул розчиненої речовини на йони здійснюється лише під час хімічної взаємодії з кластерами води та продуктами їхньої взаємодії. Оскільки у водному розчині (дисперсійному середовищі) вільні йони не існують, то й не може утворюватися подвійний електронний шар (ПЕШ) навколо колоїдно-дисперсної фази (міцели). 

У  дисперсійному середовищі (воді) молекули розчиненої речовини та завислі колоїдно-дисперсні частинки перебувають у гідратованому стані. Стійкість колоїдної системи “тверда фаза – вода” слід розглядати з позицій гідратаційної рівноваги в системі “частинка – вода”, розглядаючи як взаємодію самої частинки з кластерами води, так і останніх між собою. 

Електричний заряд частинок й взагалі йонізація молекул у водних системах визначається протонно-електронною взаємодією в дисперсійному середовищі та виникненням електростатичного заряду  під час броунівського руху частинок. Між частинками діють міжмолекулярні сили Ван-дер-Ваальса та сили хімічних зв’язків, які виникають в процесі хімічної реакції.

Причиною усіх хімічних взаємодій переважно є гідратна оболонка, яка утворюється навколо молекул розчиненої речовини та колоїдно-дисперсних частинок. Особливо інтенсивно відбувається перебіг хімічних реакцій на межі поділу “гідратована частинка-дисперсійне середовище (вода)”. На цю взаємодію впливають різноманітні фізичні, фізико-хімічні та фізико-механічні дії, особливо невисокої інтенсивності (зміна гідродинамічного режиму руху води, механо-хімічні й фізичні дії, зміна температури й тиску, електричні й магнітні поля, УФ- та радіаційне випромінювання тощо). Особливо сильний вплив мають розчинені у воді гази (зокрема кисень) та сильні електроліти.

Ключові слова: водний розчин, електричний заряд, колоїдно-дисперсна система,  теорія стійкості.

Скачати (PDF)

06.04.2016 at 7:10 pm

ПЛАЗМОВО-ДУГОВЕ ОЧИЩЕННЯ ВОДИ

УДК 628.168: 537.528

С.В. Петров1, Хомма Масато2, Д. И. Рубець1, О.Н. Терещенко3, С.Г. Бондаренко3

1 – Інститут газу НАН України, Київ, 2 -Global Energy Trade Co. Ltd, Токіо,

3 -Національний технічний університет України «КПІ», Київ

e-mail: vizana@voliacable.com

У статті розглядається плазмохімічний метод очищення води від радіонуклідів і органічних сполук після гідросепарації. Розглянуто основні напрямки у використанні електрозрядних технологій для знезаражування й очищення води. Виділено основні фактори плазми, що виникають при електричному розряді в бульбашковому середовищі, і проаналізований їхній внесок у процеси знезаражування й очищення води. Наведено опис установки плазмохімічного очищення води. Розглянуто технологію гідросепарації для відновлення ґрунтів забруднених радіонуклідами.

 Запропоновано комбінування методів, основними з яких є синтез за допомогою плазми дрібнодисперсного селективного сорбенту з одночасною сорбцією й соосадженням радіонуклідів. При цьому хімічний склад і морфологію наночастиць сорбентів задавали матеріалом електродів. Наведено інформацію з основних окислювачів, що отримують у плазмі, і проаналізовані умови проходження окисних реакцій в воді, що очищується.

Для очищення рідких радіоактивних відходів від радіонуклідів цезію в роботі використані дрібнодисперсні композиційні ферроціанідні сорбенти, що отримані шляхом осадження ферроціаніду відповідного металу в присутності синтезованих в зоні плазмової обробки дрібнодисперсних карбонатів кальцію й стронцію. Виконано випробування процесів плазмового соосадження радіонуклідів Cs-137 і Sr-90 і очищення від органічних сполук води після гідросепарації ґрунтів, які показали високу ефективність роботи плазмохімічної установки.

Ключові слова: очищення води, плазмохімічний метод, гідросепарація, активні сполуки.

Скачати (PDF)

06.04.2016 at 7:00 pm

ЗНЕЗАЛІЗНЕННЯ ВОДИ ОСЕСИМЕТРИЧНИМ ФОКУСОВАНИМ МАГНІТНИМ ПОЛЕМ

УДК 628.16.086.4

О.М. Терентьєв, А.В. Ворфоломеєв

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»

e-mail: o.terentiev@kpi.ua, a.vorfolomeiev@kpi.ua

У дослідженні розглянуто вплив постійного осесиметричного фокусованого магнітного поля на домішки заліза у воді. Основну увагу надано встановленню з результатів експериментальних досліджень математичної моделі процесу знезалізнення води пристроєм магнітного очищення. При дослідженні очищення води осесиметричним фокусованим магнітним полем за параметр оптимізації вибрано ефективність знезалізнення, головні чинники експерименту – швидкість потоку води та частку відходів. Під час експериментального дослідження загальний вміст заліза у воді знижувався з 1,10 до             0,28 мг/дм3 та з 0,62 до 0,23 мг/дм3, каламутність – з 5,91 до 0,88 мг/дм3. Встановлена регресійна модель ефективності знезалізнення води осесиметричним фокусованим магнітним полем є адекватною за F-критерієм Фішера при швидкості потоку 0,14-0,40 м/с та частці відходів 0,10-0,35 в.о. Розходження між побудованими із рівняння регресії кривими та експериментальними точками знаходиться у межах 2,57 % (0,016 в.о.). Для розрахунку найбільшої ефективності знезалізнення води при вказаній зміні головних чинників застосовано приведення регресійної моделі до канонічного вигляду, а також регресійне рівняння додатково вирішено методом ітерацій. Таким чином, найбільша ефективність знезалізнення води пристроєм магнітного очищення склала 0,777 в.о. при швидкості 0,31 м/с та частці відходів 0,10 в.о.

Ключові слова: знезалізнення води, магнітне поле, ефективність очищення, модель.

Скачати (PDF)

06.04.2016 at 6:34 pm

« Older Posts