Вода и водоочистные технологии

Научно-технические вести

ХАРАКТЕРИСТИКА И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТИТАН (IV) ОКСИДА В ВОДООЧИСТКЕ (ОБЗОР)

Т.А. Донцова

Национальный технический университет Украины

«Киевский политехнический институт», г. Киев

e-mail: dontsova@ua.fm

В статье рассмотрены характеристики и перспективность использования сорбционных материалов на основе титан (IV) оксида в водоочистке. Установлено, что в процессах водоподготовки широкое применение могут найти как аморфный титан оксид, так и его кристаллические модификации – анатаз и рутил. Приведена характеристика аморфного титан (IV) оксида и его кристаллических модификаций. Показано, что аморфный титан (IV) оксид является эффективным сорбентом для многих неорганических загрязнителей как катионной, так и анионной природы, а его кристаллические модификации – для извлечения радионуклидов и органических соединений различного генезиса. Выявлено, что такие параметры, как точка нулевого заряда и интеркаляция, значительно влияют на ионообменные свойства и селективность сорбентов на основе титан (IV) оксида. Рассмотрены химия поверхности титан (IV) оксида и механизмы ионного обмена на нем; показано, что он одинаково способен как к анионному, так и катионному обмену. Описаны методы синтеза для получения сорбентов (ионообменных материалов) специального назначения и фотокатализаторов на основе титан (IV) оксида с заданными физико-химическими свойствами. Показано, что TiO2 является уникальным объектом для решения теоретических и прикладных задач ионного обмена, сорбции и фотокатализа.

Ключевые слова: титан (IV) оксид, сорбент, ионный обмен, фотокатализатор, водоочистка.

Скачать (PDF)

07.04.2016 at 8:33 pm

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБОРОТНЫХ ОХЛАДИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

С. А. Концевой

Национальный технический университет Украины «КПИ», г. Киев

e-mail: serkon157@ukr.net

Разработан способ определения состава циркуляционной воды в оборотных системах в зависимости от уровня продувки на основе впервые предложенного фактического коэффициента испарения охладительного элемента. Представлены формулы для определения этого коэффициента (отношение расхода воды на испарение и расхода с капельным уносом) в стационарных условиях. Предложена расчётно подтвержденная математическая модель, которая сравнена с существующей, не позволяющей прогнозировать коэффициент концентрирования циркуляционной воды. Представлена возможность реализации стабилизированной системы автоматического регулирования с использованием этой модели. Определён допустимый коэффициент концентрирования по СаSO4 и представлена методика определения рационального коэффициента концентрирования в системе.

Ключевые слова: коэффициент испарения, охладительная система, математическая модель, коэффициент концентрирования, регулирование расхода, дозировка кислоты.

Скачать (PDF)

07.04.2016 at 8:29 pm

ВОЗДЕЙСТВИЕ КАРБАМИДА НА БИОЛОГИЧЕСКОЕ УДАЛЕНИЕ ФЕНОЛОВ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД КОКСОХИМИЧЕСКОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

А.В. Иванченко, О.А. Дупенко, Н.Д. Волошин

Днепродзержинский государственный технический университет, г. Днепродзержинск

e-mail: ivanche.anna@yandex.ru

Дана характеристика сточных вод, которые образуются на коксохимическом предприятии. Показана актуальность усовершенствования технологии биологической очистки производственных стоков от фенолов. Поставлена цель определения возможности использования карбамида в качество добавки, ускоряющей биоокисление фенолов повышенных концентраций в сточных водах коксохимических предприятий. Создана установка биоизвлечения фенолов микроорганизмами активного ила. В работе использованы фотометрический и титриметрический методы определения содержания фенолов и аммиака. В результате исследований установлено влияние добавки карбамида на биоокисление фенолов в сточных водах коксохимического предприятия, а именно, зависимость между исходным содержанием фенолов, дозой карбамида, временем и конечным их содержанием в сточной воде. Показано, что мочевина как добавка влияет только на биоизвлечение летучего аммиака из сточных вод, но не связанного. Установлено, что добавление карбамида в сточные воды коксохимических предприятий ускоряет степень биологической очистки от фенолов в 1,9-3,5 раза по сравнению с пробой без использования этого вещества. Экспериментально подобрана оптимальная доза мочевины для применения в промышленных масштабах, при добавке которой происходит удаление фенолов до предельно-допустимых требований, и она составляет 0,5 г/дм3.

Ключевые слова: фенол, карбамид, биоокисление, сточные воды, аммиак, микроорганизмы.

Скачать (PDF)

07.04.2016 at 8:10 pm

ИССЛЕДОВАНИЕ АДАПТАЦИИ АКТИВНОГО ИЛА К АНАЭРОБНО-АЭРОБНЫМ УСЛОВИЯМ БИОРЕАКТОРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Л.А. Саблий1, В.С. Жукова1, Г. Собчук2, А. Бегановский3, Г. Лагуд4, К. Яромин-Глень3

1 – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», г. Киев;

2 – Представительство Польской академии наук в г. Киеве;

3 – Институт агрофизики им. Богдана Добжанского Польской академии наук, г. Люблин, Польша;

4 – Государственный университет «Люблинская политехника», г. Люблин, Польша

 e-mail: larisasabliy@mail.ru

Представлены результаты экспериментальных исследований по запуску установки биологической очистки сточных вод с высоким содержанием органических веществ, соединений азота и др. при использовании последовательно созданных анаэробных и аэробных условий, оборудовании биореакторов волокнистыми носителями для иммобилизации микроорганизмов.

Полученная на 4 день работы системы биореакторов степень очистки сточных вод по ХПК составила 57,3 %, по концентрации общего азота – 65,3 %, аммонийного азота – 70,8 %, подтвердила эффективную работу микроорганизмов-деструкторов и окислителей соединений азота.

Для адаптации микроорганизмов, создания необходимых биоценозов и наращивания биомассы на поверхности носителей в анаэробных и аэробных биореакторах требуемая продолжительность работы системы составляет не менее 22 дней. При этом эффект очистки сточных вод по ХПК достигает более 90% при начальном ХПК более 1000 мг/дм3.

Ключевые слова: сточные воды, биологическая очистка, биореактор, анаэробные условия, аэробные условия, носитель иммобилизованных микроорганизмов.

Скачать (PDF)

07.04.2016 at 8:05 pm

КОМПОЗИТИ НА ОСНОВЕ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНИХ ВОД ОТ СОЕДИНЕНИЙ ХРОМА

И.Н. Иваненко, Т.А. Донцова, Я.П. Смитюх

Национальный технический университет Украины «КПИ», г. Киев

e-mail: irinaivanenko@hotmail.com

На основе активированного угля марки БАУ синтезированы два образца модифицированного угля и три образца композита с различным содержанием циркония (IV) оксида. Методом электронной микроскопии определена форма и размер частиц циркония оксида, образующихся на угольной поверхности вследствие гомогенного осаждения. рН поверхности образцов синтезированных композитов находится в диапазоне от 6,7 до 7,2 и нелинейно меняется в зависимости от содержания циркония (IV) оксида. Наибольшее значение рН поверхности (8,5) показал образец активированного угля, который подвергался термообработке, а наименьшее (6,2) – уголь, который обрабатывался нитратной кислотой. Удельная площадь поверхности наименьшая у образца исходного угля (420 м2/г), а наибольшая (780 м2/г) – у композита с наименьшим содержанием циркония (IV) оксида. По мере повышения содержания ZrO2 наблюдается уменьшение площади поверхности, очевидно, в результате заполнения внутреннего объема микро- и мезопор при его гомогенном осаждении. Активированный уголь и композиты на его основе способны к ионному обмену в широком диапазоне рН: от 2 до 12. Наибольшей точкой нулевого заряда (9,2) обладает прокаленный уголь, а наименьшей (3,8) – окисленный; для композитов переход от анионного обмена к катионному происходит при рН от 7,5 до 8,2 и отличается не существенно. По сравнению с исходным активированным углем композиты с содержанием ZrO2 7 и 14 % показывают большую адсорбционную емкость относительно хромат-ионов, а при содержании ZrO2 28 % композиты оказываются менее активированными.

Ключевые слова: композит, оксид циркония, активированный уголь, адсорбция хрома.

Скачать (PDF)

07.04.2016 at 7:56 pm

ВЛИЯНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

И.Н. Андрусишина

ГУ “Институт медицины труда НАМН Украины”, г. Киев

e-mail: irina_andrei@voliacable.com

В литературном обзоре представлено большое количество экспериментальных и эпидемиологических исследований, которые свидетельствуют о несомненно негативном влиянии загрязняющих воду веществ на здоровье населения. Так, с биогеохимическими провинциями часто связывают биогеохимические заболевания, обусловленные употреблением воды, содержащей несоответствуещее физиологическим потребностям человека количество микроэлементов (повышенное или пониженное). Многочисленные литературные данные свидетельствуют о том, что население крупных городов часто страдает от избытка тяжелых металлов поступающих в организм преимущественно с питьевой водой. В то же время потребление маломинерализованной воды может привести к нарушению ряда физиологических функций организма – сердечно-сосудистой, эндокринной, репродуктивной и нервной систем, изменениям водно-солевого равновесия и другим. Высококачественная вода, отвечающая санитарно-гигиеническим и эпидемиологическим требованиям, является одним из непременных условий сохранения здоровья людей и нации в целом.

Ключевые слова: питьевая вода, макроэлементы и микроэлементы, заболевания человека.

Скачать (PDF)

07.04.2016 at 7:51 pm

МАГНИТНЫЕ ФИЛЬТРЫ С ТАНГЕНЦИАЛЬНЫМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТАМИ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ СРЕД ОТ МАГНИТНЫХ ПРИМЕСЕЙ

В.И. Гаращенко1, И.М. Астрелин2, А.В. Гаращенко1

1Национальный университет водного хозяйства и природопользования, г. Ровно

2Национальний технический университет Украины “Киевский политехнический институт”

е-mail: vigarashchenko@yandex.ru

Статья посвящена актуальному вопросу совершенствования магнитных фильтров с ферромагнитными фильтрующими загрузками для очистки технологических водных сред от ферромагнитных примесей. В статье приведены результаты исследований характера распределения индукции магнитного поля в фильтрующей загрузке, размещенной в цилиндрических корпусах между полюсами торцевых и тангенциальных электромагнитов. На основе исследований установлены взаимосвязи между такими параметрами, как диаметр корпуса фильтра, диаметр сердечника электромагнита и расстояние между сердечниками электромагнитов по высоте корпуса фильтра, при которых уменьшаются зоны ферромагнитной загрузки с низким значением индукции поля, и обеспечивается равномерность намагничивания загрузки. Приведена схема новой конструкции магнитного фильтра с тангенциальными электромагнитами, которые размещены по высоте корпусов таким образом, что образуют замкнутый магнитный контур. Предложенное техническое решение позволяет создавать по высоте корпуса в ферромагнитной загрузке одинаковые условия для эффективного осаждения магнитных примесей. Результаты экспериментальных исследований позволили определить конструктивные параметры магнитных фильтров с торцевыми и тангенциальными ферромагнитными сердечниками электромагнитов. Рекомендуемые соотношения между конструктивными параметрами позволяют увеличить уровень намагниченности загрузки по объему фильтра на 10-15 % и, соответственно, эффективность процесса очистки водных сред.

Ключевые слова: магнитный фильтр, магнитная очистка, ферромагнитная загрузка.

Скачать (PDF)

07.04.2016 at 7:46 pm

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ТВЕРДОФАЗНОГО АНТИСКАЛАНТА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ В ОБРАТНООСМОТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Е. А. Орестов, Т. Е. Митченко, Н. В. Гудим

Национальный технический университет Украины «КПИ», г. Киев

e-mail: e.orestov@gmail.com

Работа посвящена выбору ингредиентов с характеристиками, оптимальными для синтеза твердофазного антискаланта (ТФА), способного равномерно и стабильно дозировать в поток обрабатываемой воды ингибиторы образования скейлинга. Для этого на основе анализа широкого спектра анионитов в качестве носителя фосфонатного ингибитора скейлинга (ФИС) был выбран анионит, который продемонстрировал максимальную способность к сорбции-десорбции активных компонентов. Была изучена природа и установлен механизм взаимодействия компонентов ТФА. Результаты исследований позволили выбрать оптимальный ингибитор, который способен максимально десорбироваться с носителя и обеспечивает достижение высшего ресурса ТФА. Динамические исследования подтвердили эффективность и целесообразность применения ТФА для стабилизационной обработки воды в технологии обратного осмоса.

Ключевые слова: антискаланты, фосфонаты, анионит, скейлинг, обратный осмос.

Скачать (PDF)

07.04.2016 at 7:35 pm