Диссертация (1095047), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Стоимость анолита с учетом необходимой дозы для обеззараживания практически в 2раза меньше стоимости гипохлорита. Энергозатраты при обеззараживании анолитом посравнению с гипохлоритом ниже на 25 - 40% ниже, а удельный расход соли в 2,5-3 раза меньше.6.
Стоимость обеззараживания воды для целей бытового водоснабжения ферратом вышев 1,4-1,6 раз при практически в 10 раз меньшей необходимой его концентрации по сравнению санолитом.7. По сравнению с имеющимися аналогами, производство феррата из 20%-нойэлектролизной щелочи в 10 раз дешевле, чем из 40%-ой.8. Стоимость обеззараживания (доочистки) сточной воды хозбытового назначения послепредварительной аэрации и биологического разложения с помощью феррата натрия в 2 раза150меньше, чем электролизным гипохлоритом, применяемым на водоканалах. Такой способобеззараживания экономически оправдан и обеспечивает выполнение требований отсутствияхлора в обеззараживаемой воде, сбрасываемой в реки и залив.9. Наибольшую эффективность феррат натрия продемонстрировал при комплекснойобработке питьевой воды, заменяющей реагентную обработку коагулянтом и флокулянтом иобеззараживание анолитом (хлором).
Обработка воды с помощью феррата оказалась дешевле в7 раз.10. Максимально эффективным применение феррата натрия представляется длякомплексной водоподготовки (коагуляция + обеззараживание + флокуляция) бытовых и,особенно, промышленных стоков, где он может проявить себя благодаря широкому спектруразлагаемых веществ. По этой причине перспективным представляется применение ферратанатрия для переработки содержимого полигонов жидких токсичных отходов.1515. Влияние разработанных методов и оборудования дляводоочистки на снижение загрязненности водных ресурсов5.1.
Рекомендации по внедрению предложенных техническихрешений по очистке воды и стоков в системы городскоговодоснабженияВ соответствии с разработанной технологией, модули для производства анолитаустанавливаются на предприятиях для водоподготовки технической воды и на водоканалахгородов и населенных пунктов для хлорирования питьевой воды в целях обеспечениятребований ГОСТ и СанПиН. Произведенная хлораторами товарная щелочь в качестве сырьядоставляется к месту функционирования ферратных моулей. На основании выполненнойапробации, можно выделить следующие основные перспективные направления примененияэлектролизного феррата натрия и модуля для его получения [105]:- обеззараживание питьевой воды на станциях водоподготовки вместо первичногохлорирования;- обеззараживание стоков (доочистка после аэрации и биологической очистки) вместогипохлорита;- очистка и детоксикация промышленных стоков и токсичных вод полигонов жидкихотходов;- очистка и обеззараживание вод водоемов, бассейнов, водохранилищ.В указанных областях применения возможны следующие варианты реализациитехнологии обеззараживания и очистки различных вод ферратом натрия.5.1.1 Обработка питьевых вод ферратом на станциях водоподготовкиПо результатам выполненных автором исследований и имеющимся литературнымданным [104-105], обработка питьевых вод ферратом на станциях водоподготовки вместопервичного хлорирования (рисунок 5.1) позволяет уменьшить объем выработки хлора (толькодля вторичного хлорирования для пролонгированного эффекта обеззараживания) и улучшитькачество первичной подготовки воды ввиду более широкого спектра действия феррата именьшей минимально необходимой дозы реагента по сравнению с хлором.
Себестоимостьсамого феррата по сравнению с анолитом с учетом дозировок для обеззараживания 1 м 3 воды в1,4 раза выше.152Рисунок 5.1 – Замена первичного хлорирования на окисление ферратом натрия.Рекомендована следующая технологическая схема обработки питьевой воды с помощьюКЭА.
На водоканалах, оснащенных хлораторами на первичном и вторичном хлорировании,предлагается замена хлораторов на первичном хлорировании на ферраторы, работающие нащелочи, производимой хлораторами на вторичном хлорировании. Суммарные затраты наферрат и вторичное хлорирование превышают стоимость обработки по сравнению с анолитом в1,3 раза, однако значительно повышается качество обеззараживания, в 3 раза (пропорциональнодозе хлора) уменьшается количество токсичной хлорорганики, снижается содержание другихтрудноразлагаемых химических соединений.5.1.2 Доочистка стоков хозяйственно-бытового назначенияПо результатам выполненных при участии автора исследований по доочистке стоковхозяйственно-бытового назначения ферратом натрия на этапе доочистки и обеззараживанияпосле предварительной обработки в аэротенках и биологической очистки (рисунок 5.2), заменагипохлорита на феррат натрия позволяет повысить эффективность обработки при меньшихнеобходимых дозах реагента на литр сточной воды (0,1-0,2 мг/л) по сравнению с гипохлоритом(0,6-2,5 мг/л) и отказаться от хлорсодержащего гипохлорита.
Так как феррат при окисленииобразует нетоксичный гидроксид железа, повышается экологичность очистки стоков. Заменагипохлорита на феррат натрия при доочистке сточных вод предотвратит образованиетоксичных хлорсодержащих соединений (хлорфенол и др.), а также обеспечит возможностьсброса сточных вод после обеззараживания ферратом в поверхностные источники (реки, залив)с выолнением требований к содержанию бактерий, вирусов и отсутсвию хлора.153Рисунок 5.2 – Доочистка стоков хозяйственно-бытового назначения.Рекомендована замена обеззараживания (доочистки) стоков хозяйственно-бытовогоназначения электролизным гипохлоритом на феррат натрия в целях снижения до 2-х разстоимости и повышения эффективности и качества обработки стоков.5.1.3 Очистка ферратом промышленных стоков, в том числетоксичныхРезультаты, полученные на 59, 64, 66, 67 и 68 картах полигона «Красный Бор», показаливысокую эффективность феррата в очистке промышленных стоков с содержанием токсичныххимических веществ.Для уменьшения времени реакции, отстаивания и ускорения фильтрования с доочисткойи коррекцией pH предложена следующая технологическая схема агрегата получения идозирования феррата натрия (рисунок 5.3, а).
Очищаемая вода подается в реакционную камеру,где в нее добавляется необходимая доза феррата и, при необходимости, коагулянта. Далее водапопадает в камеру осаждения, где образуются и оседают хлопья загрязнителей (окисленнаяорганика, токсичные вещества). Далее вода проходит через сорбент для окончательнойфильтрации и корректировки рН. Подбор дозы феррата, коагулянта и типа сорбента, в томчисле и многослойной засыпки, осуществляется под конкретную задачу. На предложеннуюустановку получено положительное решение от 24.08.2017 о выдаче патента на полезунуюмодеь по заявке № 2016147859 от 06.12.2016 «Аппарат для очистки природных вод».154абРисунок 5.3 – Технологическая схема очистки стоков ферратомнатрия (а) и макет комплексного аппарата (б) для ее реализации.5.1.4.
Очистка вод ливневой канализацииОчистка ферратом натрия токсичных ливневых стоков при участии автора былапроведена на ливневых водах полигона «Красный бор» различной загрязненности, отобранныхc разных участков ливневой сточной канализации на полигоне «Красный Бор».Для отработки фильтроциклов на ливневых водах полигона «Красный Бор» был собранмакет комплексного аппарата (рисунок 5.3, б) в соответствии с приведенной на рисунок 5.3, атехнологической схемой.Для очистки ливневых стоков, отобранных перед административным корпусом сменьшей мутностью и цветностью (рисунок 5.4, а), необходимая доза феррата - 9 мг/л + 10 мгоксихлорида алюминия, время реакции и осаждения осадка - 10-15 минут. После окисления,отстаивания и фильтрации через двухслойную загрузку сорбентов МС+АС со скоростью потока0,4 л/мин химический состав, мутность и цветность соответствуют требованиям ПДК кхозбытовым стокам, рН=8,2, запах отсутствует.Для очистки ливневых стоков со станции переработки ливневых вод из прудовотстойников, с большей мутностью и цветностью, с запахом нефтепродуктов, необходимая дозаферрата - 18 мг/л + 20 мг оксихлорида алюминия, время реакции и осаждения осадка - 10-15минут (рисунок 5.4, б).
После окисления, отстаивания и фильтрации через двухслойнуюзагрузку сорбентов МС+АС со скоростью потока 0,2 л/мин химический состав, мутность ицветность соответствуют требованиям ПДК к хозбыту, рН=8,8, запах отсутствует.155абвРисунок 5.4 - Отработка фильтроциклов на ливневых водах полигона «Красный Бор»Для очистки ливневых стоков, загрязненных водами с карт перед прудамиотстойниками с высокой мутностью и цветностью, с запахом сточной воды и нефтепродуктов,необходимая доза феррата - 20 мг/л + 25 мг оксихлорида алюминия, время реакции и осажденияосадка - 10-15 минут (рисунок 5.4, в). После окисления, отстаивания и фильтрации черезсорбент МС+АС со скоростью потока 0,2 л/мин химический состав, мутность и цветностьсоответствуют требованиям ПДК к хозбыту, рН=8,9, запах практически отсутствует.Результаты, полученные на ливневых водах, свидетельствуют об эффективностипредложенной технологической схемы для очистки ливневых стоков, в том числе и токсичных.Предлагаемая технология по сравнению с применяемыми на полигоне технологиямиреагентной обработки (коагулянт+флокулянт), коррекции pH соляной кислотой или щелочью исорбционной очистки имеет ряж преимуществ:1) замена дорогостоящей реагентной обработки на дезинфекцию, окисление икоагуляцию ферратом обеспечивает снижение дозы реагентов, стоимости обработки и ееэкологичности;2) осажденные хлопья в виде ила могут быть легко изъяты из контура водоподготовки,что позволяет прямо на месте подготовить опасные высококонцентрированные отходы кдальнейшей обработке и утилизации;1563) использование сорбционного фильтра с многослойными загрузками позволяетосуществлять доочистку воды от ряда химических соединений и органических остатков, за счетчего повысить качество обрабатываемой воды до принятых норм хозбытовых стоков.Отсутствие хлора и хлорсодержащих агентов в реакциях соответствует современнымнормам качества водоподготовки сточных вод и допускает их слив в естественные водоемы.Рекомендованоприменениеразработаннойтехнологическойсхемыокисления,коагуляции и дезинфекции токсичных стоков ферратом, полученным из электролизной щелочи.5.1.5.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
