Диссертация (1141579), страница 14
Текст из файла (страница 14)
При сниженииконцентрации Zn на 1,80 мг/кг∙мес, снижения Cu, Al, Pb, Fe в фильтрующейзагрузке в колоннах с Рогозом обыкновенным не выявлено [213].Концентрация ТМ в загрузке,мг/кг86120100806040200Cu Fe Al Pb ZnРогоз (ФФК1–3)Cu Fe Al Pb ZnТростник (ФФК4–6)Cu Fe Al Pb ZnИрис (ФФК7–9)Cu Fe Al Pb ZnКонтроль (ФФК10–12)Концентрация НПв загрузке, мг/кгРисунок 44 - Концентрация тяжелых металлов в фильтрующей загрузке - до фиторегенерации, - после фиторегенерации (2 мес)120010008006004002000РогозТростникИрисКонтрольРисунок 45 - Концентрация нефтепродуктов в фильтрующей загрузке - до фиторегенерации, - после фиторегенерации (2 мес)Снижение количества НП в фильтрующей загрузке наблюдалось во всехколоннах: с Рогозом на 192,41 мг/кг∙мес, Тростником - на 249,3 мг/кг∙мес, Ирисом– 137,27 мг/кг∙мес, в контрольной – на 113,60 мг/кг∙мес.
Уменьшениеконцентрации НП в контрольных колоннах объясняется их деградациейпочвенными микроорганизмами, испарением легких фракций и фотохимическимокислением. При этом все колонны с растительностью показали большее, посравнению с контрольными, извлечение НП из загрузки. Стоит отметить, чтоввиду незначительного времени, прошедшего после пересадки растений вмногокомпонентную загрузку, полной адаптации растений и восстановлениякорневой системы не произошло. Отбор многокомпонентной загрузки изприкорневой зоны для определения концентраций нефтепродуктов и тяжелых87металлов перед фиторегенерацией мог вызвать дополнительное травмированиекорневой системы растений. Указанные негативные факторы не позволилидостичь максимального фиторегенерационного эффекта [213]..3.7 Исследование эффективности очистки от взвешенных веществ ипроизводительности фитофильтра на пилотной установкеИсследование эффективности очистки от взвешенных веществ проводилипри подаче имитата, содержащего ВВ в концентрации 500 мг/л.
Имитат ПСВготовился из водопроводной воды, прошедшей механическую очистку накартриджном фильтре, и смёта с автомобильной дороги, просеянного через сито№ 008. На каждую колонну в течение 7 недель было подано 350 л модельногораствора ПСВ, содержащего взвешенные вещества (по 50 л в неделю). Подачаимитата ПСВ осуществлялась погружным насосом из расходной емкости накаждую колонну индивидуально. Для поддержания механических примесей вовзвешенном состоянии предусматривалось гидравлическое взмучивание имитатав емкости. Для этого на напорном патрубке насоса был установлен тройник исопло с отверстием диаметром 7 мм на его отводе (рисунок 46).Отбор проб фильтрата с определением степени очистки от взвешенных веществпроводился после пропуска каждых 50 л имитата.
Содержание взвешенныхвеществ в модельном растворе поверхностных сточных вод до и после очисткиопределялось гравиметрическим методом в соответствии с ПНД Ф 14.1.2.110-97.Помимо определения выходных концентраций взвешенных веществпроизводилось определение пропускной способности (скорости фильтрования)фильтрующей загрузки. Скорость фильтрования определялась при постоянномуровне жидкости (300 мм) путем деления расхода, измеренного объемнымметодом, на площадь фитофильтрационной колонны.88Рисунок 46 – Схема подачи имитата ПСВ на фитофильтровальную колонну1 – погружной насос; 2 – тройник с соплом 7 мм на отводе; 3 – емкость для имитата V=60 л;4 – вентиль; 5 – шланг подачи имитата; 6 – переливной шланг; 7 – переливной патрубок;8 – фитофильтровальная колонна; 9 – пробоотборный шланг; 10 – отводящий трубопроводПосле прекращения подачи имитата, содержащего взвешенные вещества,было исследовано восстановление пропускной способности фильтрующейзагрузки под действием процессов развития корневой системы растений.
Оценкадинамикиизмененияпропускнойспособностипроводиласьвтечениепоследующих 3-х месяцев. Для поддержания жизнедеятельности растенийосуществлялся их полив предочищенной водопроводной водой в объеме 1 л/сутна каждую колонну.Выходные концентрации взвешенных веществ после фитофильтрованияприведены в таблице 24.Таблица 24 – Выходные концентрации взвешенных веществ после фитофильтрованияВид растения(номера колонн)Диапазон концентраций взвешенныхвеществ в фильтрате, мг/лСредняя концентрацияв фильтрате, мг/лРогоз (ФФК1–3)5,2-13,69,37Тростник (ФФК4–6)6,9-10,28,24Ирис (ФФК7–9)5,8-13,27,65Контроль (ФФК10–12)6,2-16,814,1ПДК р.х.Фон+0,2589Динамикаизмененияпропускнойспособностифитофильтрационныхколонн показана на рисунке 47.
Общая масса взвешенных веществ, поступившихна каждую колонну, составила 175г.Скорость фильтрования, мм/ч350300250200y = -0,022x + 269,76R² = 0,946815010050002000400060008000Удельная масса задержанных ВВ, г/м2Рогоз (ФФК1-ФФК3)Тростник (ФФК4-ФФК6)Контроль (ФФК10-ФФК12)Ирис (ФФК7-ФФК9)Рисунок 47 - Динамика изменения пропускной способности фитофильтрационных колонн приподаче имитата ПСВ, содержащего взвешенные веществаУстановлена зависимость скорости фильтрования имитата ПСВ черезфитофильтрационные колонны от удельной массы задержанных взвешенныхвеществ. Интенсивность снижения скорости фильтрования через колонныпрактически не зависит от вида высаженных растений и их наличия.
Однако,анализ динамики изменения пропускной способности (см. рисунок 48) показал еёвосстановление в колоннах с Ирисом болотным на 40%, с тростником на 13% отпервоначальной.Значительногоизмененияпропускнойспособностивконтрольных колоннах отмечено не было, а в колоннах с Рогозом продолжилосьеё снижение даже после прекращения подачи имитата ПСВ.90Скорость фильтрования Кф, мм/ч400350333315300250200265252162155150104 10590100575757ТростникИрис500РогозДо подачи имитата ПСВКонтрольПосле прекращения подачи имитата ПСВЧерез 3 месяцаРисунок 48 - Динамика изменения пропускной способности фитофильтрационных колонн послепрекращения подачи имитата ПСВ, содержащего взвешенные веществаНа основании проведенных экспериментов установлено, что эффективностьизвлечения поллютантов из фильтрующей загрузки и скорость восстановленияпропускной способности загрузки растениями уменьшается в ряду: Ирисболотный > Тростник обыкновенный > Рогоз широколистный.
В качестверастений для фитофильтров могут быть рекомендованы Ирис болотный иТростник обыкновенный.Важно отметить, что при задержании массы взвешенных веществ,эквивалентнойудельномугодовомуколичеству,непроизошлопадениепропускной способности ниже предельной величины 12,5 мм/ч, таким образом,периодичность рыхления или замены верхнего слоя фильтрующей загрузки длявосстановления пропускной способности составит не менее одного года.3.8 Исследование эффективности очистки натурного поверхностного стокана пилотной установкеПослеокончанияпроведенияисследованияочисткимодельныхповерхностных сточных вод было проведено исследование эффективностиочистки натурного поверхностного стока, содержащего одновременно всеосновные загрязняющие вещества (взвешенные вещества, нефтепродукты и91тяжелые металлы).
Так как эксперимент проводился в зимнее время, в качествеисточника поверхностного стока были выбраны воды, полученные от таянияснеговой массы, отобранной вблизи автодороги с интенсивным движениемавтотранспорта(пересечениеул. Чкаловаиул. Куйбышеваг. Перми).Отобранную в пластиковые емкости загрязненную снежную массу растапливали впомещении лаборатории до достижения постоянной температуры +200С.Талый сток подавался на фитофильтровальные колонны погружнымнасосом из расходной емкости на каждую колонну индивидуально. В расходнойемкости было предусмотрено гидравлическое взмучивание стока, аналогичноэксперименту по определению эффективности очистки от взвешенных веществ(см.
рисунок 46).Талый сток подавался на 4 колонны: ФФК1 (Рогоз широколистный), ФФК4(Тростник обыкновенный), ФФК7 (Ирис болотный), ФФК10 (без растений). Накаждую колонну было подано по 30 л сточных вод. После пропуска каждых 10 лотбиралась проба исходных и очищенных талых вод. Определение содержаниязагрязняющихвеществпроводилось восредненной пробе. Определениеконцентрации взвешенных веществ, нефтепродуктов проводилось по методике,указанной в п. 3.1, тяжелых металлов при помощи ИСП-спектрометра Optima200DV.
Результаты эксперимента приведены в таблице 25.Таблица 25 – Результаты эксперимента по очистке натурного поверхностоного стока напилотной установке фитофильтрованияВидрастения(колонна)Концентрация загрязняющих веществВВНПCuAlPbFeИсх,мг/л19231,520,110,1430,0020,060,0002 0,0588Вых,мг/л1,50,470,0490,05320,0020,0350,00020,028Э, %99,969,254,562,8-41,2-52,4Исх,мг/л14321,550,130,130,0020,030,00030,062Тростник(ФФК4)Вых,мг/л10,20,050,040,0020,020,00030,038Э, %99,987,161,569,2-33,3-38,7Ирис(ФФК7)Исх,мг/л18631,320,120,10,0030,050,00020,035Вых,мг/л10,160,040,0620,0030,040,00020,018Рогоз(ФФК1)CdZn92Контроль(ФФК10)Э, %99,987,966,738,0-20,0-48,6Исх,мг/л21991,480,090,160,0020,090,00020,071Вых,мг/л20,980,050,050,0020,040,00020,024Э, %99,933,844,468,8-55,6-66,2Эффективность очистки на колоннах с растениями составила: повзвешенным веществам - 99,9%, нефтепродуктам – 69,2-87,9%,тяжелымметаллам (Cu, Al, Zn) – 38,7-69,2%.
Меньшая, по сравнению с экспериментом намодельном растворе, эффективность очистки от нефтепродуктов и некоторыхтяжелых металлов обуславливается более низкими исходными концентрациямизагрязняющих веществ. При этом выходные концентрации нефтепродуктов итяжелыхметалловпослеочисткинатурногоповерхностногостоканафитофильтровальных колоннах не превышают значения, полученные при очисткеимитата.3.9 Исследование содержания тяжелых металлов в фитомассе растенийпосле скашиванияРазработаннаятехнологияпредполагаетежегодноескашиваниеиутилизацию фитомассы растений в конце каждого вегетационного периода.Способ утилизации образующегося отхода зависит от его качественныххарактеристик и определяется классом опасности в соответствии со статьей 4.1Федерального закона N 89-ФЗ от 24.06.1998 (ред.
от 28.12.2016) "Об отходахпроизводства и потребления" и Приказом Минприроды России N 536 от04.12.2014 "Об утверждении Критериев отнесения отходов к I - V классамопасности по степени негативного воздействия на окружающую среду".Выполнено определение концентрации тяжелых металлов в надземнойчасти растений, после проведения фиторегенерации фильтрующей загрузки вколоннах. К моменту отбора растений контакт с загрязненной загрузкой составлялболее 6 месяцев, что соизмеримо с вегетационным периодом в умеренномклиматическом поясе.93Определение содержания тяжелых металлов в фитомассе проводилось пометодике ПНД Ф:16.1:2.3:3.11-98. Образцы надземной части растений из каждойфитофильтровальной колонны высушивались до воздушно-сухого состояния,измельчались на мельнице с последующим просеиванием через сита длявыделения фр.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
