Введение к работе
Актуальность проблемы. Глубокая очистка поверхностных вод (ПСВ) территорий промышленных предприятий и города является необходимым элементом комплексной защиты водных объектов различного назначеній. По данным многолетних исследований на долю поверхностных сточных вод приходится не менее 20 А загрязнений вносимых в во,тные объекты. Так только с тепг*итопии одного района г. Екатеринбурга (площадью 1000 га) за период снеготаяния в реку Исгть ежегодно попадает свыше 500 тонн взвєпіеіан.іх веществ; 1,5 томі нефтепродуктов; 3,5 тонны железа; по 80-100 кг свинца, меди, никеля, цинка, 30-40 кг кадмия.
Выпуск очищенных стоков в водные объекты подразумевает их глубокую очистку до норм ПДК рыбохозяйственкых водоемов. Сложность достижения столь жестких требований обусловлена разнообразным и относительно малоизученным составом, наличием загрязнений в различных фазово-дисперсных состояниях, высокой устойчивостью дисперсных систем, резкими колебаниями
нения показателей стока связаны, прежде всего, с погодао-климатическими условиями, спецификой промышленного объекта и микрорайона города.
Существующие технологии не обеспечивают необходимого экологического зффекта и высокозатратны, что связано с использованием "морально устаревших" безреагентных методов, слабой изученностью свойств и механизмов стабилизации дисперсных систем загрязнений.
Данная работа является частью научных исследований, проводимых на кафедре физической, аналитической и органической химии Уральской Государственной Лесотехнической Академии в соответствии с Экологической программой г. Екатеринбурга.
Цель работы заключалась в изучении состава и физико-химических свойств дисперсных систем загрязнений ПСВ, факторов и механизмов их стабилизации, а также в создшши научных основ разработки технологии и аппаратурного оформления процесса очистки с помощью коллоидных гидрозолей.
Объекты и методы исследования. Для создания систем, моделирующих загрязнения ПСВ, использовались дисперсии полистирольного латекса, эмульсии
4 иядустриальных масел, растворы электролитов. Решение поставленных задач потребовало использования ряда экспериментальных методов: микроэлектрофо-реза, микроскопии, фотоэлектроколориметрии, нефелометрии, седиментации и методов аналитической химии. Расчеты проводились с использованием уравнений теории двойного электрического слоя, теории парного взаимодействия заряженных частиц Держнна-Ландау-Фервея-Овербека, теории кинетики коагуляции Смолуховского. Обработку результатов экспериментов проводили с использованием аппарата математического анализа и статистики. Научная новизна работы заключается в следующем:
определены вклада различных факторов стабилизации в агрегативную и се-диментационную устойчивость дисперсных систем ПСВ;
предложен метод экспериментального определения энергии сольватно-адсорбциокного фактора устойчивости дисперсных систем;
исследованы физико-химические и гидродинамические закономерности снижения ^стойчивостя дисперсных систем под действием яеагентов ппзличтгоГг
щ/!ііОДЬІ,
- разработашл физико-химические основы новой технологии очистки ПСВ.
Практическая ценность. Результаты исследований внедрены в технологии
очистки промыпшекко-лквиевых сточных вод на очистных сооружениях ОАО "Уралмаш" (мощностью 20 000 м3 в сутки); использованы при разработке исходных данньк для проектирования очистных сооружений ливневой канализации района "ВИЗ правобережный" г.Екатсриноург, при разработке и внедрении серии установок заводской степени готовности типа "ЭП" для очистки ПСВ и сточных вод мойки автотранспорта. Положения, выносимые на защиту.
- экспериментальная оценка вкладов электростатической и сольватно-
адсорбционной составляющих в устойчивость дисперсных систем ПСВ;
метод определения энергии сольватно-адсорбционного фактора стабилизации дисперсных систем;
физико-химические закономерности седиментационного разделения дисперсных систем ПСВ реагентными методами;
гидродинамические закономерности процессов хлопьеобразования и осаждения дисперсной фазы ПСВ в аппаратах вихревого и водоворотного типов;
технология очистки ПСВ с помощью новых реагенткых методов.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложе-
научно-практігческнх семинарах "Проблемы экологии и охраны окружающей среды". Екатеринбург, 1999г., научно- іехнических конференциях "Вклад ученых и специалистов в развитие химико-лесного комплекса". Екатеринбург 1995 и 1997г., международной научно-практической конференции "Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса". Екатеринбург !999г., всероссийской научно-практической конференции "Очистка и кондиционирование природных К сточных вод". Челябинск, Миасс 1993г., научно-практическом семинаре «Современные технологии очистки природных и сточных вод. Переработка отходов». Челябинск. 1999г.
По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ.
Структура и объем диссертации.