Введение к работе
Актуальность. Инфицированные сточные воды сельхозпредприятий (ферм, животноводческих комплексов), предприятий по переработке сельхозпродукции (мясокомбинаты, молокозаводы и пр.), лечебных учреждений обладают угнетающим действием на окружающую среду и, особенно, на поверхностные воды. Неочищенные стоки данных объектов являются источником накопления угнетающей окружающую среду микрофлоры, микроорганизмов, гельминтов, патогенных грибов. Изменились свойства возбудителей – повысилась их устойчивость к воздействию внешней среды в результате широкого применения антибиотиков в медицине и ветеринарии, селекции более устойчивых штаммов. Инфицированная сточная вода стала причиной передачи не только возбудителей ранее известных заболеваний, но и тех, роль которых в инфекционной патологии человека и животных считалась гипотетической. Вместе с этим возникает проблема обеспечения населения качественной питьевой водой. Использование жидкого хлора в целях дезинфекции сточных вод приводит к дополнительному образованию ядовитых хлорорганических соединений, которые, попадая в водные объекты в концентрациях превышающих предельно допустимые, способны накапливаться, создавать дополнительные проблемы.
Таким образом, изыскание веществ, снижающих негативное воздействие токсичных продуктов хлорирования на качество природных вод, а также повышающих уровень бактерицидности хлорсодержащих препаратов при снижении их дозовых характеристик, строительство обеззараживающих систем, является актуальным.
Работа выполнена в соответствии с задачами, обозначенными в Федеральной программе «Чистая вода», Федеральной национальной программе «Вода России ХХI века», «Экология и природные ресурсы», Федеральной Водной стратегии до 2020 года.
Цель работы - разработка эффективного технологического метода обеззараживания инфицированных сточных вод.
Для достижения поставленной цели в ходе работы решались следующие задачи:
- экспериментальное исследование процесса обеззараживания с использованием регионального минерального сырья и последующая разработка параметров для практического использования в процессе обеззараживания стоков;
- экспериментальное исследование и обоснование использования разработанного дезинфектанта на основе раствора бишофита в процессах обеззараживания инфицированных стоков;
- разработка метода обеззараживания инфицированных сточных вод дезинфектантом на основе минерала бишофита;
- оценка методов обеззараживания сточных вод, обеспечивающих санитарно-гигиенические, токсилогические и эпидемиологические требования;
- разработка и исследование технологии электрохимического получения дезинфектанта;
- разработка технологической схемы получения дезинфектанта из электрохимически структурированного раствора бишофита и устройства для её применения в процессе обеззараживания инфицированных стоков;
- обоснование экономической целесообразности применения полученного дезинфектанта в процессе обеззараживания стоков.
Методы исследований включали аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, лабораторные исследования, обработку экспериментальных данных методами математической статистики.
Достоверность научных положений выводов, рекомендаций основана на применении классических положений теоретического анализа, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворительной сходимостью полученных результатов и экспериментальных исследований, выполненных в лабораторных условиях, патентной чистотой разработанного технического решения.
Научная новизна работы состоит в том, что:
- впервые использован электролитический гипохлорит меди на основе раствора бишофита, обладающий более высокой бактерицидной активностью, по сравнению с таковым на основе раствора хлористого натрия;
- впервые установлено явление синергизма в системах электрохимически образующихся мицеллярных структур при электрохимической обработке раствора бишофита;
- впервые обнаружено явление синергизма бактерицидных и фунгицидных свойств гипохлоритов, гипоиодитов, гипобромитов и ионов меди(II) в концентрациях ниже ПДК в процессе обеззараживания сточных вод;
- выявлены и проанализированы основные факторы, влияющие на образование гипохлорита меди в растворе минерала бишофита (продолжительность электролиза, концентрация бишофита, ионов хлора, меди(II), плотность тока, величина рН, температура, бактерицидная активность, фунгицидные свойства) и даны технологические рекомендации;
- разработана технологическая схема химико-биоцидной обработки сточной воды, обеспечивающая высокий уровень обеззараживания и минимизирующая поступление хлорсодержащих веществ в окружающую среду.
Практическое значение работы заключается в том что:
- разработан и защищен патентом РФ способ получения дезинфектанта из раствора бишофита для обеззараживания инфицированных стоков;
- усовершенствована схема комплексного получения дезинфектанта при использовании бишофита;
- разработаны рекомендации по использованию в технологическом цикле обеззараживания стоков дезинфектанта из модифицированного раствора бишофита;
- определена область применения полученного дезинфектанта.
Реализация результатов работы:
- рекомендации по использованию в технологическом цикле дезинфектанта из модифицированного раствора бишофита внесены в технологический регламент ОАО «Химпром», как альтернатива применяемому методу хлорирования газообразным хлором;
- результаты исследований внедрены в учебный процесс студентам по специальности «Защита окружающей среды» в ГОУ ВПО Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете.
На защиту выносятся:
- результаты исследований по применению дезинфектанта, полученного из природного бишофита, в технологическом цикле обеззараживания сточных вод;
- усовершенствованная схема получения дезинфектанта электролизом раствора бишофита;
- результаты исследований коагулирующей способности дезинфектанта в процессах обеззараживания и очистки сточных вод;
- зависимости, характеризующие эффективность процесса обеззараживания, при использовании дезинфектанта из бишофита, от компонентного состава полученного дезинфектанта.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на конференциях: «Региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области» (Волгоград, 2005 - 2009г.); I Международная научная конференция «Современные методы в теоретической и экспериментальной электрохимии» (г. Иваново, 2008г.); «Cовременные технологии производства и переработки сельскохозяйственного сырья для создания конкурентноспособных пищевых продуктов» (Волгоград, 2007г.); конференциях профессорско-преподавательского состава и студентов ВолгГАСУ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 1 работа в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, и 1 патенте РФ на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, литературы, приложения. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, включает 20 таблиц, 25 рисунков, список литературы из 148 наименований.
