Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время обеспечение населения Российской Федерации (РФ) питьевой водой нормативного качества и в достаточном количестве является одной из главных и определяющих проблем жилищно-коммунального комплекса. Неудовлетворительное состояние питьевого водоснабжения - один из основных факторов, оказывающих негативное влияние на здоровье населения. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), ежегодно в мире из-за низкого качества питьевой воды умирает около 5 млн. людей. Инфекционная заболеваемость населения, связанная с водоснабжением, достигает 500 млн. случаев в год.
Это дает основание назвать проблему снабжения населения доброкачественной питьевой водой проблемой номер один.
С каждым годом водоисточники подвергаются антропогенным воздействиям в виде органических и неорганических веществ. Просто фильтрование, предварительная очистка с использованием различных реагентов стали малоэффективными. Одним из наиболее эффективных методов доочистки питьевой воды от антропогенных веществ является сорбционная очистка.
Диссертационная работа посвящена совершенствованию технологии водоподготовки на групповых водопроводах на примере Астраханской области, а именно, разработке процесса сорбционной доочистки питьевой воды от органических и неорганических веществ с использованием местного сорбента, что подтверждает ее актуальность.
Работа выполнялась в рамках региональных программы «Обеспечение населения Астраханской области питьевой водой», «Чистая вода" на 2011-2017 годы, по государственному контракту № 200 от 25.06.2007 г. на научно-техническую работу на тему: «Технико-экономическое обоснование и расчет себестоимости 1 м3 очищенной воды при устройстве технического водопровода с локальными (индивидуальными) очистными сооружениями для жилых домов и общественных зданий Наримановского и Лимановского районов Астраханской области при отказе от применения ОСВ Лимановского водопровода»,
Цель диссертационной работы - совершенствование технологии водоподготовки на групповых водопроводных очистных сооружениях аридной зоны РФ с использованием сорбента, полученного из отходов буровых работ (ОБР). Для достижения вышеуказанной цели были поставлены следующие задачи:
- исследование качества водоисточников и провести анализ работы существующих технологий водоподготовки в Астраханской области;
- создание нового сорбента на основе местного сырья из отходов буровых работ;
- определение сорбционных характеристик с помощью химического, термографического, рентгенографического и электронно-микроскопического методов анализа;
- изучение адсорбции органических и неорганических соединений на отдельных структурных составляющих ОБР с использованием современных квантово-химических методов;
- применение разработанного сорбента на водопроводных очистных сооружениях групповых водопроводов с целью повышения эффективности их работы с решением экологических вопросов.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- теоретически обоснована и установлена возможность создания высокоэффективного сорбента из алюмосиликатных пород, ОБР и минеральных связующих материалов;
- исследованы физико-химические показатели и кинетика сорбции полученного сорбента ОБР-1;
- изучены сорбционные свойства ОБР-1, необходимые для использования в сорбционной очистке для хозяйственно-питьевых целей;
- научно обосновано применение сорбента ОБР-1 для доочистки питьевой воды от токсичных веществ.
Практическое значение:
- разработан и защищен патентом РФ способ получения нового сорбента из отходов буровых работ и минеральных связующих материалов для доочистки природной воды;
- предложена и использована в экспериментальных и промышленных условиях технология доочистки природной воды с применением нового сорбента ОБР-1 из местного сырья;
- разработаны технические условия для использования нового сорбента ОБР-1 в хозяйственно-питьевом водоснабжении.
Реализация результатов работы. Разработанные в диссертационной работе рекомендации использованы при разработке проектов по реконструкции групповых водопроводных очистных сооружений в Астраханской области; внедрены в учебный процесс Астраханского инженерно-строительного института для преподавания студентам специальности «Водоснабжение и водоотведение».
Личный вклад автора в полученные научные результаты, опубликованные им лично и в соавторстве и включенные в диссертацию, состоял в непосредственном проведении исследований, обработке, систематизации, анализе их результатов и подготовке выводов.
Достоверность полученных результатов оценена с помощью современных математических методов обработки экспериментов. При постановке экспериментов использованы общепринятые методики, оборудование и приборы, статической обработкой результатов. Экспериментальные данные, полученные на моделях, соответствуют результатам, полученным на промышленных установках.
На защиту выносятся результаты теоретических и экспериментальных исследований:
- результаты комплексных физико-химических исследований водоисточников Астраханской области, а также оценка эффективности работы существующих схем водоподготовки ее районных центров (Ахтубинского и Лиманского);
- оценка эффективности сорбционных свойств сорбента ОБР-1 из алюмосиликатных материалов, отходов буровых работ и минеральных связующих компонентов;
- результаты экспериментальных исследований сорбционной очистки с использованием нового сорбента ОБР-1 в условиях Астраханской области;
- технологическая схема и рекомендации для очистки природных вод с использованием сорбента ОБР-1 и ее эколого-экономическая оценка.
Апробация результатов исследований. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: «Мелиорация водных объектов зоны западно-подстепных ильменей, водоемов нерестилищ дельтового Лиманского района в условиях реформирования местного самоуправления»(г. Астрахань, 2006), «Прочность, надежность и долговечность жилых и промышленных зданий и сооружений» (г. Астрахань,2007), «Проблемы строительного комплекса России» (г. Уфа,2008), «Техновод-2008» (г. Калуга), «Астрахань-Дом будущего» (г.Астрахань, 2008), «Строительство и недвижимость : экспертиза и оценка» (г. Прага, 2008), «Фундаментальные и прикладные проблемы получения новых материалов» (Астрахань, 2009), «Технологии очистки воды «Техновод – 2009»(г. Новочеркасск, 2009), «Модернизация регионов России: инвестиции в инновации» (г.Астрахань, 2010), . «Инновационные технологии в управлении, образовании, промышленности «АСТИНТЕХ-2011» (г.Астрахань,2011), научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и студентов АИСИ (г. Астрахань, 2005-2011).
Публикации. По результатам работы опубликовано 18 печатных работ, в том числе – 5 в изданиях, рекомендованных ВАК, 1 патент РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы, включающего 153 наименования. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 67 рисунков, 22 таблицы, приложения.
