Оценка ресурсного потенциала водоэмульсионного слоя нефтешламонакопителей (стр. 5 )

Основную массу минеральной части ОБР составляют частицы размером менее 0,25 мм. Они легче других и достаточно жестко включаются в полимерную структуру.

Скорость осаждения частиц определялась по уравнению Стокса.

При добавлении пивной дробины предполагается меньшее время осаждения минеральной части ОБР в связи с увеличением скорости деградации молекул полимеров.

В целях имитации воздействия пивной дробины без влияния вносимых крупных органических частиц, в вязкий раствор полимеров добавлялся уже готовый фермент.

Растворы КМЦ и гуаровой камеди в течение нескольких минут после добавление фермента становились маловязкими. Реакция протекала с большой скоростью. Время индукции практически отсутствовало.

Молекулы ксантана, адсорбируя молекулы воды, формируют трехмерную сетку из двойных спиралей ксантана, связанных межмолекулярными водородными связями. Поэтому ферменты, выделяемые микроорганизмами пивной дробины, не способны разорвать прочную сетку раствора ксантана, как неспособен и готовый ферменный препарат.

Дальнейшие исследования влияния ферментов на обезвоживание отработанного бурового раствора позволит выработать механизм обращения с отходами бурения, основанный на биоразложении.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Орешкин, Д.В. Геоэкологические проблемы утилизации бурового шлама на Ямале [Текст] / , , А.С, Курбатова // Вестн. МГСУ: Безопасность строительных систем. Экологические проблемы в строительстве. Геоэкология. – 2012. – Вып. 2. – С. 125-129.

2. Валиева, О.И. Исследование эффектов синергетического взаимодействия ксантановой и гуаровой смол в водных растворах / , , // Вестн. Башкирского университета. - 2013. - Том 18, № 1.

 

УДК 665.6

 

ФИТОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДООЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

 

 

Самарский государственный технический университет

г. Самара, Россия

 

Дефицит пресной воды уже сейчас становится мировой проблемой. Все более возрастающие потребности промышленности и сельского хозяйства в воде заставляют искать разнообразные средства для рационального использования водных ресурсов. Эффективными способами снижения потребления пресной воды промышленными предприятиями является разработка новых технологических процессов, исключающих попадание в сточные воды загрязнителей, и совершенствование методов и технологий очистки сточных вод.

Наиболее распространенным способом удаления органических веществ из сточных вод нефтехимических предприятий является их биологическая очистка. В России биологические очистные сооружения (БОС) составляют около 55% от общего числа всех очистных сооружений. Многие БОС, введенные в эксплуатацию несколько десятков лет тому назад в соответствии с природоохранными нормативами того времени, не обеспечивают содержание в очищенных сточных водах биогенных элементов (солей азота и фосфора). Поступление биогенных элементов в природные водоемы в концентрациях, превышающих предельно допустимые (ПДК), приводит к эвтрофикации (цветению) водоема и гибели водной флоры и фауны.

В сточных водах азот представлен в основном в виде минеральной (NH4+, NO2-, NO3-) и органической (аминокислоты, белок тканей организмов, органические соединения) составляющих. В виде аммиака или мочевины в сточных водах присутствует 80-90% всех азотсодержащих веществ. Бактериальное превращение азота при очистке сточных вод в БОС представлено на рис. 1 [1].

Одним из способов снижения содержания биогенных элементов (солей азота и фосфора) в сточных водах после их очистки на БОС является использование вьющей водной растительности (макрофитов). Способ основан на процессах естественного самоочищения. Замечено, что в эвтрофных водоемах, традиционно загрязняемых азот- и фосфорсодержащими веществами, вырабатываются природные формы защиты от перегрузки по биогенным веществам. В качестве адаптационной защиты эти водоемы зарастают камышом, рогозом и другими водными растениями, активно потребляющими биогенные элементы.

Интенсивные исследования по доочистке промышленных стоков высшими водными растениями (ВВР) ведутся в последние 10-15 лет. Достоинством этого способа, получившего название фиторемедиация, является очищение сточных вод от ионов тяжелых металлов, органических соединений, моющих веществ, различных ядов и радионуклидов. При этом в фитомассе и в воде уничтожаются вредные бактерии, вода обогащается кислородом, полученным в результате биосинтеза, а большая часть токсичных веществ расщепляется на составные химические элементы. Избыточного накопления опасных количеств вредных веществ в ВВР не происходит [2]. Очистку сточных вод с помощью ВВР можно считать самым эффективным и дешевым способом, так как, по оценкам специалистов, на сегодняшний день затраты на фиторемедиацию обычно не превышает 20% затрат на альтернативные технологии.

Рис.1 Бактериальное превращение азота

 

Сооружения и устройства, в основу которых положено использование очистных свойств высших водных растений (ВВР), сообществ макрофитов, относят к категории водоохранных. При рассмотрении характеристик и параметров работы водоохранных сооружений с ВВР выделяют следующие основные типы: ботанические площадки; фитофильтрационные устройства; биологические пруды; искусственные заболоченные участки; биоплато; биоинженерные сооружения.

На Куйбышевском нефтеперерабатывающем заводе накоплен опыт использования в биоинженерном фильтре высшего водного растения эйхорнии (Eichhor nia) для доочистки сточных вод после прохождения ими БОС. Существенным ограничением для широкого использования эйхорнии в процессах фитотехнологий является его требовательность к температурным условиям: в зимний период необходимо сохранять растения в теплых помещениях или в утепленных плавучих парниках. Для ликвидации избытка в промышленных сточных водах биогенных веществ предлагается использовать различные ВВР: ряску, уруть, нителлу, элодею, валлиснерию спиральную, рдест курчавый и другие. Экспериментально показано, что эти водные растения успешно поглощают соли аммония и фосфора.

В природных водоемах Поволжья, в естественных условиях, произрастают ВВР, которые могут использоваться в процессах фитотехнологической доочистке сточных вод. В табл. 1 представлены морфологические данные различных видов ВВР [3].

 

Морфологические данные различных видов ВВР Таблица 1

Вид ВВР	Удельная биомасса, г/см2	Коэффициент эффективности	Площадь субстрата, м2 /м2 акватории
Рогоз широколистный	0,232	0,06	1,884
Тростник обыкновенный	0,113	0,1	1,540
Элодея канадская	0,043	0,3	-
Рдест стеблеобъемлющий	0,017	0,75	-
Ряска малая	0,034	0,38	-
Валлиснерия спиральная	0,0128	1,0	49,000

 

Наименьший показатель удельной биомассы и максимальный показатель площади поверхности субстрата на единице площади акватории (табл. 1) имеют валлиснерия спиральная (Vallisneria spiralis) и рдест курчавый (Potamogeton crispus), поэтому эти ВВР целесообразно использовать в биоинженерном фильтре в условиях Поволжья.

Определяющим фактором для выбора валлиснерии спиральной и рдеста курчавого служит то, что они являются погруженными. В отличие от воздушно-водных растений погруженные виды ВВР более активно насыщают воду фотосинтетическим кислородом в течение всего периода вегетации, а валлиснерия спиральная - круглогодично. При использовании валлиснерии спиральной в фитотехнологической доочистке сточных вод появляется возможность их круглогодичного использования за счет обеспечения необходимого температурного режима для их жизнедеятельности (от +14°С до +25°С) температурным режимом очищаемых сточных вод, имеющих колебания температуры в течение года от +12°С до +26°С. В холодное время года перечисленные факторы предотвращают вымерзание растений, вследствие чего отпадает необходимость постройки специальных сооружений оранжерейного типа.

В теплое время года в сточных водах г. Самары, подвергшихся биологической и фитоочистке, наблюдаются превышения нормативов биогенных элементов, поэтому возникает необходимость дополнительной очистки сточных вод от соединений азота и фосфора. В работе [4] для фитоочистки ВВР сточных вод предлагается специальное устройство, которое может устанавливаться на вторичные или третичные отстойники.

Из анализа работы сооружений фитоочистки сточных вод г. Самары следует, что описанное устройство целесообразно установить в третичном отстойнике. Предварительные расчеты показали, что после фитодоочиски сточные воды предприятия будут соответствовать нормативным показателям, установленным для сбрасываемых стоков. Ориентировочный срок окупаемости затрат на фитодоочистку сточных вод составит 2 года.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

1. Технология одностадийного процесса нитри- денитрификации / // Водоснабжение и санитарная техника - 1996. - № 6. - С. 19 -21.

2. В. Высшая водная растительность как элемент очистки сточных вод / , , // Экология и промышленность России. - 1999. - №8.

3. Защита водных объектов от загрязнения нефтепродуктами с помощью биоинженерных систем / Дис. ... канд. техн. наук: 25.00.36: - Екатеринбург, 2003.

4. С. Биотехнология обезвреживания сточных вод / // Химия и технология воды. - 1995. - № 5.