Строительные исследования
страница - 0
В порядке эксперимента мы публикуем статью из портфеля редакции бумажного журнала «ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», который начал издаваться в Перми, но затем, в силу финансовых трудностей, его издание затормозилось. Статья прошла рецезирование в редакции этого журнала. По всем вопросам связанным с содержанием этой статьи можно обращаться к Борису Семеновичу Баталину по адресу borisb@mail.perm.ru
ОЧИСТКА ЛИВНЕВЫХ ВОД С ТЕРРИТОРИИ АЗС
Ковалев М.П., Зубов А.В. Пермский государственный технический университет
Научно-технический прогресс и рост производительных сил человечества, помимо повышения уровня жизни людей, несут с собой серьезную проблему -разрушение окружающей природной среды, которое выражается как в прямом ее разрушении, так и в привнесении в нее инородных веществ. Среди основных причин, усугубляющих негативное состояние экологии в России, а также и во всем мире, необходимо отметить процесс урбанизации - увеличение количества и площади городов.
Для того, чтобы защитить окружающую природную среду, как в черте города, так и за его пределами, сейчас, как никогда, важны разработка и внедрение новых технологий и процессов, направленных на сохранение и улучшение экологической обстановки в городах. Другим важным фактором, заставляющим обратить внимание на экологию городов, является то, что ухудшение экологической обстановки неотвратимо и отрицательно скажется на здоровье населения, проживающего в городах и их окрестностях.
Как правило, среди основных причин, ухудшающих экологическую обстановку в городе, называют выбросы с промышленных предприятий, выхлопные газы автомобилей, рост городских свалок. При этом недостаточно внимания уделяется такому серьезному источнику загрязнения водоемов, как ливневые и талые воды, стекающие с территории городов.
Как известно, ливневые воды с территории города собираются в систему ливневой канализации, откуда, после грубой механической очистки, сбрасываются в водоемы. Учитывая, что состав загрязнений ливневых вод весьма разнообразен и среди вредных веществ, присутствующих в таких водах, помимо взвешенных, можно обнаружить практически все продукты производственной и бытовой деятельности человека, одна только механическая очистка, предназначенная для выделения из воды преимущественно грубодисперсных примесей, не обеспечивает глубокого извлечения из воды растворенных минеральных и органических соединений [1].
Особую опасность для экологии городов представляют ливневые воды с площади поверхности отдельных объектов, территория (или воздух над территорией) которых имеют повышенный фон химического или бактериального загрязнения. Поэтому, ливневые воды, собранные с территории объектов, потенциально опасных в экологическом отношении, целесообразно подвергать локальной глубокой очистке, с целью улучшения их качества до показателей, допускающих сброс в ливневую канализацию, а также в близлежащие водоемы или на рельеф местности без ущерба для окружающей среды.
К числу таких объектов относятся автозаправочные станции (АЗС), которые в большом количестве размещены на территории современных городов. Обострение экологической ситуации в крупных промышленных центрах, а также ужесточение требований государственных органов санитарного надзора относительно показателей качества сточных вод, сбрасываемых в ливневую канализацию и в водоемы, приводят к необходимости решения вопроса об очистке ливневых вод, собранных с территории автозаправочных станций.
Характерными особенностями таких вод, являются:
-незначительный объем, ограниченный размерами территории АЗС;
-большая неравномерность образования, зависящая от периодичности выпадения атмосферных осадков;
-повышенное содержание в воде взвешенных веществ, нефтепродуктов, масел и других органических веществ, оцениваемых показателем БПК.
Как правило, территория АЗС занимает площадь 0,2-0,5 га. Расчетный объем дождевых вод, с такой площади, для Европейской части России составляет 10-15 м от одного дождя. Содержание взвешенных веществ в ливневых и талых водах, стекающих с территории АЗС, по данным многолетних наблюдений составляет 800-1200 мг/л, нефтепродуктов - 50-100 мг/л, величина биохимической потребности в кислороде (БПК) колеблется в пределах 20-50 мг 02/л.
Анализ состава таких вод показывает, что для обеспечения высокой степени очистки, допускающей их дальнейший сброс в канализацию, в водоемы или на рельеф местности, помимо методов механической обработки, включающей отстаивание или флотацию с последующей фильтрацией через пористые материалы, необходим эффективный и надежный метод удаления из очищаемой воды растворенных органических соединений, в том числе нефтепродуктов. В этих условиях возникает необходимость применения физико-химических, и, в частности, сорбционных методов очистки воды [2].
Целесообразность использования сорбционных методов очистки воды для решения этой проблемы обусловлена тем, что с их помощью из воды удаляется большинство веществ-загрязнителей практически до любых остаточных концентраций, независимо от их химической и биохимической устойчивости и
без внесения в очищенную воду вторичных примесей. При этом из воды полностью извлекаются растворенные недиссоциированные соединения, то есть те, которые менее эффективно удаляются иными химическими и физико-химическими методами.
Для сорбционной очистки воды используют множество материалов естественного и искусственного происхождения, в основном активные угли. Однако, несмотря на очевидные достоинства этих материалов, их применение для глубокого извлечения из воды растворенных органических соединений ограничено необходимостью создания достаточно большой высоты слоя фильтрации. Это объясняется своеобразием пористой структуры активных углей, значительную часть которой составляют мезо- и макропоры, лимитирующие скорость диффузии молекул сорбата внутри зерна сорбента. Поэтому такие сорбенты наиболее эффективно используются для очистки больших расходов воды в адсорберах с большой площадью и высотой слоя фильтрации при относительно невысоких требованиях к очищенной воде. Учитывая, что количество ливневых вод, образующихся на территории АЗС, невелико, устройство громоздких адсорберов с загрузкой из активных углей становится экономически нецелесообразным.
В настоящее время разрабатываются и внедряются новые сорбционные материалы, обладающие значительной проницаемостью, развитой поверхностью, высокой сорбционной емкостью и скоростью извлечения примесей из водных растворов. К таким материалам, в частности, относятся углеродные волокнистые сорбенты (УВС), производство которых основано на спекании и активации целлюлозного химического волокна специальным методом [3]. По химическому составу они аналогичны активным углям, но имеют ряд преимуществ, связанных с удобной физической формой и значительно большей величиной удельной поверхности, обеспечивающей более высокую кинетику сорбции и десорбции, чем зернистые сорбенты. УВС не обладают токсичными, раздражающими и аллергическими свойствами, что обуславливает их широкое применение для доочистки питьевой воды. Волокнистая форма дает возможность получения этих сорбентов в виде различных текстильных материалов и нетканых структур с незначительным гидравлическим сопротивлением, что, в частности, обеспечивает надежную работу в тонких слоях при больших нагрузках.
Сравнение характеристик углеродных волокнистых сорбентов и некоторых марок отечественных активных углей, наиболее часто применяемых для очистки воды, показывают, что УВС обладают не только высокой кинетикой сорбции, но и имеют более развитую микропористую структуру и больший объем адсорбционного пространства, чем традиционные активные угли. Результаты экспериментальных исследований и промышленных испытаний, проведенных в ГНЦ РФ НИИ ВОДГЕО и на кафедре «Водоснабжение и канализация» Пермского ГТУ, показали высокую эффективность
содержание:
[стр.Введение] [стр.1]