ТЕХНОЛОГІЯ ПЛАЗМЕННОГО ОЧИЩЕННЯ ЗАБРУДНЕНИХ ВОД - тема наукової статті з енергетики з журналу -
Ціна:
Автори роботи:
Науковий журнал:
Рік виходу:
Текст наукової статті на тему «ТЕХНОЛОГІЯ ПЛАЗМЕННОГО ОЧИЩЕННЯ ЗАБРУДНЕНИХ ВОД»
ТЕХНОЛОГІЯ ПЛАЗМЕННОГО ОЧИЩЕННЯ ЗАБРУДНЕНИХ ВІЛ1
Кандидат економічних наук В. П. БАХАР, О. Б. ЗАІКА, В. В. КУЗНЕЦОВ, кандидат хімічних наук І. А. СВЯТКІН
сучасних умовах, коли ціни на нафту б'ють усі мислимі рекорди, роль чистої води як найважливішого чинника життєдіяльності людини та функціонування економіки суттєво пішла в тінь. Однак об'єктивні дані свідчать про те, що, на жаль, вже в найближчому майбутньому чиста вода, як і чистий повітря, можуть стати найдорожчими ресурсами на Землі. Тому існує багато свідчень. За даними ООН, лише 10-15% населення Землі нині мають доступ до чистої питної води, і це відсоток лише знижується. Для найгустонаселеніших країн, таких як Індія, Пакистан, Індонезія та Китай, чиста питна вода стає рідкістю. Навіть в Україні, з її величезними природними запасами прісної води, населення значної частини регіонів вже не має доступу до питної води, що відповідає відповідним стандартам чистоти. Погіршується і якість води у мегаполісах. Інакше висловлюючись, можна констатувати наближення водної кризи. У цих умовах створення ефективних технологій очищення стічних вод і доочищення питної води набуває все більшої актуальності.
Одним із шляхів вирішення водної кризи може стати застосування технологій плазмового очищення забруднених вод. Ще в п'ятдесяті роки XX століття питання взаємодії плазми з розчинами, у тому числі
1Робота удостоєна Гран Прі на V конкурсі "Українські інновації", 2006 р.
водними, вивчалися професоромА. Хі-клінг. Подальший розвиток дослідження взаємодії плазми з розчинами отримали на роботах академіка A.M. Кутепова із сотрудниками2.
Зіткнувшись із проблемами, спричиненими кризою водних ресурсів, група українських та українських вчених, інженерів та конструкторів здійснила спробу розробки пристрою та технології очищення водних розчинів різного ступеня та видів забруднення з використанням плазми газового розряду. Як результат багаторічних досліджень і дослідно-конструкторських розробок створені системи очищення стічних вод і доочищення/підготовки питної води, що включають установку плазмохімічної обробки та відповідні технології. Наразі спільно з науковцями екологічного факультету українського університету дружби народів ведуться роботи з промислового впровадження технологій плазмового очищення води, а також розробляється програма підготовки відповідних фахівців, які володіють цими технологіями.
2Кутепов A.M., Захаров А.Г., Максимов А.І. Проблеми та перспективи досліджень активованих плазмою технологічних процесів у розчинах // ДАН, 1997, т. 357 № 6, с. 782-786.
Схема методу плазмохімічної очистки води.
Вакуум / Пари - води
ром А. Хі-дослід-и з роство-академіка
■гами. викликаний-(с.гсов, група .'-ених, инже-¿_ествила по-і техноло-■ссз різної ■= з использо-ьзсяда. Як ре-С-_вдований і кзоаботок со-Г
=євої води, чу плазмохи-ветствующие чія сумі__ факультету до дружби наро-х^ишленному Е1АЕННОЮ очист-гъвается про-гетствующих цими техно-
■сііов А.І. Про-■а-ий активує-'.вагів в рас-2-786.
Методи обробки водних розчинів електричними розрядами різних типів досить добре відомі3, але з низки причин не отримали широкогопоширення. Авторам цієї статті у складі колективу дослідників вдалося розробити та практично реалізувати метод, при якому під впливом плазми тліючого розряду в забрудненій воді протікають різні фізико-хімічні процеси, що призводять до очищення води від широкого спектру забруднюючих речовин.
Суть метода4 полягає в наступному. На тонку плівку забрудненого водного розчину, що тече по поверхні катода плазмохімічного реактора (рис. 1), впливають плазмою газового розряду. Вплив здійснюється в умовах відносного вакууму
Фотографія робочого розряду.
(20-50 Тор), розряд запалюється в парах води та залишкового повітря. Як робочий розряд використовується несамостійний тліючий розряд, який підтримується високочастотним пре-діонізуючим розрядом (рис. 2). Параметри робочого розряду: робоча напруга 350-850; робочий струм 0.1-5 на анод; частота робочих імпульсів струму від 0 до 2000 Гц; коефіцієнт заповнення 0.1-0.9. Параметри передіонізуючого розряду: частота 30 кГц, амплітудна напруга від 1 до 1.5 кВ. Відстань між електродами у реакторі від 5 до 12 мм. Товщина водяної плівки, що обробляється, від 0.3 до 1.5 мм.
При конструюванні плазмового очисного обладнання використано модульний принцип. Встановлення необхідної продуктивності з очищення (рис. 3) збирається з необхідної кількості функціонально закінчених модулів. Принципова схема модуля очисної установки наведена на рис. 4. Ключовим елементом модуля є плазмохімічний реактор. Це вертикально розташована камера, стінки якої являють собою трубу з нержавіючої сталі, одночасно являю-
е проводити доведених ви--=•= важливо, одне-ожити знаходячи-віруси. При
•=. модуля -«•стки водироботи
в-' Енергоспоживання (кВт-ч/м3)
Результати випробувань щодо підготовки питної води
Забруднюючий елемент Вихідна концентрація Фінальна концентрація
Ре 1200-1500 мг/л 0.1-0.2 мг/л
Мп 300-350 мг/л 40-50 мкг/л
А1 200-250 мг/л 30-40 мкг/л
Пекло 100 мг/л 3-5 мкг/л
Ае 250-350 мкг/л 8-10 мкг/л
З 2000 мкг/л 60-70 мкг/л
Сі 100-200 мг/л 8-14 мкг/л
РЬ 200 мкг/л менше 10 мкг/л
гп 400-500 мг/л 50-70 мкг/л
4-5 мг/л 30-40 мкг/л
Мо 100 мг/л 180-200 мкг/л
Бг 1000 мкг/л 5 мкг/л
"Л 100-120 мкг/л 8-9 мкг/л
V 160-180 мкг/л 12-14 мкг/л
мм 80-110 мкг/л 0.8-1.2 мкг/л
Сб 2000-2500 мкг/л 1-2 мкг/л
Сг 800-1000 мкг/л 1-2 мкг/л
Бе 10-15 мг/л 3-4 мкг/л
Т1 100-150 мкг/л 1 мкг/л
Ід 150-200 мкг/л 1 мкг/л
цьому процес плазмового очищення не призводить до зміни природного вмісту у воді солей лужних та лужноземельних металів, вкрай необхідних для життєдіяльності людини, тварин та для росту рослин. Концен-
трація забруднюючих речовин після очищення відповідає найсуворішим стандартам, що висуваються до питної води. Однак цей метод не ефективний по відношенню до надмірного вмісту у воді солей кальцію та магнію.
Очищення води від забруднить
Для подальшого читання статті необхідно придбати повний текст. Статті надсилаються у форматіPDFна вказану при оплаті пошту. Термін доставки становитьменше 10 хвилин. Вартість однієї статті -150 рублів.