автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Ультразвуковая электрокоагуляционная очистка сточных вод от поверхностно-активных веществ

На правах рукописи

КИРШАНКОВА Екатерина Викторовна

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯЦИОННАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ОТ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2006

Работа выполнена в Московском государственном университете инженерной экологии (МГУИЭ) на кафедре «Инженерная экология городского хозяйства»

Научный руководитель: член-корреспондент РАН,

доктор технических наук, профессор СИСТЕР Владимир Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ХОЛПАНОВ Леонид Петрович

доктор технических наук, профессор ПУПЫРЕВ Евгений Иванович

Ведущая организация: ИНСТИТУТ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ И ЭЛЕКТРОХИМИИ ИМ. А.Н. ФРУМКИНА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

Защита состоится "76" февраля 2006 г. в 14_ часов на заседании диссертационного совета по защите докторских диссертаций Д 212.145.01 при Московском государственном университете инженерной экологии по адресу: 105066, Москва, ул. Старая Басманная, 21/4 в зале заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета инженерной экологии.

гообА

'{<3 £> ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Актуальность проблемы удаления синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) из сточных вод с каждым годом растет в связи с постоянным удорожанием воды как производственного ресурса, значительными объемами водопотребления и разнообразием технологических процессов, предполагающих использование веществ данного класса.

Обзор литературы показывает, что, несмотря на обилие различных методов, проблема подбора оптимального и эффективного способа очистки сточных вод предприятий сферы услуг, большинства водоемких производств легкой промышленности, а также производственных процессов, включающих СПАВ в качестве смачивателей, эмульгаторов и стабилизаторов, остается нерешенной. Кроме того, в условиях практически полного прекращения отечественного производства СПАВ и низких цен на устаревшую импортную продукцию, можно ожидать, что в ближайшее время сохраниться тенденция использования биологически не разлагаемых препаратов.

Сегодня для удаления СПАВ приходится применять целую цепочку технологических приемов, включающих различные физико-химические методы очистки, каждый из которых имеет ряд недостатков и ограничений, выявляющих необходимость использования дополнительных стимулирующих воздействий. Широкое распространение в системах водоочистки СПАВ-содержащих сточных вод получил метод электро-флотокоагуляции, который обладает значительными возможностями для интенсификации, т.к. сочетает в себе несколько физико-химических процессов - электролиз, коагуляцию и флотацию загрязнений.

В настоящее время резко возрос интерес к использованию в процессах очистки сточных вод и подготовки питьевой воды дополнительных стимулирующих воздействий, таких как озонирование, ультрафиолетовое излучение, ультразвуковая обработка, наложение электрических и магнитных полей. Из перечисленных методов по комплексности и экологической безопасности оказываемого воздействия особого внимания заслуживают ультразвуковые колебания, наложение которых вызывает изменение свойства среды, относительных скоростей движения фаз, инициирует дополнительные флотационные и коагуляционные эффекты, активизирует тепло- и массообменные процессы.

В диссертационной работе предложено и исследовано совместное применение электрокоагуляции и ультразвукового воздействия для очистки сточных вод от СПАВ.

Цель работы: совершенствование технологии очистки сточных вод СПАВ на основе совместного использования электрофлотокоагуляционной и ультразвуковой обработки.

Задачи исследования:

1. Анализ существующих методов удаления СПАВ из сточных вод.

2. Обоснование применения ультразвука для интенсификации электрофлотокоа-гуляционных процессов.

3. Теоретическое и экспериментальное исследование влияния параметров ультразвуковой электрокоагуляционной обработки на интенсивность флотационных, коагу-ляционных и электрохимических процессов, эффрЩ^ггость--удаления СПАВ, характерные показатели осадка и флотоконденсата. I 6 ИБ л» отека " *

4. Построение математических зависимостей, описывающих процесс ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод от СПАВ.

5. Оценка эффективности предложенного способа очистки СПАВ-содержащих сточных вод и аппарата для его осуществления в реальных условиях.

Научная новизна работы: Разработан и исследован способ очистки сточных вод от СПАВ посредством электрофлотокоагуляции в ультразвуковом поле и аппарат для его осуществления. Установлен характер влияния параметров ультразвуковой элек-трофлотокоагуляционной обработки на скорость электрохимического растворения металла, размер пузырьков водорода, средний диаметр частиц коагулянта, эффективность удаления СПАВ, кратность пеноконденсата, гидравлическую крупность осадка.

Практическая значимость: Разработана инженерная методика расчета аппарата для ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод от СПАВ. Предложена новая технологическая схема установки для очистки и обеззараживания СПАВ-содержащих сточных вод.

Защищаемые положения:

- Способ очистки сточных вод от СПАВ посредством электрофлотокоагуляции в ультразвуковом поле и устройство для его осуществления;

- Система регрессионных уравнений, описывающих влияния параметров ультразвуковой электрокоагуляционной обработки на интенсивность флотационных, коагу-ляционных и электрохимических процессов, эффективность удаления СПАВ, характерные показатели осадка и флотоконденсата;

- Инженерная методика расчета аппарата для ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод от СПАВ;

- Технологическая схема установки для очистки и обеззараживания СПАВ-содержащих сточных вод;

- Результаты экспериментальных исследований эффективности ультразвуковой электрокоагуляционной очистки СПАВ-содержащих сточных вод в реальных условиях (на примере очистки сточных вод фабрики-прачечной ЗАО «АЯКС» г. Москва).

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Международной конференции «Инженерная защита окружающей среды» (г. Москва, 2002 г.), Научно-практической конференции «Внедрение природоохранных технологий и оборудования в коммунальное хозяйство» (Москва, 2003 г.), Круглом столе РАН «Экология города» (Москва, 2004 г.), III и IV Международном конгрессе по управлению отходами «ВЭЙСТТЕК» (г. Москва, 2003-2005 г.), И, IV, V и VI Научно-практической конференции «Московская наука - проблемы и перспективы» (г. Москва, 2002-2005 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 статей и тезисов докладов, подано 3 заявки на выдачу патентов РФ на изобретения.

Объем работы. Диссертационная работа объемом 149 страниц машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы из 208 источников, иллюстрирована 44 рисунками, 15 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, указаны ее цель и научная новизна, отражены основные научные положения.

В первой главе представлен анализ современного состояния проблемы очистки сточных вод от СПАВ.

В сравнении с другими загрязнениями СПАВ обладают специфической особенностью - способностью к мицеллообразованию в водных растворах, благодаря которой данные вещества могут проявлять свойства дисперсных примесей при концентрациях выше критической концентрации мицеллообразования (ККМ) и свойства растворенной органики при более низком содержании. Поэтому существующие методы очистки СПАВ-содержащих сточных вод могут быть классифицированы не только на регенеративные и деструктивные (по характеру воздействия), но и по диапазону изменения концентраций СПАВ в сточных водах (ниже или выше ККМ). Предложенная классификация методов удаления СПАВ из сточных вод, учитывающая специфические свойства их водных растворов приведена в Табл. 1.

Табл. 1. Классификация методов удаления СПАВ из сточных вод

Методы Концентрация ПАВ

<ККМ »ККМ

Деструктивные Биоокисление Биосорбция Озонирование Коагуляция Флокуляция Электрокоагуляция Гальванокоагуляция Электрохимическое окисление

Регенеративные Адсорбция Обратный осмос Флотация Электрофлотация Ультрафильтрация Экстракция Ионный обмен

Необходимость разработки новых методов и оборудования для очистки СПАВ-содержащих сточных вод присуща технологическим процессам, в которых данный вид загрязнителей поступает в сток в количествах сопоставимых или превышающих концентрации других компонентов (т.е. выше ККМ). С другой стороны, условия многокомпонентное™ СПАВ-содержащих стоков накладывают существенные ограничения на применимость регенеративных технологий водоочистки (на практике более распространены деструктивные методы). Использование коагуляции и флокуляции затрудняется необходимостью реагентного хозяйства. Электрохимическое окисление и гальванокоагуляция характеризуются недостаточной эффективностью удаления сопутствующих компонентов (красителей, нефтепродуктов, тяжелых металлов). Поэтому одним из перспективных и успешно используемых методов удаления СПАВ является электрофлотокоагуляция. Согласно литературным данным электрокоагуляцион-ные установки используются для очистки сточных вод фабрик-прачечных, красильно-отделочных производств, стоков от мойки цистерн для перевозки нефтепродуктов и др. Преимуществом электрокоагуляционного метода удаления является высокая эффективность в отношении различных типов загрязнений, недостатком - значительная энерго- и материалоемкость. В диссертационной работе предложен способ повышения эффективности и снижения затрат на электрофлотокоагуляционную очистку СПАВ-содержащих сточных вод посредством использования ультразвука.

Во второй главе приведено научное обоснование применение ультразвукового воздействия для интенсификации электрофлотокоагуляционных процессов, рассмот-

рены нелинейные акустические эффекты в жидкости, порождаемые ими явления «второго» порядка, поверхностные и флотационные эффекты в гетерофазных средах, а также технологические эффекты, обуславливающие широкое использование ультразвукового воздействия в методах водоочистки (гидромеханических, реагентных, деструктивных). Схематично воздействие ультразвука на интенсификацию электрофлото-коагуляционных процессов представлено на Рис. 1.

Рис. 1. Схема воздействия ультразвука на электрофлотокоагуляцию.

Рассмотренные эффекты способствуют использованию ультразвукового воздействия как экологически безвредного и эффективного метода интенсификации элек-трофлотокоагуляционной очистки сточных вод от СПАВ.

В отличие от факторов, влияющих на коагуляционные процессы, определяющий параметр флотации — размер пузырьков водорода рассчитывался в диссертации на основании теоретических исследований, так как его экспериментальное измерение является практически трудно осуществимой задачей.

Теоретические исследования базировались на положении о том, что акустические колебания оказывают воздействие на пузырьки водорода с момента их образования на катодной поверхности. В результате такого воздействия размер пузырьков водорода в момент отрыва значительно меньше, чем при электрофлотации в отсутствии ультразвукового поля. Для оценки размера отрывающегося пузыря был введен ряд положений: 1.) пузырек, образующийся на мельчайших неровностях (впадинах) катодной поверхности, жестко связан со стенкой до момента отрыва; 2.) жидкость, омывающая

пузырек, совершает колебания в вертикальной плоско- стью, совершающей аку-сти по гармоническому закону (Рис. 2). стические колебания.

Согласно работам академика Нигматулина Р.И., результирующую силу Т7, действующую на частицу при прямолинейном нестационарном движении дисперсной смеси, можно задавать в виде суммы квазистационарной силы вязкого трения / (силы Стокса при малых числах Рейнольдса), силы Архимеда /А, силы присоединенных масс fm и «наследственной» (из-за нестационарности вязкого погранслоя вокруг частицы) силы Бассэ /н: Р = /м+/А+/„+/в. Тогда, баланс сил, действующих на связанный с поверхностью катода пузырек, описывается уравнением: = + /„ + + Л, где /а - сила связи пузырька со стенкой. Для рассматриваемого случая акустических

колебаний жидкости, совершаемых по гармоническому закону, силы, действующие на пузырек, выражаются следующим образом:

=лАИсг; //1=(>пац-4о)5т{(1>{)-, я ■ аъ ■ р-g•,

/т=-я-аг-р1;-а>2 ■ соъ{ю ■ {)', /в = ъ42-яаг ■ ^р ■ ¡л ■ 4а> ¿¡-а> • Бт(й> • /).

где а - размер пузырька; а, ц, р — соответственно поверхностное натяжение, динамическая вязкость и плотность жидкости; ДА - шероховатость поверхности катода; £, со - соответственно амплитуда и частота акустических колебаний, / - время.

При подстановке выражений действующих сил в уравнение для определения результирующей силы, последнее принимает вид:

Р = а £ й> 5'т(ш)+-яр а3 ^ + ¿¡ а>2 соъ{(о1)+Ъя^2рцс0 а2

Граничные условия отрыва пузырьков от поверхности электрода соответствуют максимальному значению F, т.е. такому значению /, при котором первая производная результирующей силы по времени обращается в ноль, а вторая принимает отрицательные значения. При обозначении произведения <о • I через а в результате дифференцирования получены следующие выражения для граничных условий:

л л Л 2°2Р®

— = 0 и —— < 0 при а = агс1е Л Л

и ае[ 2лк\2як + — |, к = О, 1, 2, ...

\%/л+9а^2р/м) ^

катода, шса, ко

2 р а,(2^ + £ а>2 со8а)-6 ДАсг = 0.

Размер пузырька, отрывающегося от катода, определятся при подстановке граничных условий в уравнение силового баланса, которое имеет вид:

1 \2-л

Численные решения данного уравнения, полученные для частоты 22 кГц и удовлетворяющие граничным условиям, позволяют определить размер пузырьков водорода в зависимости от интенсивности (амплитуды) акустических колебании (Рис. 3) и шероховатости поверхности электрода (Рис. 4).

200

А к-500мкм

Ак-ЗООмкм

Ак- 200мкм

Ак- 100 мкм

Ак- ЛОмкм

Ак- 2$ мкм

200 300 400 500 Л А, мкм

Рис. 3. Расчетная зависимость размера пу- Рис. 4. Расчетная зависимость раз-зырьков водорода от интенсивности улътразву- мера пузырьков водорода от шероховато-кового воздействия. сти поверхности

Расчетные зависимости, приведенные на Рис. 3 и Рис. 4, полученные с использованием вычислительного аппарата программы Maple 9.5, показывают, что размер пузырьков водорода увеличивается с ростом шероховатости катодной поверхности и уменьшается с повышением интенсивности (амплитуды) ультразвуковых колебаний.

В третье главе поставлены основные задачи экспериментальных исследований, приводится описание лабораторной и пилотной установок, программа и методика проведения экспериментов, методы исследования и анализа.

В соответствии с рассмотренными научными предпосылками применения ультразвука для интенсификации электрофлотокоагуляционных процессов в задачи экспериментальных исследований входило определение влияния параметров обработки на следующие показатели: 1.) скорость электрохимического растворения металла; 2.) диаметр частиц коагулянта; 3.) общую эффективность удаления СПАВ; 4.) эффективность удаления СПАВ флотацией; 5.) эффективность удаления СПАВ коагуляцией. Исследование влияния параметров обработки на скорость электрохимического растворения металла и диаметр частиц коагулянта проводились на лабораторной установке, а изучение эффективности удаления СПАВ (в том числе, флотацией и коагуляцией) - на пилотной установке, испытания которой осуществлялись затем в реальных условиях.

Вследствие воздействия ультразвука на частицы реагента в программу экспериментальных исследований, проводимых на лабораторной установке, было дополнительно включено определение влияния параметров обработки на скорость осаждения и коэффициент агломерации хлопьев коагулянта. Так как кинетика отстаивания значительно зависит от температуры стока, при исследовании скорости осаждения и коэффициента агломерации на использовалась термостатируемая лабораторная ячейка.

При проведении экспериментов на лабораторной установке был применен метод математического планирования, главным преимуществом которого по сравнению с другими методами исследования является одновременное варьирование всех влияющих параметров. В качестве методики проведения экспериментов использовался ортогональный ЦКП Бокса 2-го порядка для 4-факторного эксперимента. Основой построения математических зависимостей служило регрессионное уравнение:

к к к у=ь0+ 1>л + Lv<xy +LbnX, . j > <.

где у - значение функции отклика; к - количество факторов; b0, b,, by, Ь„ - коэффициенты полинома; x, и * — значение факторов.

В соответствии с задачами экспериментальных исследований, проводимых на лабораторной установке, в качестве функций отклика (критериев оптимизации) приняты: коэффициент выхода металла по току (кш, %); диаметр частиц коагулянта (d,,, нм); скорость осаждения хлопьев коагулянта {u^, мм/с); коэффициент агломерации хлопьев в процессе осаждения {п()С, б/р). В качестве определяющих параметров обработки (факторов варьирования) выбраны: анодная плотность тока (;э, А/дм2); продолжительность обработки (тоа,, мин); начальная концентрация СПАВ {ссиле' мг/л); интенсивность ультразвукового воздействия (/„, Вт/см2).

Принятые на основании анализа литературных данных значения основных факторов варьирования приведены в Табл. 2.

Уровень факторов Кодированное значение Натуральное значение факторов

/э, А/дм2 тОБР мин С пав' мг1 л Вт!см2

Основной уровень 0 2 15 300 2

Интервал варьирования ± 1 1 10 200 1

Минимальное значение - 1 1 5 100 1

Максимальное значение + 1 3 25 500 3

«Звездные» точки - 1,414 0,6 1 17 0,6

+ 1,414 3,4 29 583 3,4

В целях соблюдения условий достоверности получаемых результатов замеры проводились в 3-х повторностях для каждой точки плана. Погрешность измерения основных факторов варьирования по результатам расчетов не превышала 4,5 %. Однородность дисперсий воспроизводимости опытов в каждой отдельной точки плана оценивалась с использованием критерия Кохрена. Значимость найденных коэффициентов полиномов оценивалась с использование критерия Стьюдента. Адекватность полученных регрессионных уравнений результатам экспериментов оценивалась с использование критерия Фишера. Обработка экспериментальных данных проводилась с использованием программы ЗТАПБПСА 6.0.

При проведении экспериментальных исследований на пилотной установке метод математического планирования не применялся, вследствие неподчинения полученных зависимостей определяемых параметров линейному или квадратичному закону. С целью соблюдения граничных условий в экспериментах на пилотной установке значения параметров обработки варьировалось в тех же пределах, что и на лабораторной установке. Степень удаления СПАВ рассчитывалась как среднее значение степени удаления АПАВ, определяемой флуориметрическим методом, и степени удаления НПАВ, определяемой экстракционно-фотометрическим методом. Эффективность удаления СПАВ флотацией рассчитывалась на основании измерения концентраций в растворе, образующемся после осаждения пеноконденсата, по формуле: г) фл = /я 0 _ ^я)' ^спав ! с°аш > у и и С/у - кратность и удельное газосодержание пеноконденсата; С"ш - концентрация СПАВ в пеноконденсате; С°тв - начальная концентрация СПАВ в стоке. Для определения эффективности удаления СПАВ флотацией, предварительно на лабораторной установке была получена регрессионная зависимость от параметров обработки кратности пеноконденсата и среднее значение его удельного газосодержания. Эффективность удаления СПАВ коагуляцией определялась как разница между обшей эффективностью удаления СПАВ и эффективностью удаления СПАВ флотацией.

Схема лабораторной установки приведена на Рис. 5. Установка включает ультразвуковой генератор 1 мощностью 1 кВт, магнитострикционный преобразователь 2 резонансной частотой 22 ± I кГц, трубчатый волновод-излучатель 3, выступающий в качестве катода, и лабораторную ячейку 4 рабочим объемом 250 мл, в которую помещается алюминиевый анод 5, подключенный к источнику постоянного тока 6. В случае необходимости использовалась термостатируемая лабораторная ячейка. Установка работает следующим образом: ячейка заполняется модельным раствором СПАВ требуемой концентрации, на генераторе устанавливается мощность и частота вводимых в нагрузку ультразвуковых колебаний, на источнике постоянного тока регулируется напряжение, подаваемое на электроды.

Рис. 5. Схема лабораторной установки: 1 - ультразвуковой генератор; 2 -магнитно-стрикционный преобразователь; 3 - волновод-излучатель; 4 — ячейка; 5 - алюминиевый электрод; 6 - источник постоянного тока.

Рис. 6. Общий вид аппарата для ультразвуковой элек-трокоагуляционной очистки сточных вод: 1 - реакционная камера; 2 - пакет электродов; 3 - волновод-излучатель; 4 - магнитострикционный преобразователь; 5 - патрубок ввода сточных вод; 6 - патрубок слива очищенной воды; 7-лоток сбора пены.

В качестве пилотной установки использовался аппарат оригинальной конструкции, разработанной в рамках диссертационной работы. Аппарат представляет собой реакционную камеру, в которую помещается пакет электродов и ультразвуковая система, состоящая из электроакустического магнитно-стрикционного преобразователя и трубчатого волновода-излучателя (преобразующего продольные колебания в поперечные). Особенность конструкции аппарата заключается в том, что волновод-излучатель располагается в нижней части камеры перпендикулярно поверхности электродов, что позволяет использовать аппараты со значительной площадью анодной поверхности, обеспечивает увеличение флотационного и коагуляционного эффекта за счет ультразвукового воздействия. Общий вид аппарата для ультразвуковой электро-коагуляционной очистки сточных вод от СПАВ представлен на Рис. 6.

Аппарат периодического действия работает следующим образом. В реакционную камеру 1 через патрубок 5 подается исходная сточная вода. На волновод-излучатель 3 от магнитно-стрикционного преобразователя 4, подсоединяемого к генератору ультразвука, передаются колебания в заданном диапазоне частот и амплитуд, что обеспечивает требуемые значения интенсивности ультразвуковых колебаний. Пакет электродов 2 подключается к источнику постоянного тока, с помощь которого регулируются анодная плотность тока, пропускаемого через раствор. Образующийся в процессе очистки пеноконденсат отводится через лоток для сбора пены 7, а очищенный сток сливается через патрубок 6 и направляется на отстаивание или фильтрацию. Рабочий объемом пилотной установки составлял 30 л, рабочая площадью пакета алюминиевых электродов - 30 ООО см2, размеры трубчатого волновода-излучателя, рассчитанные с использованием стандартной методики в программе ATTILA для титанового сплава ВТ6 при резонансной частоте 22 ± 1 кГц, составили: длина - 400 мм, диаметр - 65 мм, толщина трубы - 6 мм.

Четвертая глава посвящена изложению, обсуждению и математической обработке результатов экспериментальных исследований.

Экспериментальные данные, полученные на лабораторной установке, были обработаны методами регрессионного анализа, в результате чего с 95-% вероятность были получены следующие зависимости:

1.) Уравнение регрессии, описывающие влияние параметров обработки на коэффициент выхода металла по току:

кМе = 25,2 + 1,09гоя> -0,0254гой>2 +1,57(уз + 0,273гЖР/и.

2.) Уравнение регрессии, описывающие влияние параметров обработки на диаметр частиц коагулянта:

<1Ч =961-30,9т0БР + 0,581т,аи>2 -84,17/^+14,26/уз2 + 0,613/э/ю + 3,35гои>/э -3,22гОСР/уз.

На основании полученных регрессионных моделей построены графические зависимости коэффициента выхода металла по току от времени обработки (Рис. 7) и интенсивности ультразвука (Рис. 8), а также зависимость диаметра частиц коагулянта от времени обработки при различных значениях плотности тока и интенсивности ультразвука (Рис. 9).

Рис. 7. Зависимость коэффициента выхода Рис. 8. Зависимость коэффициента выхода ме-

тОЕ, мин

Рис. 9. Зависимость диметра частиц коагулянта от времени обработки при различных значениях плотности тока и интенсивности ультразвука

Результаты лабораторных экспериментов показали, что в исследуемом диапазоне коэффициент выхода металла не зависит от плотности тока и начальной концентрации СПАВ, возрастает с увеличение времени обработки (Рис. 7) и интенсивности озвучивания (Рис. 8). Максимальное значение коэффициента выхода металла по току составило 62%, что в 2,3 раза больше аналогичного показателя в отсутствии ультразвука. Согласно экспериментальным данным, средний диаметр частиц коагулянта уменьшается в процессе ультразвуковой электрокоагуляционной обработки (Рис. 9), в том числе с ростом интенсивности ультразвука. Минимальное значение среднего диаметра частиц коагулянта в рассматриваемых граничных условиях составило 210 нм, максимальное - 760 нм. При увеличении плотности тока, пропускаемого через раствор в процессе электролиза, зафиксировано незначительное увеличение среднего диаметра частиц коагулянта, не превосходящее 24%.

Аналогично методами регрессионного анализа были обработаны данные лабораторных экспериментов, проводимых с целью изучения воздействия параметров ультразвуковой электрокоагуляционной обработки на кинетику отстаивания. В результате с 95-% вероятность были получены следующие экспериментальные зависимости:

1.) Уравнение регрессии, описывающие влияние параметров обработки на скорость осаждения хлопьев коагулянта в цилиндре высотой 0,25 м:

54,1 • -12,3• /э +9,31 ■ +1,15 - гэ -гоя>+9,38-г%

тоы> 0,212 • т0Вр 'уз ~ • т0БР ■ /3

-8,91- /уз з —12,4

О"

10"

•Э ' обр ^ о 1уз и,и.» обр

2.) Уравнение регрессии, описывающие влияние параметров обработки на коэффициент агломерации хлопьев коагулянта в процессе осаждения:

92,1 + 2,48 ;э -2,04 г,

2

-7,96 ■/' +

10"

ОБР + 0,061"То£р 19,7 • /уз" - 0,27 • /э • т0№ + 0,18 ■ /э • /у, - 0,41 ■ т0БР

На основании полученных регрессионных уравнений построены графические зависимости времени осаждения хлопьев коагулянта от параметров ультразвуковой электрокоагуляционной обработки - плотности тока (Рис. 10), времени обработки (Рис. 11), интенсивности ультразвука (Рис. 12).

32 -[ 5524 1 ,

- - 250 им

1,5 2,5 ¿ э, Л длг

Рис 10. Зависимость времени

Рис. 11. Зависимость времени

осаждения хлопьев коагулянта осаждения хлопьев коагулянта от плотности тока при от времени обработки при

тобр = 15-мин и ¡У1 = 2Вт/см

= 2А/дм2 и = 2Вт/с

1,5 2,5 3,5 (У1, Вт см1

Рис. 12. Зависимость времени осаждения хлопьев коагулянта от интенсивности ультразвука при т0БР =15мин и /э =2А!дм1

Отстаивание проводилось в лабораторных цилиндрах высотой 0,25 и 0,15 м. Из представленных графических зависимостей кинетики отстаивания от параметров обработки, видно, что время, затрачиваемое осаждения хлопьев коагулянта уменьшается с увеличением времени ультразвуковой электрокоагуляционной обработки, плотности тока и интенсивности озвучивания. Подобным образом изменяется и коэффициент агломерации хлопьев коагулянта, определяемый на основе измерения разницы во времени осаждения в лабораторных цилиндрах различной высоты из соотношения:

_ ьь-кь

где г, и 12 - соответственно время осаждения хлопьев коагулянта в лабораторных цилиндрах высотой /г, и (при одних и тех же условиях обработки стока).

На лабораторной установке была также получена методом регрессионного анализа экспериментальная зависимость для определения кратности пеноконденсата (уп, %), которая согласно СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» представляет собой отношение объема пены к объему обрабатываемого стока:

уп = 2,57/э -0,982*э + 2,06гон> -0,0423гОЯР -0,0121С^В +30,5 10"С^ + + 0,0941/эгавР + 0,00815/эС°л/) +0,695 10''т0БРС°ПАВ +0,087гаи>/„.

Соответствующие 95 %-ной вероятности графические зависимости кратности пенообразования от времени обработки при различных значениях плотности тока, начальной концентрации СПАВ и интенсивности ультразвукового воздействия представлены на Рис. 13, Рис. 14 и Рис. 15.

55 50 Н 45 40 35 1 30

55 и

50-

45-

40-

6 35

. 30

С!

К 25-

20-

is-

ю-

5-

о\

|'э=ЗА/дм2

О

10 20 Tos, мин

30

«5

^ 25 -I 20 15 10 5 1 0

55п 50 454035-

Сщъ=100 мг/л

0

30

&

- 30-\

s¡

^ 2520 15 10 5 0

iy$~3 Вт/ем2

Рис. 13. Зависимость кратности пеноконденсата от времени обработки при

Ссплв =300 мг/л и

/,,., = 2 Вт/см2

10 20 Тов, мин

Рис. 14. Зависимость кратности пеноконденсата от времени обработки при

i, =2 А/дм2 и iv, = 2 Вт/см2

0

30

10 20 Т0Б.мин

Рис. 15. Зависимость кратности пеноконденсата от времени обработки при

= 300 мг/л и

2 Вт/см2

С0

спав

На Рис. 16 - Рис. 19 представлены данные экспериментальных исследований, проводимых на пилотной установке, в которых одновременно варьировались только два параметра, значения остальных влияющих факторов, поддерживались на максимальном, минимальном и среднем уровне.

Рис 16. Зависимость эффективности удале- Рис. 17. Зависимость эффективности удаления СПАВ флотацией от времени обработ- ния СПАВ флотацией от времени обработки

ки и начальной концентрации. 60

(-\тв=МОг/л

и интенсивности озвучивания.

60-,

15

Гое,ЛШН

Рис. 18. Зависимость эффективности удале-

Рис. 19. Зависимость эффективности удале-

ния СПАВ коагуляцией от времени обработ- ния СПАВ коагуляцией от времени обработ-

ки и начальной концентрации.

ки и интенсивности озвучивания.

На основании сопоставления эффективности флотации СПАВ \г]ФЛ ,%) с удельной площадью межфазной поверхности (5'ж_/ 1УР ,лГ'), образуемой в рабочем объеме (г, V) пузырьками водорода за время обработки (г0£ ,мин), была установлена следующая регрессионная зависимость:

Пфл =18.1пГ%^)-0,93тав +0,0131-0^+10 3 т0Б-С^ -94,02.

На основании сопоставления эффективности коагуляции СПАВ \уКШГ ,%) с удельной площадью межфазной поверхности (рл-_г / V,, ,лГ'), образуемой в рабочем объеме (к,, ,мъ) частицами реагента, была установлена следующая регрессионная зависимость:

Пколг =13,11п

+ 0,0059 • 1п| ■ С°СПАВ + 0,0122 • С°сплв - 32,17.

Таким образом, результаты экспериментов свидетельствуют о том, что общая эффективность удаления СПАВ электрофлотокоагуляцией в ультразвуковом поле возрастает с увеличением начальной концентрации, площади поверхности пузырьков и частиц коагулянта. Полученные регрессионные модели могут быть использованы при расчете эффективности работы аппарата для ультразвуковой электрокоагуляци-онной очистки сточных вод от СПАВ.

В пятой главе отражена практическая реализация результатов работы, включая инженерную методику расчета аппарата для ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод от СПАВ, принципиальную технологическую схему установки для очистки и обеззараживания СПАВ-содержащих сточных вод, результаты исследований эффективности применения предложенного способа очистки и аппарата для его осуществления в реальных условиях.

Предложенная автором технологическая схема установки для очистки и обеззараживания ПАВ-содержащих сточных вод, представленная на Рис. 20. Установка содержит блок механической очистки 1, электрокоагулятор 2, совмещенный с кавитаци-онной камерой, отстойник 3, пеногаситель 4, выпарной аппарат 5, сушильную камеру 6, смеситель 7, блок биологической очистки 8, блок доочистки 9. Принцип работы установки заключается в следующем: исходная сточная вода проходит предварительную очистку от механических примесей в блоке 1, подается в совмещенный с кавитацион-ной камерой электрокоагулятор 2, затем направляется в отстойник 3, где отделяется осадок в виде хлопьев коагулянта с адсорбированными на них загрязнениями. Осадок из отстойника также подается в сушильную камеру, где в процессе сушки отделяется влага и остается сухой концентрат, направляемый на утилизацию. Образующийся в электрокоагуляторе флотоконденсат собирается и отводится в пеногаситель 4, переводится в жидкую фазу, поступает выпарной аппарат 5, из которого упаренный раствор (кубовый остаток) также подается в камеру 6. Образующийся в выпарном аппарате 5 конденсат и направляется в смеситель 7 для разбавления очищаемой воды перед блоком биологической очистки 8, в котором происходит процесс окисления органики, и блоком доочистки 9, в котором разрушаются ферментные системы микробных клеток и окисляются остатки органических примесей.

Рис. 20. Принципиальная технологическая схема очистки и обеззараживания сточных вод: 1 - блок механической очистки; 2 - электрокоагулятор, совмещенный с кавитационной камерой; 3 - отстойник; 4 - пеногаситель; 5 - выпарной аппарат; 6 - сушильная камера; 7 -смеситель; 8 - блок биологической очистки; 9 - блок доочистки.

Главная особенность предложенной технологической схемы заключается в решении проблемы утилизации вторичных отходов, образуемых в процессе ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод. Данная задача решается посредст-

вом выпаривания флотоконденсата, разбавления стока сконденсировавшимся паром, совместной сушки и последующей утилизации осадка и упаренного раствора. В рамках выполнения диссертационной работы экспериментально доказано, что при выпаривании СПАВ-содержащих сточных вод конденсирующийся пар не содержит СПАВ, что дает возможность использования его для разбавления стока, при котором повышенная температура конденсата обеспечивает дополнительное обеззараживающее воздействие. Предложенная технологическая схема может быть использована для создания замкнутых систем водоснабжения предприятий легкой промышленности, например, красильно-отделочных производств.

Частным случаем предложенной технологической схемы является вариант, при котором после очистки, отстаивания и разбавления конденсатом, сточную воду с концентрацией загрязняющих веществ не превышающей ПДК горколлектора, направляют на общегородские очистные сооружения. Рассматриваемый вариант может быть применен для очистки и обеззараживания сточных вод предприятий сферы услуг, например, прачечных производств, стоки которых в соответствии с гигиеническими требованиями не целесообразно направлять на рециклинг.

В соответствии с предложенной технологической схемой водоочистки после ультразвуковой электрокоагуляционной обработки необходимо предусмотреть процедуру отстаивания хлопьев коагулянта. Согласно СНиП 2.04.03-85 «Канализация. Наружные сети и сооружения» расчет производительности отстойников строится на определении гидравлической крупности осаждаемых частиц. Выражение для расчета гидравлической крупности хлопьев коагулянта, ориентированное на использование полученных регрессионных зависимостей (приведенных в IV главе диссертации) для скорости осаждения («ос) и коэффициента агломерации (п^) имеет следующий вид:

U0 ^-(0,25-Я^ КокТ"" Ю\ И,

где //, - динамическая вязкости стока при температуре на выходе из электрокоагулятора; Нотс, Котс - рабочая глубина и коэффициент использования объема отстойника.

На основании теоретических и экспериментальных исследований в работе предложена инженерная методика расчета аппарата для ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод (конструкция аппарата представлена в III главе диссертации). Методика включает определение геометрических параметров исходя из акустической мощности выбранного ультразвукового оборудования, а также расчет эффективности работы аппарата на основании полученных регрессионных моделей. Установленная экспериментальным путем зависимость для расчета эффективности ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод имеет вид:

\

+ 13,1-In

>ж-т

Ур

+ 0,00592-In

v | СПАВ ' Р

+10"3 • тОБ ■ С°сшв - 0,928 • т0Б + 0,0153 • С°сплв -126,19. Удельные площади межфазных поверхностей «жидкость - газ» (8Ж_Г/УР) и «жидкость - твердое тело» IVг), образуемые соответственно частицами коагулянта и пузырьками водорода, рассчитываются из соотношений:

- ^21 5 Т°БР 'э ' ^ж-т _ у] 24 'аМе Т°БР <э

Ур а Ур ' Ур ' ¿и' Рл1(он), Ур

-14-

где аш — электрохимический эквивалент металла (алюминия); рАц0Н^ - плотность гидрооксида металла (алюминия). Коэффициент выхода металла по току (кМе) и средний диаметр частиц коагулянта (с!ч) могут быть найдены с использованием регрессионных моделей (приведенных в IV главе диссертации). В сравнении с расчетом удельной площади, образуемой частицами коагулянта, определение поверхности раздела фаз «жидкость - газ» является более сложной задачей, так как включает нахождение среднего размера пузырьков. Средний размер пузырьков (а) определяется из полученного теоретическим путем уравнения (представленного во II главе диссертации) с соблюдением входящих в него граничных условий. Поэтому для решения данной задачи целесообразно воспользо-

1500 2500 3500 4500

ваться соответствующими матема- „ ,, „ - , .

Рис. 21. Номограмма определения удельной площади тическими программными продук- межфазной поверхности «жидкость-газ», образуе-тами, или номограммой, образец мой пузырьками водорода в объеме аппарата за вре-которой представлен на Рис. 21. мя ультразвуковой электрокоагуляционной обработки

При расчете удельных площадей раздела фаз, создаваемой в аппарате частицами коагулянта и пузырьками водорода, существенное значение имеют параметры / V), и БК1УР (дм2 /дм3), представляющие собой критерии геометрического подобия, определяемые как отношение рабочей площади соответственно анодной и катодной поверхности к объему аппарата.

На Рис. 22 сопоставлены экспериментальные данные эффективности удаления СПАВ посредством реагентной флотации, реагентной флотации в акустическом поле (пат. РФ № 2214972), электрокоагуляции, ультразвуковой электрокоа-гуляционной обработки с использованием аппарата предложенной конструкции и его прототипа (пат. РФ № 2214969). Расчетное количество получаемого электрохимическим путем или вводимого в раствор реагента (гидрооксида алюминия) во всех экспериментах - 2 г/л, начальная концентрация СПАВ - 500 мг!л, интенсивность ультразвука - 3 Вт!см2.

5

Рис. 22. Эффективность удаления СПАВ посредством реагентной флотации (1), реагентной флотации в акустическом поле (2), электрокоагуляции (3), ультразвуковой электро-коагуляционной обработки в аппарате предложенной конструкции (4) и прототипе (5).

Испытания предложенного способа ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод и аппарата для его осуществления в реальных условиях проводились на стоке после «влажной» чистки изделий фабрики-прачечной ЗАО «АЯКС» (г. Москва).

Рис. 23. Расчетное и экспериментальное из- Рис. 24. Зависимость общебиологических по-менение концентрации АПАВ и НПАВ в ре- казателей (ХПК и БПК;) реального стока от

альном стоке в зависимости от времени об- времени электрокоагуляционной (ЭК) и ульт-

работки (при плотности тока 2 А/дм2, ин- развуковой электрокоагуляционной (ЭК + УЗ)

тенсивности ультразвука 2 Вт/см2). обработки.

Результаты испытаний в реальных условиях (Рис. 23) свидельствуют об удовлетворительной степени сходимости расчетной эффективности удаления СПАВ с эффективностью удаления АПАВ и НПАВ, применяемых в промышленных препаратах для «влажной» чистки изделий. Под воздействием ультразвука наблюдалось улучшение общебиологических показателей обрабатываемого стока (Рис. 24).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан способ, позволяющий повысить эффективность электрофлотокоа-гуляционной очистки сточных вод от СПАВ посредством применения ультразвукового воздействия, а также аппарат (устройство) для его осуществления. Повышение эффективности обусловлено интенсификацией электрохимических, флотационных и коагуляционных процессов в ультразвуковом поле, что также способствует снижению затрат на очистку за счет уменьшения удельного расхода реагента, получаемого электрохимическим путем.

2. На основании теоретических исследований определен средний размер пузырьков водорода, отрывающегося от катодной поверхности, в зависимости от ее шероховатости, частоты и амплитуды ультразвуковых колебаний.

3. По результатам экспериментальных исследований получены регрессионные уравнения для определения влияния параметров обработки на основные показатели проведения процесса: эффективность удаления СПАВ, количество переходящего в раствор металла, диаметр частиц коагулянта, гидравлическую крупность хлопьев коагулянта, кратность образующегося пеноконденсата.

4. Разработана инженерная методика расчета аппарата для ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод, предложена новая технологическая схема для очистки и обеззараживания СПАВ-содержащих стоков.

5. Произведена практическая апробация предложенного способа очистки и аппарата для его осуществления в реальных условиях (на примере очистки сточных вод фабрики-прачечной ЗАО «АЯКС» г. Москва).

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Систер В.Г., Киршанкова Е.В.. Разработка ультразвуковых методов очистки сточки от поверхностно-активных веществ // Московская наука - проблемы и перспективы: Матер. II научн.-практич. конф. - М.: ФГУП «ВИМИ», 2002. - с. 240-245.

2. Систер В.Г., Киршанкова Е.В. Совместное применение ультразвука и электрокоагуляции для очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ // ВЭЙСТТЕК-2003: Матер. 3-го Международного конгресса по управлению отходами. - М.: ЗАО «Фирма СИБИКО Интернэшнл», 2003. - с. 162.

3. Систер В.Г., Киршанкова Е.В. Эффекты ультразвукового воздействия на процесс электрокоагуляционной очистки сточных вод влажной ("аква") чистки изделий // Московская наука - проблемы и перспективы: Матер. IV научн.-практич. конф. - М.: ОАО «МКНТ», 2003. - с. 236-242.

4. Систер В.Г., Киршанкова Е.В. Лабораторные исследования процесса очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ совместным применением ультразвука и электрокоагуляции // Чистый город - №1(25) - 2004 г. - с. 25-27.

5. Систер В.Г., Киршанкова Е.В. Совместное использование ультразвуковой и электрокоагуляционной технологии в процессе очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ // Инженерная экология- проблемы города, промышленности, подготовки кадров: Сборник научных трудов. - М.: МГУИЭ, 2004.-с. 56-61.

6. Систер В.Г., Киршанкова Е В. Ультразвуковая электрокоагуляционная очистка от ПАВ сточных вод, образующихся в процессе "влажной" чистки изделий // Московская наука - проблемы и перспективы: Матер. VI научн.-практич. конф. -М.: ОАО «МКНТ», 2005. - с 614-618.

7. Систер В.Г., Киршанкова Е.В. Применение ультразвуковых технологий в процессе электрокоагуляционной очистки сточных вод от ПАВ. // Химическое и нефтехимическое машиностроение - №10 - 2005 г. - с. 38-39.

8. Систер В.Г., Киршанкова Е.В., Карпова Е.В. Использование акустических колебаний в различных методах очистки сточных вод от органических примесей // Химическое и нефтехимическое машиностроение - №11 - 2005 г. - с. 32-33

9. Систер В.Г., Киршанкова Е.В., Миташова Н.И. Способ очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ. Заявка РФ № 2005133238 от 28.10.2005.

10. Систер В.Г., Киршанкова Е.В., Абрамов О.В. Устройство для очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ. Заявка РФ № 2005133239 от 28.10.2005.

11. Систер В.Г., Киршанкова Е.В., Цедилин А Н. Способ очистки и обеззараживания сточных вод. Заявка РФ № 2005134694 от 09.11.2005.

Подписано в печать 10 января 2006 г Формат 60x84 1/16 Объем 1,0 п л Тираж 100 экз Заказ 26 Отпечатано на ризографе МГУИЭ, 105066, Москва, ул Старая Басманная, 21/4

£006

Im

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ОЧИСТКИ * СТОЧНЫХ ВОД ОТ СПАВ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Классификация спав.

1.2. Использование СПАВ в промышленности и быту, источники их поступления в сточные воды.

1.3. Существующие методы удаления СПАВ из водных растворов и сточных вод.

1.3.1. Биохимическое окисление.

1.3.2. Флотация.

1.3.3. Реагентная очистка.

1.3.4. Адсорбция.

1.3.5. Мембранное разделение.

1.3.6. Экстракция.

1.3.7. Ионный обмен.

1.3.8. Озонирование.

1.3.9. Электрохимические методы.

1.4. Анализ обзора и постановка задач исследования.

ГЛАВА 2. НАУЧНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ПРИМЕНЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКА ДЛЯ

ИНТЕНСИФИКАЦИИ ЭЛЕКТРОФЛОТОКОАГУЛЯЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ

2.1. Нелинейные акустические эффекты в жидкой фазе.

2.1.1. Акустическая кавитация.

2.1.2. Акустические течения.

2.1.3. Радиационное давление.

2.2. Нелинейные акустические эффекты в трехфазной среде.

2.2.1. Поверхностные эффекты.

2.2.2. Флотационные эффекты.

2.3. Технологические эффекты ультразвука.

2.4. Использование ультразвука в процессах водоочистки.

2.4.1. Использование ультразвука в гидромеханических методах.

2.4.2. Использование ультразвука в реагентных методах.

2.4.3. Использование ультразвука в деструктивных методах.

2.5. Расчет размера пузырьков водорода, образующихся на катодной поверхности при электрофлотокоагуляции в ультразвуковом поле.

2.6. выводы по разделу.

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

3.1. Постановка задачи экспериментальных исследований.

3.1.1. Электрохимическое растворение металла.

3.1.2. Образование пеноконденсата.

3.1.3. Гидравлическая крупность хлопьев коагулянта.

3.2. Планирование эксперимента.

3.3. Выбор критериев оптимизации и основных факторов варьирования.

3.4. Описание лабораторной установки.

3.5. Описание пилотной установки.

3.5.1. Общий вид аппарата.

3.5.2. Режим работы аппарата.

3.5.3. Материалы.

3.5.4. Конструкция волновода.

3.6. Методы исследования и анализа.

3.7. Оценка погрешностей измерений факторов варьирования.

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

4.1. Исследование влияния параметров обработки на скорость электрохимического растворения металла.

4.2. Исследование влияния параметров обработки на кратность пеноконденсата.

4.3. Исследование влияния параметров обработки на средний диаметр частиц коагулянта

4.4. исследование влияния параметров обработки на гидравлическую крупность хлопьев коагулянта.

4.5. исследование влияния параметров обработки на эффективность удаления СПАВ

ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ (ВНЕДРЕНИЕ).

5.1. Разработка технологической схемы.

5.2. Разработка методики расчета аппарата.

5.3. Апробация способа и аппарата в реальных условиях.

Актуальность темы. Актуальность проблемы удаления синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) из сточных вод с каждым годом растет в связи с постоянным удорожанием воды как производственного ресурса, значительными объе-* мами водопотребления и разнообразием технологических процессов, предполагающих использование веществ данного класса.

Обзор литературы показывает, что, несмотря на обилие различных методов проблема подбора оптимального и эффективного способа очистки сточных вод предприятий сферы услуг, большинства водоемких производств легкой промышленности, а также производственных процессов, включающих СПАВ в качестве смачивателей, эмульгаторов и стабилизаторов, остается нерешенной. Кроме того, в условиях практически полного прекращения отечественного производства СПАВ и низких цен на устаревшую импортную продукцию, можно ожидать, что в ближайшее время сохраниться тенденция использования биологически не разлагаемых препаратов.

Сегодня для удаления СПАВ приходится применять целую цепочку технологических приемов, включающих различные физико-химические методы очистки, каждый из которых имеет ряд недостатков и ограничений, выявляющих необходимость использования дополнительных стимулирующих воздействий. Широкое распространение в сис-% темах водоочистки СПАВ-содержащих сточных вод получил метод электрофлотокоагу-ляции, который обладает значительными возможностями для интенсификации, т.к. сочетает в себе несколько физико-химических процессов - электролиз, коагуляцию и флотацию загрязнений.

В настоящее время резко возрос интерес к использованию в процессах очистки сточных вод и подготовки питьевой воды дополнительных стимулирующих воздействий, таких как озонирование, ультрафиолетовое излучение, ультразвуковая обработка, наложение электрических и магнитных полей. Из перечисленных методов по комплексности и экологической безопасности оказываемого воздействия особого внимания заслуживают ультразвуковые колебания, наложение которых вызывает изменение свойства среды, относительных скоростей движения фаз, инициирует дополнительные флотационные и коагуляционные эффекты, активизирует тепло- и массообменные процессы.

В диссертационной работе предложено и исследовано совместное применение электрокоагуляции и ультразвукового воздействия для очистки сточных вод от СПАВ.

Цель работы: совершенствование технологии очистки сточных вод от СПАВ на основе совместного использования электрофлотокоагуляционной и ультразвуковой обработки.

Задачи исследования:

- Анализ существующих методов удаления СПАВ из сточных вод.

- Обоснование применения ультразвука для интенсификации электрофлотокоа-гуляционных процессов.

- Теоретическое и экспериментальное исследование влияния параметров ультразвуковой электрокоагуляционной обработки на интенсивность флотационных, коагуляционных и электрохимических процессов, эффективность удаления СПАВ, характерные показатели осадка и флотоконденсата.

- Построение математических зависимостей, описывающих процесс ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод от СПАВ.

- Оценка эффективности предложенного способа очистки СПАВ-содержащих сточных вод и устройства для его осуществления в реальных условиях.

Научная новизна работы: Разработан способ очистки сточных вод от СПАВ посредством электрофлотокоагуляции в ультразвуковом поле и аппарат для его осуществления. Установлен характер влияния параметров ультразвуковой электрокоагуляционной обработки на скорость электрохимического растворения металла, размер пузырьков водорода, средний диаметр частиц коагулянта, эффективность удаления СПАВ, кратность пеноконденсата, гидравлическую крупность осадка.

Практическая значимость: Разработана инженерная методика расчета аппарата для ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод от СПАВ. Предложена новая технологическая схема установки для очистки и обеззараживания СПАВ-содержащих сточных вод.

Защищаемые положения:

- Способ очистки сточных вод от СПАВ посредством электрофлотокоагуляции в ультразвуковом поле и устройство для его осуществления;

- Система регрессионных уравнение, описывающих влияния параметров ультразвуковой электрокоагуляционной обработки на интенсивность флотационных, коагуляционных и электрохимических процессов, эффективность удаления СПАВ, характерные показатели осадка и флотоконденсата;

- Инженерная методика расчета аппарата для ультразвуковой электрокоагуляци-онной очистки сточных вод от СПАВ;

- Технологическая схема установки для очистки и обеззараживания СПАВ-содержащих сточных вод;

- Результаты экспериментальных исследований эффективности применения способа и аппарата для ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод от СПАВ в реальных условиях (на примере очистки сточных вод фабрики-прачечной ЗАО «АЯКС» г. Москва).

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Международной конференции «Инженерная защита окружающей среды» (г. Москва, 2002 г.), Научно-практической конференции «Внедрение природоохранных технологий и оборудования в коммунальное хозяйство» (Москва, 2003 г.), Круглом столе РАН «Экология города» (Москва, 2004 г.), Ill и IV Международном конгрессе по управлению отходами «ВЭЙСТТЕК» (г. Москва, 2003-2005 г.), II, IV, V и VI Научно-практической конференции «Московская наука - проблемы и перспективы» (г. Москва, 2002-2005 г.).

Автор выражает особую признательность за ценные рекомендации и всестороннюю практическую помощь на всех этапах подготовки диссертации научному руководителю доктору технических наук, члену-корреспонденту РАН, профессору Систеру В.Г. Автор также выражает благодарность за помощь в организации проведения экспериментальных исследований д.т.н., проф. Абрамову О.В. и к.б.н., доц. Миташовой Н.И.

Основные результаты и выводы

1. Разработан способ, позволяющий повысить эффективность электрофлотокоа-гуляционной очистки сточных вод от СПАВ посредством применения ультразвукового воздействия, а также аппарат (устройство) для его осуществления. Повышение эффек тивности, обусловлено интенсификацией электрохимических, флотационных и коагуля-ционных процессов в ультразвуковом поле, что также способствует снижению затрат на очистку за счет уменьшения удельного расхода реагента, получаемого электрохимическим путем.

2. На основании теоретических исследований определен средний размер пузырьков водорода, отрывающегося от катодной поверхности, в зависимости от ее шероховатости, частоты и амплитуды ультразвуковых колебаний.

3. По результатам экспериментальных исследований получены регрессионные уравнения для определения влияния параметров обработки на основные показатели проведения процесса: эффективность удаления СПАВ, количество переходящего в раствор металла, диаметр частиц коагулянта, гидравлическую крупность хлопьев коагулянта, кратность образующегося пеноконденсата.

4. Разработана инженерная методика расчета аппарата для ультразвуковой электрокоагуляционной очистки сточных вод, предложена новая технологическая схема

I для очистки и обеззараживания СПАВ-содержащих стоков с его использованием.

5. Произведена практическая апробация предложенного способа очистки и аппарата для его осуществления в реальных условиях (на примере очистки сточных вод фабрики-прачечной ЗАО «АЯКС» г. Москва).

1. Бухштаб З.И. и др. Технология синтетических моющих средств. -М.: Легпром-бытиздат, 1988.-320 с.

2. Ребиндер П.А. Поверхностно-активные вещества и их применение // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева, Т. IV - №5. - М: Химия, 1959-566 с.

3. Ребиндер П.А. Взаимосвязь поверхностных и объемных свойств растворов поверхностно-активных веществ / Избранные труды. М.: Наука, 1978. - с. 157-181.

4. Ребиндер П.А. и др. Физико-химия флотационных процессов. М.: Металлург-издат, 1933.-230 с.

5. Остроумов С.А. Биологические эффекты поверхностно-активных веществ в связи с антропогенным воздействием на биосферу. М.: МАКС-Пресс, 2000. - 116 с.

6. Кабирев P.P., Хазилова Р.Х., Хусаинов З.М. Изучение границ устойчивости почвенных водорослей к поверхностно-активным веществам //Альгология. 2000. - Т. 10. - №2. - с. 168-173

7. Экилик В.В. Влияние химической структуры поверхностно-активных веществ и природы растворителя на коррозию металлов: дис. . докт. хим. наук: 02.00.04. М., 1982.-192 с.

8. Оборудование предприятий по стирке белья и химической чистке одежды / Каталог-справочник. М.: МАШМИР, 1992. - 197 с.

9. Миташова Н.И. Технология защиты городской среды на предприятиях сферы услуг. М.: МГУИЭ, 2002. - 104 с.

10. Федорова А.Ф. Технология химической чистки и крашения. М.: Легпромбыт-издат, 1990.-340 с.

11. Миташова Н.И. Основные тенденции и способы очистки сточных вод прачечных//Химчистка и прачечная. -1998. № 3. - с. 13-22.

12. Коробан В.А. Теоретические аспекты экологического сервиса // Международная научно-техническая конференция "Наука-сервису". М.: Государственная акадеf мия сферы быта и услуг. 1999. - с. 142-145

13. Методические указания 1.1.688-98. Организация и проведение санитарно-гигиенической паспортизации канцерогенно-опасных производств. М.: Минздрав России, 1998.-23 с.

14. Миташова Н.И. Экологические аспекты технологии «влажной» чистки // Современная Химчистка и Прачечная. 2002. - № 3. - с. 34-37.Г

15. Сафонов В.В. Химическая технология отделочного производства: Учебник для студентов вузов по специальности Инженерная защита окружающей среды. М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2002. - 280 с.

16. Садова С.Ф., Кривцова Г.Е., Коновалова М.В. Экологические проблемы отделочного производства. М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2002 - 283 с.

17. Миташова Н.И. Очистка сточных вод от крашения текстильных изделий в сфере услуг // Химчистка и прачечная 2001. - №1 (12) - с. 54-61.

18. Лукиных Н.А., Луценко Г.Н. Цветкова А.И. Очистка сточных вод механизированных прачечных. М.: Стройиздат, 1982. - 120 с.

19. Рекомендации по проектированию и эксплуатации фильтров ОКСИПОР в схе-| ме физико-химической очистки городских сточных вод. М.: АКХ, 1985. - 54 с.

20. Пат. 1784035 СССР, МПК5 С 02 F 3/08. Аппарат для биологической очистки сточных вод / Найденко В.В., Колесов Ю.Ф., Капралова Г.Н, Видяев А.Е. № 4919943; заявл. 19.03.1991; опубл. 23.12.1992; Бюл. № 47-3 с.

21. Пат. 2099293 РФ, МПК6 С 02 F 3/02, С 02 F 3/08. Способ очистки сточных вод /

22. Давыдова П.А., Судакова В.В., Киселева Г.И., Тимин К.И. № 95115583/25; заявл. 05.09.1995; опубл. 20.12.1997 -4 с.

23. Мацнев А.И. Очистка сточных вод флотацией. Киев: Издательство Буде-вильник, 1976. - 130 с.

24. Манцев А.И. Водоотведение на промышленных предприятиях.- Львов: Издательство при Львовском государственном университете, 1986. 200 с.

25. Пушкарев В.В. Осветление и дезактивация сточных вод пенной флотацией. -М.: Атомиздат, 1969. 142 с.

26. Жуков А.И., Монгайт И.Л. Методы очистки производственных сточных вод. -М.: Стройиздат, 1977. 110 с.

27. Стрельцова Е.А., Хромышева Б.А. Закономерности пенного фракционирования некоторых технических СПАВ // Вестник Одесского национального университета -2002. -№ 6-е. 123-128

28. Baldwin J.L., Dempsey В.А. Effects of brownian-motion and structured water on aggregation of charged-particles // Colloids and Surfaces: Physicochemical and Enginering Aspects.-2001.-Vol. 177. Iss 2-3.-pp. 111-122.

29. Pat. 6148649 USA, D 06 F 003/00. Washing machine with a device for eliminating hydrophobic substances contained in washing water / Shin, Jung-soo № 159473; filed 23.09.1998; published 21.11.2000. - 8 p.

30. Ксенофонтов Б.С. Очистка сточных вод. Флотация и сгущение осадков. М.:1. Химия, 1992.-144 с.

31. Ксенофонтов Б.С. Флотационная очистка сточных вод. М.: Новые технологии, 2003.-159 с.

32. Вопросы физико-химической очистки промышленных сточных вод // Сборник научных трудов М: ВНИИВОДГЕО, 1984. - 119 с.

33. А.Г. Кирсанов, Н.И. Миташова Охрана окружающей среды на предприятияхбытового обслуживания. М.: Легпромбытиздат, 1987. - 236 с.

34. Русанов А.И., Левичев С.А., Жаров В.Т. Поверхностное разделение веществ: Теория и методы. Л.: Химия, 1981. - 184 с.

35. Пат. 5243 Украина, МП К5 С 02 F 1/24. Установка для очистки воды от СПАВ методом флотации / Гончарук В.В., Цыбулев П.Н.; заявл. 08.03.1994; опубл. 06.12.1994. -Зс.

36. Пат. 2119891 РФ, МП К6 С 02 F 1/24, С 02 F 1/40. Устройство для очистки воды / Гончарук В.В., Цыбулев П.Н. № 97110996/25; заявл. 27.06.1997; опубл. 10.10.1998. -5 с.

37. Холохонова Л.И., Короткая Е.В. Устойчивость и коагуляция дисперсных систем. Кемерово: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. 2000.-106 с.

38. Будыкина Т.А., Яковлев С.В. Коагулянты для очистки сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 2001. - №10.- с. 30-33

39. Пискунов В.Н. Кинетика процессов коагуляции. Саратов: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 1999.-56 с.

40. Гандурина Л. В., Буцева Л. Н., Штондина В. С. Коагуляционная очистка сточных вод окрасочных производств // Лакокрасочные материалы и их применение 2000. - №6 - с. 23-26.

41. Когановский A.M., Клименко Н.А. Физико-химические методы очистки промышленных сточных вод от поверхностно-активных веществ. Киев: Наукова думка, 1974. -133 с.

42. Гумен С.Г., Дариенко И.Н., Евельсон Е.А., Русанова Л.П. Применение современных химических реагентов для обработки маломутных цветных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 2001. - №3. - с. 12-15

43. Ласков Ю.М. Ефимова Н.А. Очистка сточных вод красильно-отделочных пред-i приятии хлопчатобумажной промышленности физико-химическими методами./ В сб.

44. МИСИ: Вопросы очистки сточных вод. 1980.- № 175 - с. 102-108.

45. Пушкарев В.В., Трофимов Д.И. Физико-химические особенности очистки сточных вод от СПАВ. М.: Химия, 1975. - 143 с.

46. Ласков Ю.М. Очистка сточных вод на предприятиях текстильной промышленности. М.: Легкая индустрия, 1977.-40 с.

47. А.с. 1171427 СССР, МПК1 С 02 F 1/46, С 02 F 1/46, С 02 F 101/10, С 02 F 101/30, С 02 F 103/04. Способ очистки воды / Мацкевич Е.С., Епифанов Ю.В., Кульский Л.А. № 3222996; заявл. 19.12.1980; опубл. 07.08.1995; Бюл. № 29. - 3 с.

48. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л.: Химия, 1977. - 434 с.

49. Николадзе Г.И. Коммунальное водоснабжение и канализация. Учебник. М.: Стройиздат, 1983. - 422 с.

50. У 52 Braul L., Viraraghavan Т., Corkal D. Cold-water effects on enhanced coagulation ofhigh DOC, Low turbidity water. // Water Quality Research Journal of Canada. 2001. - Vol. 36. - Iss. 4. - pp. 701-717.

51. Liu J.C., Lien C.S. Pretreatment of Bakery waste-water by coagulation-flocculation and dissolved air flotation. // Water Science and Technology. 2001. - Vol. 43. - Iss. 8. - pp. 131-137.

52. Volk C., Bell K., Ibrahim E., Verges D., Amy G., Lechevallier M. Impact of enhanced and optimized coagulation on removal of organic-matter and its biodegradable fraction in drinking-water. //Water Research. 2000. - Vol. 34. - Iss. 12. - pp. 3247-3257.

53. Ефимов K.M., Гембицкий П.А., Дюмаева И.В., Данилина Н.И. Дезинфицирующие флокулянты для очистки и обеззараживания питьевых и сточных вод // Водоснабt жение и санитарная техника. -2001. №6. - с. 13-17

54. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. М.: Стройиздат, 1984. - 200 с.

55. Пат. 2019522 РФ, МПК5 с 02 F 1/58. Способ очистки сточных вод красильных производств / Фомина В.И., Колниболотчук Н.К., Пивоваров А.В., Малий В.А., Гнатюк

56. П.П., Прозоров Л.В.-№5008199/26; заявл. 04.11.1991; опубл. 15.09.1994. 5 с.

57. Ефимов А.Я. Очистка сточных вод предприятий легкой промышленности. М.: Техника, 1985.-108 с.

58. Pat. 2044743 GB, С 02 F 9/00. Method and apparatus for treatment of sewage / Toyohiko Kaneko, Masayoshi Kubbota, Sankichi Takashi, Toshio Sawa № 7925680.6; filed 24.07.1979; published 22.10.1980. - 5 p.

59. Пат. 2029736 РФ, МПК6 С 02 F 1/52, С 02 F 1/54 Способ очистки сточных вод от красителей и поверхностно-активных веществ / Алексеев Е.В., Ласков Ю.М., Вейцер Ю.И., Богорова Л.В. № 5048012/26; заявл. 27.04.1992; опубл. 27.02.1995 -4 с.

60. Аникин Ю.В., Насчетникова Р.Б. и др. Сорбция анионных красителей макропористым поликонденсационным анионитом. // Охрана природных вод Урала. Свердловск, 1983. - №14. - с. 46-49.

61. Льи A.M., Маяковская Л.Н. и др. Исследование сорбции поверхностно-активных веществ торфом. // Вести Академии наук БССР. Сер. хим. н. 1980. - № 4. с. 67-69.

62. Kruger U., Mohtody М., Frank F.H. Reining und von textilab wasser mit adsorption koks // Mellion Texnikber. 1981. - Vol. 62. - №8. - p. 689-692

63. Wogott A., Banleg R.W. The use of activated carbon for improving the quality of sewage effluent. //Water pollution Fed. 1972. - Vol. 71. - №4. - p. 417-423

64. Когановский A.M., Клименко A.H. Левченко T.M., Рода И.Г. Адсорбция органических веществ из воды. Л.: Химия, 1990. - 256 с.

65. Лукашев Е.А., Смагин В.Н. Исследование кинетических особенностей последовательности реакций при дехлорировании воды на гранулированных пористых углях // Химия и технология воды. 1991. - т. 13. - №7. - с. 621-623

66. Смагин В.Н., Лукашев Е.А., Квитка Л.А. Анализ механизма процесса дехлорирования воды на гранулированных пористых углях // Химия и технология воды. 1991. -т. 13.-№7.-с. 602-607

67. Юнусов М.П., Перездриенко И.В., Умаров У.Т., Шерматов Б.Э. Сорбционные свойства активного угля, полученного из хлопкового лигнита, и его применение для очистки воды от органических веществ // Химия и технология воды. 2001. - т. 23. -№6.-с. 607-611

68. Смагин В.Н., Лукашев Е.А., Рахвальский В.М., Квитка Л.А. Технологическое моделирование процесса дехлорирования воды и сточных вод при фильтрации через пористые угли // Строительство и архитектура 1991. - № 7 - с. 104-108

69. Лупашко Ф.Г. Разработка теории и технологии адсорбционной очистки сточных вод текстильных предприятий от красителей: Автореф. дис. . канд. тех. наук: 05.12.08. -Киев, 1981,-22 с.

70. Matsuo Т., Nishi Т. Activated carbon filter treatment of laundry waste-water in nuclear-power-plants and filter recovery by heating in vacuum. // Carbon. 2000. - Vol. 38. -Iss. 5.-pp. 709-714.

71. Кошкина Л.Ю., Сироткин А.С., Гуляев В.В., Алексеева Т.В., Емельянов В.М. Биосорбционная очистка СПАВ-содержащих сточных вод с микробной регенерацией адсорбента // Химическая промышленность-2001. №9. - с. 29-33.

72. Pat. 2001-070967 Japan, С 02 F 9/00. Cleaning system for laundry waste water / > Fukunaga Minoru, Okerani Satoshi, Nagae Shinya № 11-248336; filed 09.09.1999; published 21.03.2001.- 2 p.

73. Плата H.A. Мембранные технологии авангардное направление развития науки и техники XXI века. Source URL:http://www.chem.msu.su:8081/rus/iournals/membranes/1/st0.htm

74. Дытнерский Ю.И. Мембранные процессы разделения жидких смесей. М.: Химия, 1975.-232 с.

75. Хванг С.-Т., Каммермейер К. Мембранные процессы разделения. М.: Химия, 1981.-464 с.

76. Мембранная технология новое направление в науке и технике. / Тезисы докладов 1-ой Всесоюзной конференции по мембранным методам разделения смесей, -М.: МХТИ. им Д.И. Менделеева, 1973. - 106 с.

77. Станция комплексной очистки сточных вод от красителей и СПАВ. Рекламный листок. Владимир: АО "Полимерсинтез", №8-р-93, подписано в печать 06.05.1992.2с.

78. Пат. 2049531 РФ, МПК6 В 01 D 61/00. Способ очистки сточных вод от красителей и поверхностно-активных веществ / Поворов А.А., Корнилова Н.В., Савельев С.П., Руфель Х.А., Семенихин А.С. № 5045928/26; заявл. 04.06.1992; опубл. 10.12.1995. - 3 с.

79. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация. М: Химия, 1978. - с. 319-323

80. Кочергин Н.В., Бестереков У.Б., Камшибаев А.А., Абдиев К.Ж. Очистка сточных вод от поверхностно-активных веществ ультрафильтрацией в сочетании с комплексо-образованием // Химическая промышленность М.: Химия, 1989. - № 9 - с. 43-46

81. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1973.-750 с.

82. Турский Ю.И. Очистка производственных сточных вод. М.: Химия, 1967.331 с.

83. Pat. 3259567 USA, cl. 210/639; 210/221.2; 210/259. Method and apparatus for treatment of detergent-laden wastes / Dunning. H.N., Gulenchgin J.S. № 341,630; filed3101.1964; published 05.07.1966. 8 p.

84. Pat. 3259568 USA, cl. 210/638; 210/665; 210/691. Treatment of aqueous waste solution / Jordan W. A., Dunning H. N., Ditsh L. T. № 267,038; filed 21.03.1963; published 05.07.1966.-8 p.

85. A. c. 1182003 СССР, МПК1 С 02 F 1/58, С 02 F 101/30, С 02 F 103/34. Способ очистки сточных вод от алкиларилсульфонатов / Гущина Л.И., Евлахова И.Л., Грищенко А.С. № 3679668; заявл. 23.12.1983; опубл. 30.09.1985; Бюл. № 36. - 3 с.

86. Пат. 2054389 РФ, МПК6 С 02 F 1/58, С 02 F 1/26. Способ селективного извлечения анионоактивных СПАВ из сточных вод / Полуэктов П.Т., Азарова Н.И., Зеленева О.А., Семенов A.M., Грайвер Ю.М., Теричев Н.М., Юркина Л.Л., Ривин Э.М., Скульский

87. А.С. № 93041472/26; заявл. 17.08.1993; опубл. 20.02. 1996. - 5 с.

88. Дытнерский Ю.И. Теоретические основы химической технологии. М.: Химия, 1968.-т. 2.-с. 651-659.

89. Пааль Л.Л., Кару Я.Я., Мельдер Х.А. Справочник по очистке природных и сточных вод. М.: Высшая школа, 1994. - 336 с.

90. Strathmann Heiner. Ion-exchange membrane separation processes Amsterdam: Elsevier, 2004. - 348 c.

91. Митюков B.H. Вводно-химические процессы и водоподготовка: очистка воды методами ионного обмена СПб.: Изд-во СПб ГПУ, 2004 - 28 с.

92. Пат. 2041169 РФ, МПК6 С 02 F 1/42. Способ ионообменного извлечения нитрат-ионов / Никитин И.В., Синиченков В.Ф., Афанасенко Б.П., Уткин В.В., Сеземин В.А., Созонтов Н.В., Логинов Н.Д. № 93027650/26; заявл. 19.05.1993; опубл. 09.08.1995. - 5 с.

93. Пат. 2039011 РФ, МПК6 С 01 G 28/00, В 01 J 20/06. Способ извлечения мышьяка из растворов / Онорин С.А., Вольхин В.В., Ходяшев М.Б., Вольхин Д.В. № 5020348/26; заявл. 29.12.1991; опубл. 09.07.1995.-6 с.

94. Аширов А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов. Л.: Химия. 1983.-295 с.

95. Когановский A.M., Клименко Н.А. Очистка промышленных сточных вод. -Киев: Техника, 1974. 256 с.

96. Таскаев В.И. Доочистка окрашенных сточных вод методом ионного обмена // Проблемы водоотведения и очистки стопных вод. Минск, 1980. - № 26 - с. 95-98.

97. Когановский A.M., Клименко Н.А., Левченко Т.М. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении. М.: Химия, 1983. - 287 с.

98. Знаменский Ю.П. Кинетика ионообменных процессов. Обнинск: Принтер, 2000.-204 с.

99. Шапошник В А, Васильева В.И. , Григорчук О.В. Явления переноса в ионообменных мембранах Воронеж: ВГУ, 2001. - 199 с.

100. Гамаюнов Н.И., Косов В.И. , Масленников Б.И. Ионообменные процессы и электрокинетические явления в набухающих природных и синтетических ионитах1.Тверь, 1999. 155 с.

101. Лунин В.В., Попович М.П., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. М.: Издательство Московского университета, 1998. - 474 с.

102. Вигдорович В.Н., Исправников Ю.А., Нижаде-Гавгани Э.А. Проблемы озоно-производства и озонообработки, создание озоногенераторов второго поколения. М.: Научно-внедренческое предприятие "Озонит", 1994. - 105 с.

103. Кузубова Л.И., Кобрина В.Н. Химические методы подготовки воды (хлорирование, озонирование, фторирование): Аналитический обзор. Новосибирск: Новосибирский институт органической химии, 1996. - 131 с.

104. Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технологии // Материалы 27-го Всероссийского семинара, Москва, Химический факультет МГУ, 4 июня 2004 г. М.: Университет и школа, 2004. - 213 с.

105. Gehringer P., Eschweiler Н. Ozone-electron beam process for water treatment: design, limitations and economic considerations Seibersdorf, 1996. - 11 p.I

106. Кандзан П.Ф., Мокина А.А. Применение озона для очистки промышленных сточных вод //Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И.Менделеева. 1982. - №2 - с. 169-177

107. Малкина И.И., Перевалов В.Г. Удаление некоторых неионогенных поверхностно-активных веществ из воды озоном / Нефтяное хозяйство № 3.- 1970. - с. 60-62.

108. Орлов В.А. Озонирование воды. М.: Стройиздат, 1984. - 89 с.

109. Линевич С.Н. Обработка природных и сточных вод озоном : Учеб. Пособие. -Новочеркасск: Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе, 1992.-74 с.

110. А.с. 1002255 СССР, МПК1 С 02 F 1/78, С 02 F 1/78, С 02 F 101/00, С 02 F * 103/04. Установка для обеззараживания жидкости / Широков Е.Н. № 3311411; заявл.0107.1981; опубл. 07.03.1983; Бюл. №9.-2 с.

111. Пат. 2085498 РФ, МПК6 С 02 F 1/24, С 02 F 1/40. Установка для очистки сточных вод / Литвиненко А.Н., Клинков А.Б. № 4537336/25; заявл. 13.12.1990; опубл. 27.07.1997-12 с.

112. Пат. 2144001 РФ, МПК7 С 02 F 1/28, С 02 F 1/42, С 02 F 1/78, С 02 F 9/00. Способ очистки сточных вод / Пальгунов Н.В.; Кузнецова Т.В.; Лабуренко Ю.А.; Пальгу-нов Н.Н. -№ 98109113/12; заявл. 21.05.1998; опубл. 10.01.2000. 7 с.

113. Пат. 2031851 РФ МПК6, С 02 F 1/32, С 02 F 1/72. Способ очистки сточных вод от органических веществ / Архипов В.П., Камруков А.С., Овчинников П.А., Теленков И.И., Шашковский С.Г., Яловик М.С. № 93025213/26; заявл. 29.04.1993; опубл. 27.03.1995.-5 с.

114. Грановский М.Г., Лавров И.С., Смирнов О.В. Электрообработка жидкостей. -Л.: Стройиздат, 1976. 216 с.I

115. Дьяконова, Т.А. Разработка электрофлотационной технологии подготовки природных и промышленных вод для технологических нужд : Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.17.03 / РХТУ-М., 1996.-16 с.

116. Ильин В.И., Колесников В.А., Паршина Ю.И. Электрофлотосорбционная очистка моющих растворов и сточных вод прачечных // Современная Химчистка и Прачечная 2001 - №4 - с. 24-27.

117. Пат. 23604 Украина, МПК6 С 02 F 1/24, С 02 F 1/46. Устройство для электрохимической очистки воды / Широков В.Л., Пакидов А.П., Руковчук В.П., Махлин Н.М., Керцман С.А., Федотенков В.Г. № 96124736; заявл. 19.12.1996; опубл. 02.06.1998; Бюл. №4.-4 с.

118. А.с. 562516 СССР, МПК6 с 02 F 9/06, С 02 F 1/20, С 02 F 1/46, С 02 F1/463, С

119. Ильин В.И., Колесников В.А., Паршина Ю.И. Электрофлотационная очистка бытовых стоков, содержащих моющие средства / Сантехника 2001. - №5. - с. 28-31.

120. Пат. 2102333 РФ, МПК6 С 02 F 1/46. Способ очистки воды / Голованчиков А.Б., Сиволобов М.М., Дахина Г.Л., Аванисьян Ж.Г. № 95119024/25; заявл. 09.11.1995;опубл. 20.01.1998.-4 с.

121. Пат. 2187461 РФ, МПК1 С 02 F 1/56, С 02 F 1/46, С 02 F 1/56, С 02 F 101/32. Способ очистки воды / Голованчиков А.Б., Козловцев В.А., Навроцкий В.А., Ходарев Д.В., Пьянова В.В., Гертнер С.Ю. № 2000109391/12; заявл. 04.14.2000; опубл. 20.08.2002. - 5 с.

122. Пат. 2198850 РФ, МПК7 С 02 F 1/56, С 02 F 1/46, С 02 F 1/56, С 02 F 101/32. Способ очистки воды / Козловцев В.А., Голованчиков А.Б., Ходырев Д.В., Навроцкий В А, Бычкова Ю.В. № 2001110501/12; заявл. 17.04.2001; опубл. 20.02.2003. - 6 с.

123. Пат. 2004500 РФ, МПК5 С 02 F 1/46, В 03 С 5/00. Способ очистки воды и устройство для его осуществления / Зобов Е.А., Князева Н.Д., Малинин А.Н., Сабинин В.Е., Сидоров А.Н.-№ 04952901; заявл. 28.06.1991; опубл. 15.12.1993.; Бюл. №45-46-4 с.

124. Пат. 2115480 РФ, МПК6 в 03 С 3/38. Устройство для создания коронного разряда / Голованчиков А.Б., Орлинсон М.Б., Показеева Т.В., Ретивова Т.А. № 97101015/25; заявл. 22.01.1997; опубл. 20.07.1998. -4 с.

125. Пат. 2212377 РФ, МПК1 С 02 F 1/46, С 02 F1/52, С 02 F 1/46, С 02 F 101/30. Устройство для очистки воды / Голованчиков А.Б., Козловцев В.А., Ходырев Д.В., Навроцкий В А, Навроцкий А.В. № 2002112966/12; заявл. 13.05.2002; опубл. 20.09.2003. -4 с.

126. Кафаров В.В. Принципы создания безотходных химических производств. -М.: Химия, 1982.-288 с.

127. А.с. 1673526 СССР, МПК5 С 02 F 1/46. Способ очистки отработанных моющих растворов / Назаров В.Д., Ахметзянова Э.С. № 4473279; заявл. 11.08.1988; опубл. 30.09.1991; Бюл. № 32-5 с.

128. Пат. 2118947 РФ, МПК6 С 02 F 1/46, С 02 F 1/78. Установка очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ / Исаев B.C., Бизюков П.М. № 97106919/25; заявл. 12.05.1997; опубл. 20.09.1998. - 3 с.

129. Теплова Т. Ю. Физико-химические процессы при очистке и обеззараживании отработанных моющих растворов прачечных производств: Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.17.08 / Московский государственный университет сервиса. М., 2002. - 24 с.

130. Пат. 2190574 РФ, МПК1 с 02 F 3/02, С 02 F 1/46, С 02 F 101/30, С 02 F 103/34. Способ комплексной очистки сточных вод от органических примесей / Алиев З.М., Загородникова Г.В. № 2000128411/12; заявл. 13.11.2000; опубл. 10.10.2002. - 3 с.

131. Очистка сточных вод методом гальванокоагуляции // Выпуск опубликованных работ Института "Казмеханобр". Алма-Ата: 1991. - с. 23-28.Щ

132. Пат. 2074125 РФ, МПК6 С 02 F 1/463. Способ очистки сточных вод гальванокоагуляцией / Погорелов В.И. № 94025704/26; заявл. 08.07.1994; опубл. 27.02.1997. -Зс.

133. Пат. 2077505 РФ, МПК6 С 02 F 1/58, С 02 F 1/463. Способ очистки сточных вод, содержащих синтетические анионные СПАВ / Артамонова Н.А., Есова С.Т., Федотов В.А., Погорелов В.И. № 94025654/25; заявл. 08.07.1994; опубл. 20.04.1997 - 3 с.

134. Pat. 1177081 Deutshe, С02с. Verfahren zur elektrolytischen entfernung von kolloidalen stoffen aus netzmittelhaltigem abwasser / Andrejeewski W. № G 0030132; anmeldetag 22.07.1960; auslegetag 27.08.1964 -2 s.

135. A.c. 710013 СССР, МПК6 С 02 F 1/463, С 02 F 1/463, С 02 F 101/30. Способ очистки сточных вод / Миташова Н.И., Никитин С.В., Михалевская Л.И., Панфилова Ю.Н. № 2340501; заявл. 30.03.1976; опубл. 15.01.1980; Бюл. № 2 - 2 с.

136. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами. М.: Наука, 1977. - с. 244-248.

137. Пономарев В.В., Харламов В.А., Штромберг В.Г. Исследования по очистке сточных вод чулочно-трикотажной фабрики в Волгограде // Сборник "Новые методы и сооружения для водоотведения и очистки сточных вод" М.: 1983. - с. 91-95.

138. Яковлев С.В. Технология электрохимической очистки воды. Л.: Стройиздат, 1987.-312 с.

139. Пат. 2074123 РФ, МПК6 С 02 F 1/463. Способ очистки сточных вод от синтетических поверхностно- активных веществ / Харзеева С.Э., Гень Л.И. № 93015925/26; заявл. 26.03.1193; опубл. 27.02.1997. -4 с.

140. А.с. 975584 СССР, МПК1 С 02 F 1/463, С 02 F1/463, С 02 F101/30, С 02 F 103/42. Способ очистки воды от поверхностно-активных веществ / Смирнова Л.Ф., Сысоева В.В., Смирнов О.В. 3240551; заявл. 23.11.1982; опубл. 15.12.1980; Бюл. № 43. -Зс.

141. А.с. 399462 СССР, МПК6 С 02 F 1/463, С 02 F 1/463, С 02 F 101/30, С 02 F 103/36. Способ очистки сточных вод / Козюра А.С., Лкнчук К.Ф., Назарова Л.А., Журков B.C. № 1620750; заявл. 09.02.1971; опубл. 03.10.1973; Бюл. № 39 - 2 с.

142. Lipus L.C., Krope J., Crepinsek L. Dispersion Destabilization in Magnetic Water-Treatment. // Journal of colloid and interface science. 2001. - Vol. 236 - Iss. 1. - pp. 60-66.

143. Пат. 2060959 РФ, МПК6 С 02 F 1/463. Способ очистки сточных вод от синтетических поверхностно-активных веществ / Господинов Д.Г., Пронин В.А., Шкарин А.В. -№93055727/26; заявл. 14.12.1193; опубл. 27.05.1995.-4 с.

144. Ultrasound in enviromental enginiring // Report of Sanitary Enginiring Hamburg: Hamburg Technical University, 2002. - Vol. 35 - 212 p.

145. Систер В.Г. Мартынов Ю.В. Принципы повышения эффективности тепломас-сообменных процессов. Калуга: Изд. Н. Бочкаревой, 1998. - 520 с.

146. Систер В.Г. Вевиоровский М.М., Айзенбург М.Б. Некоторые вопросы гидродинамики двухфазного закрученного потока // Теоретические основы химических технологий 1975 - т. 9 - № 5 - с. 804.

147. Розенберг Л.Д. Мощные ультразвуковые поля. М.: Наука, 1968. - 265 с.

148. Акуличев В.А. Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях. М.: Наука, 1978.-278 с.

149. Абрамов О.В. Воздействие мощного ультразвука на жидкие и твердые металлы / Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН. М.: Наука, 2000.-311 с.

150. Сафонов В.В. Химическая технология отделочного производства М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2002. - 280 с.

151. Новицкий Б.Г. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии). М.: Химия, 1983. - 191 с.

152. Акуличев В.А. Пульсации кавитационных полостей // Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л.Д. Розенберга М.: Наука, 1968. - с. 129-166

153. Кардашев Г.А. Физические методы интенсификации процессов химической технологии. М.: Химия, 1990. - 206 с.

154. Гершгал Л.А., Фридман В.М. Ультразвуковая технологическая аппаратура. -М.: Энергия, 1976 г. 128 с.

155. Маргулис М.А. Основы звукохимии. М.: Химия, 1984. - 260 с.

156. Гиневский А.С. Аэроакустическое взаимодействие. М.: Машиностроение, 1978.-178 с.

157. Зарембо Л.К. Акустические течения // Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л.Д. Розенберга М.: Наука, 1968. - с. 87-128

158. Зарембо Л.К., Тимошенко В.И. Нелинейная акустика. М.: Издательство МГУ, 1984.-104 с.

159. Ниборг В. Акустические течения // Физическая акустика / Под ред. У. Мезона М.: Мир, 1968. - т. 2 - с. 302-376

160. Гольдберг З.А. Давление звука // Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л.Д. Розенберга М.: Наука, 1968. - с. 49-86

161. Бородастов Г.В., Денисов С.Д., Ефимов В.А. Указатель физических явлений и эффектов для решения изобретательских задач М.: ЦНИИатоминформ, 1979. - 93 с.

162. Григорьев Д.О. Капиллярные волны и динамические поверхностные свойства растворов ионогенных поверхностно-активных веществ: Автореф. дис. . канд. хим. наук: 02.00.04 / Государственный ун-т. С.-Петербург, 1995. - 16 с.

163. Бадиков Ю.В. Техника и технология гидроакустического воздействия в процессах химической технологии. Уфа: Реактив, 2001. - 203 с.

164. Мейсон Т., Линдли Дж., Дэвидсон Р. и др. Химия и ультразвук / Пер. с англ. Л.И. Кирковского; Под ред. А.С. Козьмина. М.: Мир, 1993. - 190 с.

165. Вишомирскис P.M. Кинетика электроосаждения металлов из комплексных электролитов. М.: Наука, 1969. - 244 с.

166. Маргулис М.А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция М.: Химия, 1986.-285 с.

167. Всесоюзный научный симпозиум "Акустическая кавитация и применение ультразвука в химической технологии": Тезисы докладов. пос. Славское (Львов, обл.), 1985.-146 с.

168. Шурай С.П. Влияние ультразвука на равновесие и кинетику ряда кислотно-основных и одноэлектронных электродных реакций: Дис. . канд. хим. наук: 02.00.04. / Кубанский гос. технолог, ун-т Краснодар, 1998. - 194 с.

169. Федотов К.В. Леонов С.Б. Флотация в акустическом поле. М.: Издательство «Экое», 1997.-80 с.

170. Сиротюк М.Г. Экспериментальные исследования ультразвуковой кавитации // Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л.Д. Розенберга М.: Наука, 1968. - с. 167220.

171. А.с. 1286528 СССР, МПК1 С 02 F 1/34, С 02 F 1/52, С 02 F 103/28, С 02 F 103/34. Способ осветления жидкости / Немчин А.Ф., Лакиза В.Д., Кубенко В.Д., Аникеев Ю.В. 3975499; заявл. 02.08.1985; опубл. 30.01.1987; Бюл. № 4 - 4 с.

172. Pat. 248572 Deutshe, Klassy 13а Gruppe 7. Umlaufs-Wasserrohrenkessel / Knichalik P. anmeldetag 11.01.1911; auslegetag 25.06.1912 - 3 s.

173. Pat. 4755270 USA, С 22 В 005/00. Method of processing solutions / Aliotta J.- № 39968; filed 17.04.1987; published 05.07.1988. 3 p.

174. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами. М.: Наука, 1977. - 355 с.

175. Пат. 2079442 РФ, МПК6 С 02 F 1/52. Способ очистки сточных вод / Пальгунов П.П., Варюшина Г.П., Калицун В.И., Николаев В.Н., Пальдяева Н.П., Малинина И.В., Вайсфельд Б.А.-95112826/25; заявл. 26.07.1995; опубл. 20.05.1997 5 с.

176. Куц Е.В. Повышение эффективности очистки воды с использованием гидродинамической кавитации: Автореф. дис. . канд. тех. наук: 05.17.08 Вятский государственный технический университет Киров, 2000. - 16 с.

177. Заявка ФРГ № 3739979, С 02 F 1/32, 9/00, 1987 г.

178. Пат. 2092448 РФ, МПК6 С 02 F 1/50, С 02 F 1/32. Способ очистки и обеззараживания водных сред / Ульянов А.Н., Локтев О.А., Теленков И.И., Земсков Е.М., Казанский В.М., Прокофьев B.C. -96103767/25; заявл. 01.03.1996; опубл. 10.10.1997 6 с.

179. Пат. 2089516 РФ, МПК6 С 02 F 9/00. Способ очистки сточных вод от различных по виду и характеру загрязнений в протоке / Бурцев В.А. 94045526/25; заявл. 28.12.1994; опубл. 10.09.1997-8 с.

180. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. 2. М.: Наука, 1987 - 359 с.

181. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: ГУП "Центр проектной продукции в строительстве", 1996 - 72 с.99 Холпаноё А с поверхностьюро1дела к : НаГа, МО. - 2?! с.

182. Систер В.Г., Вевиоровский М.М., Рузинов J1.П., Житницкий М.Н. Исследование критических явлений в центробежных аппаратах // Теоретические основы химических технологий 1976 - т. 10 - № 5 - с. 793-795.

183. Систер В.Г., Трудачев Ю.Г. Исследование гидродинамических и массообмен-ных характеристик центробежного адсорбера // Химическое и нефтегазовое машиностроение 1992 - № 11 - с. 3-6

184. Мухаметзянов И.З. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий (Конспект лекций). Уфа: УГНТУ, 1996 - 79 с.

185. Овсянникова Н.И., Гусев A.M., Гусева Е.А. Выбор и расчет оборудования для очистки сточных вод: Уч. пособие. Магнитогорск: МГТУ им. Г.Й. Носова, 2003. - 114 с.

186. Маргулис И.М. Ультразвуковая технологическая аппаратура. М.: Наука, 1989.-241 с.

187. РД 201-06-28-86. Инструкция по проведению контроля выброса загрязняющих веществ в атмосферу и водные объекты предприятиями химической чистки одежды / Велешко Н.А., Миташова Н.И., Арсенова Н.И. М.: ЦНИИбыт, 1985 - 53 с.

188. HpiejqgfJa ФГУП «ЦНИИбыт» Т.Е. Баланова 2005 г.1. Центр.1. МО VI дТг.исследовательский

189. Л1\ обслуживания V -Л населения1. АКТ № б/нот "20" октября 2005 года

190. При внедрении предложенного способа очистки и аппаратуры на предприятиях сферы услуг г. Москвы предполагаемый размер экономического эффекта от предотвращенного ущерба при сверхнормативном сбросе ПАВ (III класс опасности) составляет 378 тыс.руб./год.

191. Зав. лаборатории «Исследование проблем охраны окружающей соепыуу/^^^/^'^/^ Н.И Миташова

192. Зав. сектора мониторинга окружающей среды ^Jt^^^J Б.Г. Чулков

193. Старший инженерП.В. Филков

194. Аспирант МГУ ИЭ ^^j^lh^-'^E.B. Киршанкова