автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Оптимизация механизмов обезвреживания технологических отходов производства предприятий радиоэлектроники и приборостроения

На правах рукописи

Жукова Юлия Михайловна

I

ОПТИМИЗАЦИЯ МЕХАНИЗМОВ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕДПРИЯТИЙ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

Специальность 05.02.22 - Организация производства, (в области радиоэлектроники)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана», Калужский филиал

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Коржавый А.П.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Киселев А.Б.

доктор технических наук Прасицкий В.В.

Ведущая организация - Открытое акционерное общество «Автоэлектроника», г. Калуга

Защита состоится Я&САЛл^ 2005г. в часов в аудитории

на заседании диссертационной) совета Д 212.131.04 в Московском государственном институте радиотехники, электроники и автоматики (техническом университете) по адресу: 119454, Москва, проспект Вернадского, 78.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технического университета) /

Автореферат разослан «"^^» ^С^^/^ь^ 2005г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат технических наук

Гусев А.Н.

s&lm

неоиь

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В электронной и радиоэлектронной промышленности России за последние годы произошли позитивные изменения. В связи с общим ростом экономики возникла потребность в отечественных приборах и радиокомпонентах, с одной стороны, и, с другой, появились отечественные, пользующиеся широким спросом, новые уникальные радиоэлектронные устройства, приборы и системы широкого спектра применения. Те радиоэлектронные предприятия, которые адаптировались к новым экономическим условиям, пройдя различные этапы акционирования и прива-тшации. нашли ниши в мировом рынке для своей, как ранее выпускаемой, гак и для вновь созданной продукции.

Возрастание мощности промышленного потенциала России, после некоторого спада в годы стагнации, вновь привело к резкому ухудшению состояния окружающей среды (ОС). Загрязнение атмосферы, гидросферы и литосферы (т.е. воздуха, воды и почвы) твердыми, жидкими и газообразными отходам^ промышленной деятельности достигло угрожающего состояния, что может привести к далеко идущим отрицательным последствиям для нынешних и будущих поколений россиян. Защита от загрязнений и охрана природы стала актуальной, важнейшей и глобальной проблемой для всей отечественной промышленности.

Для радиоэлектронных предприятий в перспективе это связано с разработкой и внедрением технологических процессов получения элементов и приборов, обеспечивающих комплексную переработку материалов (сырья) с замкнутой системой водооборота или с полным улавливанием и использованием отходов производства в циклах реутилизации на вспомогательных и обслуживающих производствах.

Для реализации этой цели уже в настоящее время актуально изучение характера образования технологических и других отходов, техники их учета, переработки, механизмов обезвреживания, способов хранения и утилизации.

Сегодня особенно важны исследования о характере обращения с теми видами технологических отходов радиоэлектронных и приборостроительных предприятий, с переработкой которых они не могут справиться и направляют их на полигоны промышленных отходов.

Научно-техническая информация о современных способах обезвреживания и обеззараживания различных отходов, применяемых в мировой практике, носит сугубо рекламный характер и не может быть использована для создания методов обработки промышленных и других отходов, образующихся на отечественных радиоэлектронных предприятиях. Исследование научных трудов Эльпинера Л.И., Соложенкина П.М., Чантурия В.А., Синельникова В.Е., Родионова А.И., Клушина В.Н., Систера В.Г., Штамма В.Е. дают основание отметить, что ими внесен с; учение общих

явлений, происходящих в очищаемых сточных водах (СВ) при химических и биологических воздействиях. Результаты этих исследований дают основания к постановке работы по созданию методов, в которых химические реагенты не используются в процессах очистки водных сред от загрязняющих веществ (ЗВ). Поскольку было выявлено, что наиболее опасным, с точки зрения влияния на ОС, является отход радиоэлектронного производства - влажные гапьваношламы - депонированный на полигоне промышленных отходов и образующий фильтрат (СВ) с широким спектром ЗВ, отравляющих и воздух, и почву, и воду, поиск путей оптимизации механизмов обезвреживания такого отхода был признан своевременным. Поскольку в Калужском регионе сосредоточено значительное количество предприятий радиоэлектроники и приборостроения, депонирующих влажные гапьваношламы на едином полигоне промышленных отходов, то и цели работы ставились соответствующим образом.

Целью диссертационной работы является создание основ обезвреживания наиболее экологически опасных отходов (гапьваношламов) предприятий радиоэлектроники и приборостроения путем совершенствования физико-химических и биологических механизмов очистки и обеззараживания фильтрата (СВ) от гапьваношламов.

Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать особенности возникновения технологических отходов радиоэлектронного и приборостроительного производства, и прежде всего, образующихся при нанесении на детали различных покрытий химическими и гальваническими способами, и изучить глубину их переработки вспомогательными и обслуживающими подразделениями предприятий радиоэлектроники, используя системный подход как методическую основу оценки качества и эффективности их функционирования.

2. Изучить существующие способы и процессы, а также механизмы освобождения от железа, других тяжелых металлов и органических загрязнителей пресных и СВ, и оптимизировать их применительно к очистке фильтратов и стоков полигонов промышленных отходов от таких загрязнителей.

3. Получить аналитические и экспериментальные данные, дающие основу для разработки единого, комбинированного способа очистки фильтрата от гальваношламов, в котором были бы задействованы, наряду с безреагент-ными физико-химическими, и биологические способы очистки воды от ЗВ.

4. Уточнить закономерности очистки фильтратов полигонов промышленных отходов на модельных растворах, с целью оптимизации механизмов их обезвреживания при протекании изучаемых физико-химических и биологических процессов, и для выработки технических параметров построения и эксплуатации биоинженерного сооружения (БИС) полигона гальваношламов.

Предметом исследования являются механизмы обезвреживания фильтрата от наиболее опасных отходов радиоэлектронного производства - жид-

ких гальваношламов - при открытом их хранении.

Объектом исследования является региональный полигон промышленных отходов предприятий радиоэлектроники и приборостроения (г. Калуга).

Научная новизна данной диссертационной работы заключается в разработке и обосновании научных принципов и положений по минимизации воздействия отходов радиоэлектронного производства на ОС:

- установлено, что из всех технологических отходов радиоэлектронного производства наибольшую вероятность загрязнения ОС ионами тяжелых металлов представляют влажные гальваношламы, которые являются, как правило, веществами первого класса опасности, независимо от того, перерабатываются или депонируются онн вспомогательными цехами на предприятиях радиоэлектроники или в открытых полигонах промышленных отходов;

- впервые систематизированы способы очистки особо загрязненных промышленных вод, в том числе фильтратов (СВ) от полигонов промышленных отходов, и показано, что их эффективную очистку способны осуществить лишь те, в которых задействованы безреагентные (не использующие химические реагенты) физико-химические и биологические механизмы выведения ЗВ;

- основываясь на природных свойствах воды к самоочищению от ЗВ, предложены пути оптимизации механизмов обезвреживания фильтрата от гальваношламов физико-химико-биологическими способами осуществлением процессов: предварительной его аэрации с применением озона, обработки в магнитном поле постоянных высокоэнергетических магнитов и последующей биологической очистки анаэробными микроорганизмами и высшими водными растениями (ВВР);

- на основе модели фильтрата от гальваношламов, как водного раствора, компонентами которого являются ионные примеси и молекулярно растворенные вещества, уточнены механизмы его обезвреживания в процессе физико-химико-биологической обработки и оптимизированы механизмы: образования ферромагнитных частиц при аэрации с озоном, улавливания, коагуляции и осаждения ферромагнитных частиц в процессе и после воздействия магнитного поля, вывода других ЗВ из фильтрата на этапе взаимодействия его с анаэробными микроорганизмами активного ила и ВВР;

- обнаружено, что полное обеззараживание фильтрата, прошедшего фи-зико-химнко-бнологическую очистку в экспериментальном водоеме, в т.ч. и биоценозом активного ила и ВВР, и доведение его параметров до требований к воде рыбохозяйственного значения перед сбросом в их поверхностные источники, обеспечивается жесткой (X ~ 200 нм) УФ-обработкой или ультрафильтрацией.

Практическая ценность полученных результатов обусловлена применением оптимизированных физико-химико-биологических механизмов очистки:

- для разработки технологий обезвреживания и обеззараживания фильтратов СВ от полигонов и свалок промышленных отходов в различных регионах, с обязательным учетом условий, обеспечивающих адаптацию там ВВР;

- при разработке технологий переработки отходов гальванических производств промышленных предприятий, использующих техпроцессы, сходные с характерными для радиоэлектронных заводов;

- в учебных и образовательных процессах вузов радиоэлектронного и экологического профилей (МГТУ им. Н.Э. Баумана, МГИРЭА, МГИЭМ и др.).

Положения, выносимые на защиту:

1. Основные особенности сбора и обращения с технологическими отходами радиоэлектронных производств, и прежде всего с влажными гальва-ношламами - опасными загрязнителями ОС.

2. Модели извлечения из СВ различных видов ЗВ при безреагентной очистке фильтрата гальваношламов.

3. Закономерности и оптимизированные механизмы очистки фильтрата гальваношламов от ЗВ физико-химическими (аэрация с применением озона, обезжелезивание фильтрата в магнитном поле постоянных высокоэнергетических магнитов) и биологическими методами. Установленная последовательность извлечения из СВ железа, тяжелых металлов, других ЗВ и разрушения патогенных микроорганизмов в БИС.

4. Полученные на основе исследований модельных растворов технические составляющие и конструктивные параметры для реализации физико-химико-биологического способа по обезвреживанию фильтрата в БИС: скорость введения потока фильтрата, процентное соотношение его с водой - разбавителем, толщина покрытия стенок БИС активным илом, порядок размещения и соотношение по площади заполнения ВВР в БИС.

Апробация работы и публикации.

Апробация работы произведена на различных научно-технических конференциях и симпозиумах, таких как Российская конференция молодых ученых по математическому моделированию (г. Москва, 2000г.); Региональная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Калуга, 2000г.); Всероссийская научно-техническая конференция «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Калуга, 2000г.); Региональная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Калуга, 2001г.); Тридцать четвертые чтения, посвященные разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского (г. Калуга, 1999г.); Всероссийская научно-техническая конференция «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Москва, 2004г.); Всероссийская научно-техническая конферен-

ция, посвященная 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Москва, 2005г.) и др.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 16 научных работах, в том числе три из них - в журнале «Наукоемкие технологии». Общий объем публикаций - около 10 п.л.

Личный вклад автора. Автору принадлежит конкретизация решаемых задач, получение и исследование модельных растворов с фильтратами от гальваношламов, выявленные параметры процессов при оптимизации механизмов обезвреживания технологических отходов гальванического производства, данные всех аналитических и экспериментальных исследований, выполненных в работе, а также техника обработки и обобщения полученных результатов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, основных выводов, списка использованной литературы (97 наименований) и приложения. Её общий объем составляет 178 страниц, включая 24 рисунка и 19 таблиц.

Содержание работы

Во введении обосновывается выбор темы диссертационной работы и ее актуальность. Сформулированы цель и задачи работы. Приведены основные научные результаты, выносимые на защиту, а также сведения об апробации положений и выводов диссертационной работы. Показана практическая значимость полученных результатов.

В первой главе «Основные проблемы обеспечения безопасности и эко-логичности функционирования технологических процессов основных, вспомогательных и обслуживающих производств предприятий радиоэлектроники и приборостроения» приведены результаты аналитических исследований по проблеме образования и обращения технологических отходов на радиоэлектронных предприятиях и проанализированы теоретические, экспериментальные и методические разработки отечественных и зарубежных ученых в области обезвреживания промышленных и бытовых отходов и в особенности СВ. Показано что новые, эффективные и оригинальные методы и устройства обезвреживания СВ не используются на радиоэлектронных предприятиях.

Во второй главе «Роль биологического процесса в технике очистки жидких сред от тяжелых металлов и вредных органических веществ» проведен анализ глубины очистки от ЗВ различными методами и выяснено, что без использования биологических процессов, проходящих в активных илах, в ВВР, очистить особо загрязненные воды (фильтраты от полигонов) до параметров, предъявляемых к воде рыбохозяйственного значения, проблематично.

В третьей главе «Характеристика объекта исследования и техники экс-

перимента» предложены подходы к исследованию основных свойств и характеристик объекта исследований - фильтрата от влажных гапьваношламов - при выводе из него ЗВ безреагентным физико-химико-биологическим способом. Описаны методы исследований, примененная специальная, стандартная и вновь созданная аппаратура и установки.

Четвертая глава «Оптимизация механизмов очистки фильтрата регионального полигона промышленных отходов» посвящена разработке моделей вывода загрязнений из фильтрата и модельных растворов в магнитном поле, создаваемом высокоэнергетическими постоянными магнитами, а также при распаде веществ в экспериментальном биопруде с анаэробными организмами в активном иле и ВВР. Описаны также предложенный механизм очистки фильтрата в БИС и особенности его обеззараживания, биологического тестирования перед сбросом в поверхностный водоем. Обсуждены конструктивные особенности БИС для обеззараживания фильтрата от полигона влажных гапьваношламов регионального уровня.

В заключении обсуждены результаты исследования, сформулированы основные выводы.

НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Основные особенности сбора и обращения с технологическими отходами радиоэлектронных производств, и прежде всего с влажными гальваношламами - опасными загрязнителями ОС.

Производственная деятельность предприятий обуславливает постоянное образование технологических и других отходов - веществ, материалов, образующихся как побочный продукт при выполнении производственных операций, в данном случае - при изготовлении готовой продукции предприятиями радиоэлектроники.

Вопросами сбора, обращения с отходами и обеспечения безопасности и экологичности радиоэлектронного производства на предприятии занимается вспомогательное подразделение, как правило - хозяйство главного механика и энергетика. Наряду с этими функциями, он и обслуживает как установки вентиляции и кондиционирования воздуха, так и вентсистемы чистых технологических помещений. Анализ показал, что технологические отходы радиоэлектронных производств разнообразны:

- твердофазные, в форме пылевидных частиц и аэрозолей, кусочков и различных стружек от механической обработки материалов и изделий из благородных, цветных металлов и сплавов, черных и редких металлов, полупроводниковых материалов, химических соединений металлов с кислородом, азотом, углеродом, кремнием, керамики, стекла, пластмасс;

- жидкие в виде: отработанных электролитов, травильных растворов, промывных вод (стоков).

В современных условиях все отходы имеют хорошую систему учета и обращения. Вредные вещества, содержащиеся в технологических отходах, нейтрализуются или утилизируются вспомогательными или обслуживающими производствами предприятий радиоэлектронного профиля. Гальваношла-мы - отходы из гальванических цехов - особая проблема радиоэлектронных предприятий, поскольку, как правило, отсутствуют места их хранения, переработки или захоронения, что наносит значительный вред ОС и здоровью населения. Их происхождение - стоки гальванических производств, собираемые в емкости и подвергаемые нейтрализации щелочными реагентами или предварительной окислительной и восстановительной обработке. Осажденные из растворов гальваношламы, и есть смеси гидроксидов и основных солей тяжелых металлов. Освобожденный от осадка (гальваношламов) раствор, доводится до установленных показателей, характерных для СВ предприятий радиоэлектроники, и вспомогательными подразделениями сливается в системы очистки «Водоканала».

Как показали аналитические исследования, гальваношламы депонируют в специальном полигоне. Но и в полигоне с изначально правильно заложенными противофильтрационными слоями, возникают СВ - фильтрат от влажных гальваношламов при открытом хранении. Если фильтрат представляет опасность для ОС он подлежит обезвреживанию.

Предварительное отнесение этих отходов к классу опасности для ОС осуществляли расчётным путём на основании показателя К, характеризующего степень их опасности при воздействии на почву, воздух и водные объекты. Показатель К рассчитывали по сумме показателей опасности компонентов, входящих в данный отход (К,), по результатам химического анализа, по формуле:

где С, - концентрация 1-того компонента в опасном отходе (мг/кг отхода);

- коэффициент степени опасности /-того компонента опасного для ОС отхода (мг/кг). У/^вляется условным показателем, численно равным количеству компонента отхода, ниже значения которого он не оказывает негативного воздействия на ОС.

Выполненные расчеты дали основания к отнесению гальваношламов и фильтрата от них к числу опасных отходов (1-Н класс опасности) для ОС. Предложенный в работе экспериментальный метод, основанный на биотестировании водной вытяжки, это подтвердил. Однако, нормативы платы, установленные в настоящее время, не стимулируют радиоэлектронные предприятия к снижению объемов даже чрезвычайно опасных отходов (за 1 т гальваношламов при I классе их опасности, нормативы платы за размещение составляют 1739,2 руб.).

Объекту исследования данной работы предстоит многолетнее существование, поскольку он будет ежегодно пополняться жидкими гальваношла-

мами, т.к. созданный опытный технологический процесс переработки галь-ваношламов в концентраты цветных металлов, не нашел практического применения. Как медный концентрат не востребован заводами цветной металлургии. так и железохромовый концентрат - предприятиями пигментной промышленности. Сегодня сложно оценить перспективы внедрения этой технологии, поскольку отечественный рынок наполнен импортными красками высокого качества, а цветная металлургия не испытывает недостатка в том же ломе цветных металлов. |

Создание единого полигона гальваношламов, вынесенного за пределы города Калуги, 12-ю предприятиями радиоэлектронного профиля предотвратило загрязнение их территории ионами тяжелых металлов. Эффективность обращения с остальными отходами на радиоэлектронных предприятиях подтверждена отсутствием существенных замечаний от природоохранных служб.

2. Модели извлечения из СВ различных видов ЗВ при безреагент-ной очистке фильтрата гальваношламов.

Первая модепь, энергетическая, касается рассмотрения принципиальной возможности извлечения из СВ различных ЗВ при безреагентной очистке, которая построена при допущении того, что вода есть водный раствор «вода - примеси». Поскольку основными компонентами любых водных растворов являются ионные примеси и молекулярно растворенные вещества, то количество ионных примесей оценивается интегральным показателем соле-содержания (или минерализации), а-количество молекулярно растворенных веществ - окисляемостью. И все же доказать, какая вода чище, та, что имеет большее солесодержание или та, что имеет большую окисляемость, невозможно.

Сравнение качества вод по тому количеству энергии, которое теоретически необходимо затратить для того, чтобы удалить из воды все содержащиеся в ней примеси, можно формализовать. Если же считать за первоначальное состояние лишь удаление из воды всех ее примесей до определенных предельно допустимых концентраций (ПДК), то теоретически необходимые энергозатраты на этот процесс можно рассчитать по изменению энтропии ДБ, обусловленному перемещением молекул и ионов. Следовательно, для расчета этого изменения энтропии можно воспользоваться соотношением:

Д Б = -Я(П|1пМ| + п21пЫ2 + ... + п,1пЫ,), где п - число молей каждого компонента системы «вода - примеси», N - молярная доля каждого компонента системы, Я - универсальная газовая постоянная.

Используя значительные банки данных по качеству вод, можно пользоваться этой формулой, не обязательно имея точные значения концентрации основных примесей воды, находящихся как в ионной, так и в молекулярно растворенной форме.

Ставя своей целью практическое обезвреживание и обеззараживание

фильтрата от регионального хранилища гальваношламов, с помощью экспресс-анализа фильтрата, ориентировочно оценили в нем количество ЗВ. Оказалось, что наряду с ожидаемыми высокими концентрациями тяжелых металлов, в фильтрате обнаружено содержание железа в аномально высоких количествах. По-видимому, значительные концентрации железа в поверхностных и подземных водах региона привносят дополнительное количество железа в фильтрат полигона. В глине, из которой выполнены емкости полигона гальваношламов, есть тоже железо. Поэтому присутствие в природной воде железа не явилось неожиданностью. С такой водой уже при его концентрациях свыше 0,3 мг/л возникает целый ряд проблем, а при больших концентрациях требуются специальные меры по обезжелезиванию воды.

В связи с этим вторая мооель, удаления из фильтрата железосодержащих частиц, строилась на базе и с учетом нижеследующих данных. Элементарное или металлическое железо (Ре") нерастворимо в воде. В присутствии влаги и кислорода воздуха оно окисляется до трехвалентного, образуя нерастворимый оксид Ре:0,, который, обладая ферромагнитными свойствами, будет захвачен и выведен из воды магнитным полем. Двухвалентное железо (Ре"*) находится в воде в растворенном состоянии и только при аэрации может быть переведено в гидроксид железа Ре(ОН)2, способный выпадать в осадок. Трехвалентное железо (Ре3+), в виде гидроксида железа Ре(ОН)3, нерастворимого в воде, хлориды РеС13 и сульфаты Ре^БО^з трехвалентного железа являются также ферромагнетиками. Еще имеется в СВ коллоидное железо - нерастворимые частицы, размером менее 1 мкм. Они, из-за малого размера и высокого поверхностного заряда, создают в воде суспензии и не осаждаются, поскольку находятся во взвешенном состоянии.

При построении модели извлечения ЗВ на основе железа исходили из того, что на практике встречается сочетание нескольких или даже всех видов железа. Поэтому в модели рассматривается возможность не только улавливания железа в магнитном поле постоянных магнитов, когда оно находится в виде крупных частиц в соединениях, являющихся ферромагнетиками, но и осаждения коллоидных частиц, но уже по другому механизму.

Коллоидная частица (мицелла) в целом электронейтральна, поскольку к ней притягиваются ионы противоположного знака. При гидролизе РеСЬ образуются мицеллы Ре(ОН)3. Структуру мицеллы Ре(ОН)3 представим формулой:

гранула

|- -1

{[ Ре(ОН)3]т • п Н* • х СГ} (п-х) СГ ядро адсорбционный диффузный I слой слой_I

мицелла

Гидроксиды металлов, находящиеся вначале в коллоидном состоянии, имеют положительно заряженные частицы (гранулы). Основная масса коллоидных частиц в фильтрате будет иметь отрицательный заряд. Но за счет взаимной нейтрализации частиц нарушается их агрегативная и кинетическая устойчивость, происходит их слипание (коагуляция) и седиментация (осаждение).

Поскольку наряду с неорганическими ЗВ в фильтрате есть и другие, то третья модель касается механизма извлечения из фильтрата органических веществ. В ее основу положены закономерности распада веществ под действием солнечного излучения в БИС. Количество вещества, распадающегося под площадью поверхности водоема 1 м2 за единицу времени, описывается такой зависимостью:

т = —кСМ ■ [1 - ехр(- аН)], а

где а - показатель вертикального ослабления; к - константа скорости реакции; С - концентрация ЗВ; М - молекулярный вес ЗВ; Н - глубина слоя воды, для которого ведется расчет.

Распавшиеся сложные соединения, благодаря седиментационной активности водных растений, оседают на дно БИС. Примером тому является то, что на 100 г сухого вещества подводных органов растений приходится осажденных частиц: у роголистника и урурти - 4...5 г, у рдеста малого -2...5 г, у тростника южного - 2...3 г, у рогоза узколистного - 2...4 г.

3. Закономерности и оптимизированные механизмы очистки фильтрата гальваношламов от ЗВ физико-химическими (аэрация с применением озона и обезжелезивание фильтрата в магнитном поле постоянных высокоэнергетических магнитов) и биологическими методами. Установленная последовательность извлечения из СВ железа, тяжелых металлов, других ЗВ и разрушения патогенных микроорганизмов в БИС.

Закономерности и механизмы, по которым происходит извлечение частиц из загрязненной воды, могут быть сведены к следующим: процеживание, гравитационное осаждение, инерционное захватывание, химическая адсорбция, физическая адсорбция, адгезия, коагуляционное осаждение и биологическое поглощение. Скорость их протекания зачастую значительно ниже максимально возможной.

Установили, что в условиях принудительной аэрации, в присутствии Оз, при содержании его в воде до 1 мг/л, оптимизируются по сравнению с известными механизмы выведения из фильтрата двухвалентного железа. Становится возможным, например перевод растворенного в воде Ре2+ не только в соль Ре(ОН)2, выпадающую в осадок, но и в соединения трехвалентного железа, улавливаемые магнитным полем. Механизм вывода ЗВ из омагничен-ной воды также видоизменяется по отношению к общеизвестному, как это видно из анализа вышерассмотренных моделей. Последующая очистка аэри-

ю

рованной и омагниченной воды в БИС с анаэробными бактериями активного ила и растущими в нем ВВР основана на их способности к фильтрации, поглощению, накоплению неорганических и органических веществ, минерализации и детоксикации органических соединений.

Проверка реальности предложенных моделей и оптимизация механизмов обезвреживания проверялись экспериментально в лабораторных условиях при работе с модельными растворами, состав и суть которых ясна из анализа рис. 1. В этих экспериментах торф играл роль активного ила, ряска - ВВР, глина -сорбента, a NH4C1 -ЗВ. Экспериментальный биопруд имел длину 14 м, ширину 7,5 м в месте запруды и 4,5 м - в наиболее удаленной от нее части. Дно биопруда имеет глиняный экран толщиной 20 см, на котором насыпан слой песка такой же толщины. Фильтрат после отстоя в приямке, подвергался аэрации и через две трубы 0 50 мм, снабженные магнитными ловушками (см. рис. 2), подавался в биопруд с ВВР.

В соответствии с оптимизированными механизмами обезвреживания предложена последовательность извлечения ЗВ из фильтрата, которая поясняется схемой рис. 3.

4. Полученные на основе исследований модельных растворов технические составляющие и конструктивные параметры для реализации физико-химико-биологического способа по обезвреживанию фильтрата в БИС: скорость введения потока фильтрата, процентное соотношение его с водой, толщина покрытия стенок БИС активным илом, порядок размещения и соотношение по площади заполнения ВВР в БИС.

Рис

Время экспозиции, сут

1 Изменение значения NH/ в пересчете на N

в ходе многодневной экспозиции модельного раствора фильтрат + торф + ЫН4С1 —о— ХП (50% мод. р-р+50% вода), - - • - - ХП+5%г глины, - -А - - ХП+1 г ряски, -•- ХП+1гряски+5г глины

з

Рис. 2. Магнитный фильтр: 1 - магнитная система с постоянными магнитами из БтСо, 2 - латунная сетка, 3 - латунный корпус (диаметром до 50 мм)

В отваш На тем полигона

Очишсинм на

Рис. 3. Схема безреагентной очистки фильтрата полигона промышленных отходов

Сорбент

Лир болотный

Тростник

Рогоз узколистный

Экспериментальные исследования, выполненные с модельными растворами, позволили предложить оптимизированную на их основе схему обустройства Ждамировского биопруда. Расчеты показали, что соотношения площадей посадки ВВР и сорбента (глины Зикеевского месторождения) должны быть такими, как это приведено на рис. 4, а именно: тростник : рогоз : камыш : аир = 150 : 70 : 50 : 50. Результаты определения основных ЗВ в экспериментальном биопруде (50% фильтрат + 50% речная вода) с вышеприведенной схемой размещения ВВР приведена в табл. 1. Из нее видно, что по основным ЗВ очищенные стоки приближаются к значениям ПДК.

Таблица 1.

Результаты анализа содержания ЗВ в речной воде, фильтрате до и после очистки, по сравнению с ПДК

Аир болотный

Рис. 4. Схема расположения сорбента и высших водных растений в БИС

Наименование ЗВ ПДК, Максимальная Концентрация Максимальная

мг/л концентрация ЗВ в фильтра- концентрация

ЗВ в речной те до биолог. ЗВ в очищенных

воде, мг/л очистки, мг/л стоках, мг/л

1. Нитриты 3,3 1,32 79,5 3,04

2. Нитраты 45 19,88 1700,0 46,4

3. Нефтепродукты 0,05 0,018 1,28 0,9

4. Фенолы 0,001 0,0008 ,0,0087 0,028

5. Фосфаты по Р 0,61 0,29 12,93 <0,05

6. Ртуть 0,0005 0,0003 0,0082 0,0002

7. Цинк 1,0 0,007 39,2 0,04

8. Медь 1,0 0,004 39,3 0,007

9. Хром 0,5 0,01 19,3 0,06

10. Никель 0,1 0,006 3,7 0,052

11. Свинец 0,03 <0,002 1,1 <0,002

12. Мышьяк 0,05 0,0018 1,9 0,0009

13. Кадмий 0,001 <0,0002 0,03 0,0002

14. Кобальт 0,1 0,002 3,87 0,002

15. Фториды 1,2 0,21 39,3 0,20

16. Марганец 0,1 0,057 1,75 0,12

Отметим, что биологической очистке подвергался омагниченный фильтрат, поэтому содержание в нем железа было порядка 0,1 мг/л. Объяс-

ничо здесь и низкое содержание хрома и особенно никеля в фильтрате (19,3 н 3,7 мг/л, соответственно) по сравнению с концентрацией цинка и меди: они в значительных количествах обнаружены в железных шламах, сконцентрированных в магнитных ловушках, приведенных на рис. 2. Превыше- I ние ПДК по фенолам и нефтепродуктам (см. табл. 1) предопределило применение на финише очистки метода ультрафильтрации.

Полученные расчетные и экспериментальные результаты положены в качестве основных параметров для проектирования капитального БИС с многолетним функционированием при очистке фильтрата полигона гальванош-ламов. Они таковы: из тела полигона фильтрат должен поступать в шестика-черный отстойник, а из него, после аэрации озоном, с расходом 2 л/с по трубопроводу из стали диаметром 10 см - в БИС. Как только концентрация фильтрата в биопруде, по данным расходомера (водяного счетчика), составш 50% по отношению к объему речной воды, его подача прекращается, и он снова накапливается только в шестикамерном отстойнике. При достижении концентраций ЗВ в БИС, аналогичных приведенным в табл. 1, проводится УФ-обработка с длиной волны 200 нм или, при необходимости, ультрафильтрация. Обезвреженная вода может быть сброшена в поверхностный водоем по результатам химического анализа и биотестирования. Приведены габаритные размеры, конструктивные особенности основных узлов БИС, технические приемы скашивания загрязненных ВВР и удаления отработанного ила из БИС.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Исследованы особенности системного подхода в качестве методической основы оценки эффективности обращения с промышленными отходами, образующимися в условиях работы предприятий радиоэлектроники с учетом длительности их жизненного цикла, от сбора и переработки до утилизации. На основе выполненного анализа предложен детальный вариант структуры жизненного цикла жидких отходов гальванического производства промышленного предприятия - наиболее опасных веществ по своему воздействию на окружающую природную среду. Показано, что отходы химического нанесения покрытий являются как щелочными (рН - 8,5...9.2), так и кислотными (рН - 4,5...5,5) растворами, а отходы (оксиды или соли) гальваники, есть продукты, полученные методами рН-ного, рсагентного и комбинированного осаждения из отработанных электролитов.

2. Наибольшую опасность загрязнения ОС тяжелыми металлами и другими ЗВ представляют собой отходы гальванических производств - гальва-ношламы, которые собираются и передаются вспомогательными производствами радиоэлектронных предприятий на полигоны токсичных отходов. Хотя, ионы хрома, меди, никеля, цинка - основы гальваношламов, являются прекрасными красителями, ввиду малочисленности лакокрасочных производств и преобладания на рынке импортных красок, гальваношламы отечественной промышленностью не востребованы.

3. Исследованы особенности очистки фильтрата от гальваношламов физическими безреагентными методами (его аэрацией и воздействием магнитного поля, создаваемого постоянными NdFeB или SmCo высокоэнергетическими магнитами) в лабораторных устройствах, спроектированных и изготовленных для этих целей. При этом выявлены возможности повышения эффективности очистки фильтрата от ионов железа использованием при аэрации и магнитной обработке озона, Показано, что применением при очистке только физико-химических методов невозможно довести фильтрат до требований, предъявляемых к очищенной пресной воде.

4. Оптимизирован механизм полного обезжелезивания фильтрата, содержащего ионы Fe0, FeJ+, Fe2+, путем окисления двухвалентного железа при аэрации, улавливания крупных ферромагнитных частиц в магнитном фильтре и затем последующего осаждения ферромагнетиков коллоидной дисперсности (образовавшихся путем разрушения крупных частиц в магнитном поле) непосредственно уже в воде биоинженерного сооружения, по флотационному принципу.

5. Выявлены условия, приводящие к очистке обезжелезенного фильтрата от загрязняющих веществ, в т.ч. и ионов тяжелых металлов и органических веществ в водной среде биопруда, путем ее осветления, по механизму разрушения коллоидных систем с помощью биологических функций простейших активного ила и высших водных растений биоинженерного сооружения, а также с последующими его доочисткой и обеззараживанием УФ-обработкой или ультрафильтрацией.

6. Предложенная модель очистки фильтрата от гальваношламов физико-химико-биологическим способом принята за основу при исследовании вопросов совершенствования технологии очистки сточных вод на вспомогательных производствах радиоэлектронных предприятий и проектировании биоинженерных сооружений полигонов промышленных и бытовых отходов.

Полученные результаты в совокупности позволяют создавать более современные системы физико-химической и биологической очистки жидких отходов для отечественных предприятий радиоэлектроники.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах.

1. Особенности применения отпаянных излучателей для обеззараживания различных сред / В.М. Алакин, A.B. Ершов, Ю.М. Жукова и др. // Наукоемкие технологии. - 2005. - № 3-4. - С.39-46.

2. Особенности создания магнитного активатора на постоянных магнитах и изучение его влияния на характеристики водно-дисперсных систем / H.A. Бычков, Ю.М. Жукова, В.Е. Ляховецкий и др. // Наукоемкие технологии. - 2005. - № 3-4. - С.60-65.

3. Жукова Ю.М., Гринин A.C. Изучение методов очистки промышленных стоков ОАО «Аромасинтез» // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Тезисы докладов региональной на-

15

учно-технической конференции студентов и аспирантов. - Калуга, 2000. -С.133.

4. Исследования процессов сорбции и десорбции в системе «Жидкость - донные отложения» - основа для создания технологий защиты окружающей среды / Ю.М. Жукова, Н.И. Санжаров, С.И. Спиридонов и др. /' Наукоемкие технологии. - 2005. - № 3-4. - С.90-94.

5. Жукова Ю.М. Статистическая модель расчета концентрации тяжелых металлов в резервуаре-смесителе // Тезисы докладов 1-ой Российской конференции молодых ученых по математическому моделированию. - Калуга. 2000. - С.270.

6. Федосеев И.В., Жукова Ю.М.. Моршна Л.А. Утилизация кеков водоочистки /' Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-технической конференций. - Ка.пга. 2000. - С. 160.

7. Жукова Ю.М.. Гришш Д.С Локальный мониторинг на Ждамирои-ском полигоне ТБО и Ястребовской свалке промышленных отходов ОАО «Аромасинтез» // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Тезисы докладов региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов. - Калуга, 2001. - С.281.

8. Жукова Ю.М., Гришш A.C. Селитебная зона предприятия ОАО «Аромасинтез» // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Тезисы докладов региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов. - Калуга, 2000. - С. 131132.

9. Жукова Ю.М., Гринин A.C. Качество среды и ее влияние на качество жизни человека // Прогрессивные технологии, констр>кции и системы в приборо- и машиностроении: Тезисы докладов региональной научно-технической конференции студентов и аспирантов. - Калуга, 2001. - С.280.

10. Жукова Ю.М., Коржавый А.П. Исследование влияния ультрафиолетового излучения на выживаемость патогенной флоры в жидких средах // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы региональной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Калуга, 2003. - С. 219.

11. Особенности и применения отпаянных излучателей для обеззараживания различных сред / A.B. Ершов, Т.А. Губарева, Ю.М. Жукова и др. // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции,- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - Т.1. - С. 196-198.

12. Жукова Ю.М., Коржавый А.П. Ультрафиолетовая обработка воды в условиях Калужского региона // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - Т.1. -С. 218-219.

13. Жукова Ю.М., Гринин A.C. Флуктуирующая симметрия растений (Betula pentula Roth) как показатель оптимальности состояния окружающей среды и степени влияния различных химических веществ предприятия ОАО «Аромасинтез» (биомониторинг) // Тридцать четвертые чтения, посвященные разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. - Калуга, 1999. - С.95-96.

14. Жукова Ю.М., Гринин A.C. Аллергия, вызванная влиянием фенолов на организм человека // Тридцать четвертые чтения, посвященные разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. - Калуга, 1999. -С.97-98.

15. Жукова Ю.М., Гринин A.C. Характеристика предприятия ОАО «Аромасинтез» // Тридцать четвертые чтения, посвященные разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. - Калуга, 1999. - С.98-100.

16. Жукова Ю.М., Коржавый А.П., Яковлева О.В. Физико-химико-биологический способ очистки фильтрата от полигона промышленных отходов // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. - С. 74-77.

Жукова Юлия Михайловна

Оптимизация механизмов обезвреживания технологических отходов производства предприятий радиоэлектроники и приборостроения

Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 8.11.2005г. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага типографская № 2. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1.0. Уч.- изд. л. 0,5. Тираж 100 экз. Заказ № 431.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана», Калужский филиал 248600, г. Калуга, ул. Баженова, 2.

»2516 в

РНБ Русский фонд

2006-4 29264

Введение.

Глава 1. Основные проблемы обеспечения безопасности и экологич-ности функционирования технологических процессов основных, вспомогательных и обслуживающих производств предприятий радиоэлектроники и приборостроения.

1.1. Технологические отходы производства предприятий радиоэлектронного профиля.

1.1.1. Отходы из загрязняющих веществ и аэрозолей воздуха.

1.1.2. Твердые производственные отходы.

1.1.3. Жидкие технологические отходы и сточные воды.

1.2. Об определении возможного вреда отходов радиоэлектронного производства, причиняемого ОС.

1.3. Основные методы и технологии очистки и обеззараживания жидких • # „ отходов предприятии радиоэлектроники, реализуемые на вспомогательных и обслуживающих производствах.

Выводы к главе 1.

Глава 2. Роль биологического процесса в технике очистки жидких сред от тяжелых металлов и вредных органических веществ.

2.1. О механизмах самоочищения воды.

2.2. Биологическая очистка воды в аэротенках.

2.3. Биологические пруды и биоинженерные сооружения.

Выводы к главе 2.

Глава 3. Характеристика объекта исследования и техника $ эксперимента.

3.1. Объект исследования.

3.2. Некоторые подходы к исследованию основных свойств объекта.

3.3. Аппаратура и методики исследований.

Выводы к главе 3.

Глава 4. Оптимизация механизмов очистки фильтрата регионального полигона промышленных отходов.

4.1. О механизме изменения свойств технической воды при магнитной обработке.

4.2. Биологическая обработка фильтрата после его очистки в магнитном поле.

4.2.1. Особенности свойств фильтрата на этапе биологической очист- 116 ки.

4.2.2. Теоретические предпосылки биологической очистки фильтрата. Выбор оптимальных ВВР.

4.2.3. О модели распада веществ в биосооружении.

4.2.4. Выбор биоиндикатора для оценки качества очистки фильтрата

4.2.5. Изучение возможностей природных сорбентов.

4.2.6. Моделирование процессов в лабораторных условиях. Механизм очистки фильтрата в биосооружении.

4.3. Ультрафиолетовая обработка фильтрата полигона промышленных отходов

4.4. Нанофильтрация очищенных сточных вод.

4.5. Очистка фильтрата от Калужского регионального полигона промышленных отходов в практическом исполнении.

4.5.1. Предпроектные исследования.

4.5.2. Особенности конструкции биосооружения для реализации очистки фильтрата от полигона промышленных отходов.

Выводы к главе 4.

В электронной и радиоэлектронной промышленности России за последние годы произошли позитивные изменения. В связи с общим ростом экономики возникла потребность в отечественных приборах и радиокомпонентах, с одной стороны, и, с другой, - появились отечественные, пользующиеся широким спросом, новые уникальные радиоэлектронные устройства, приборы и системы широкого спектра применения. Те радиоэлектронные предприятия, которые адаптировались к новым экономическим условиям, пройдя различные этапы акционирования и приватизации, и нашли ниши в мировом рынке для своей, как ранее выпускаемой продукции, так и для вновь созданной, ведут интенсивную производственную деятельность.

Возрастание мощности промышленного и сельскохозяйственного потенциала России, после некоторого-спада в годы стагнации, вновь привело к резкому ухудшению состояния окружающей среды. Загрязнение атмосферы, гидросферы и литосферы (т.е. воздуха, воды и почвы) твердыми, жидкими и газообразными отходами промышленной деятельности достигло угрожающего состояния, что может привести к далеко идущим отрицательным последствиям для нынешних и будущих поколений россиян. Это связано с тем, что эти процессы в конечном счете приводят к истощению полезных ископаемых, пресной воды и т.п. Защита от загрязнений и охрана природы стала важнейшей глобальной проблемой.

Решение ее - в снижении антропогенной нагрузки на биосферу путем всемерного сокращения выбросов в нее вредных загрязняющих веществ, на первом этапе, и создание малоотходных и безотходных технологий - на вто-\ ром. Для радиоэлектронных предприятий это связано с разработкой и внедрением технологических процессов получения элементов и приборов, обеспечивающих комплексную переработку исходных материалов (сырья) с замкнутой системой водооборота или с полным улавливанием и использованием отходов производства в циклах реутилизации на вспомогательных и обслуживающих производствах.

Таким образом, важность изучения характера образования технологических и других отходов, техники их учета, переработки, механизмов обезвреживания, способов хранения и утилизации связана не только с фундаментальными исследовательскими задачами, но и с практической потребностью радиоэлектронных предприятий в разработке и применении ресурсосберегающих и природоохранных технологий.

Особенно важно знать информацию о характере обращения с теми видами технологических отходов радиоэлектронных и приборостроительных предприятий, с переработкой которых они не могут справиться и направляют их на полигоны промышленных отходов.

Научно-техническая информация о современных способах обезвреживания и обеззараживания различных отходов, применяемых в мировой практике, также важна применительно к анализу методов обработки промышленных и других отходов, образующихся на радиоэлектронных предприятиях, используемых их вспомогательными и обслуживающими производствами (цехами). Это касается прежде всего методов обработки сточных вод предприятий, после которых очищенная вода сбрасывается в системы очистных сооружений «Водоканала».

Общие явления, происходящие в очищаемых сточных водах при физико-химических и биологических воздействиях, являются также сферой аналитического исследования, поскольку их результаты позволяют оптимизировать механизмы влияния на процессы очистки водных сред от загрязняющих веществ.

Поскольку было выявлено, что наиболее опасным, с точки зрения влияния на окружающую среду, является отход радиоэлектронного производства - гальваношламы - депонированный на полигоне промышленных отходов, образующий фильтрат (сточную воду) с широким спектром загрязняющих веществ, отравляющих и воздух, и почву, и воду, он был и выбран в качестве объекта исследования в данной диссертационной работе. Поскольку в Калужском регионе сосредоточено значительное количество предприятий радиоэлектроники и приборостроения, депонирующих влажные гальванош-ламы на едином полигоне промышленных отходов, то и цели работы ставились соответствующим образом.

Целью диссертационной работы является создание основ обезвреживания наиболее экологически опасных отходов (гальваношламов) предприятий радиоэлектроники и приборостроения путем совершенствования физико-химических и биологических механизмов очистки и обеззараживания фильтрата (сточных вод) от гальваношламов.

Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Исследовать особенности возникновения технологических отходов радиоэлектронного и приборостроительного производства, и прежде всего, образующихся при нанесении различных покрытий химическими и гальваническими способами, методы их утилизации вспомогательными и обслуживающими подразделениями предприятий радиоэлектроники на основе системного подхода, как методической основы оценки качества, и эффективности их функционирования.

2. Изучить существующие способы и процессы, а также механизмы освобождения от железа, других тяжелых металлов и органических загрязнителей пресных и сточных вод, и оптимизировать их применительно к очистке фильтратов и стоков полигонов промышленных отходов от таких загрязнителей.

3. Получить экспериментальные и аналитические данные, дающие возможность разработки единого, комбинированного способа очистки фильтрата гальваношламов от регионального полигона промышленных отходов, в котором были бы задействованы физико-химические и биологические механизмы очистки воды от загрязняющих веществ.

4. Уточнить режимы очистки фильтратов полигонов промышленных отходов с целью оптимизации механизмов физико-химических и биологических процессов, протекающих при очистке стоков от гальваношламов, депонированных в полигон регионального уровня.

Научная новизна данной диссертационной работы состоит в том, что:

- на базе комплексного изучения различных способов очистки промышленных (сточных) вод установлены и систематизированы закономерности очистки фильтратов от полигонов промышленных отходов (влажных гальваношламов) при применении физико-химических и биологических с использованием высших водных растений методов;

- теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены возможные механизмы очистки фильтрата (сточной воды) от влажных гальваношламов до уровней предельно-допустимых концентраций содержащихся в ней загрязняющих веществ. Обнаружено повышение глубины очистки фильтрата при определенной последовательности прохождения сточной водой операций «аэрация с применением озона - магнитная обработка в поле постоянных магнитов чередующейся полярности - взаимодействие с определенным образом высаженными и функционирующими в биопруду высшими водными растениями»;

- обнаружено, что полное обеззараживание воды, вышедшей из биопруда с высшими водными растениями и доведение ее параметров до требований рыбохозяйственных водоемов, перед сбросом в них, обеспечивается УФ-обработкой или ультрафильтрацией.

Практическая ценность работы заключается в том, что ее научные результаты могут быть использованы:

- для разработки технологий обезвреживания и обеззараживания фильтратов полигонов и свалок промышленных отходов в различных регионах, с обязательным учетом условий, обеспечивающих адаптацию там высших водных растений;

- при разработке технологий переработки отходов гальванических производств промышленных предприятий, использующих техпроцессы, сходные с характерными для радиоэлектронных заводов;

- в учебных и образовательных процессах вузов радиоэлектронного и экологического профилей (МГТУ им. Н.Э. Баумана, МГИРЭА, МГИЭМ и ДР-)

Положения, выносимые на защиту:

1. Из всех технологических отходов, образующихся в радиоэлектронном производстве, одними из самых опасных по неблагоприятному воздействию на окружающую среду являются отработанные растворы и промывные воды операций химического или гальванического нанесения различных покрытий, в т.ч. гальваношламы.

2. Закономерности и механизмы очистки фильтратов гальваношламов от загрязняющих веществ.

3. Установленная последовательность извлечения из сточных вод железа, тяжелых металлов, других загрязняющих веществ и разрушения патогенных микроорганизмов.

4. Составляющие и конструктивные особенности физико-химико-биологического способа обезвреживания и обеззараживания "фильтрата гальваношламов от полигона регионального уровня.

Апробация работы и публикации.

Апробация работы произведена на различных научно-технических конференциях и симпозиумах, таких как Российская конференция молодых ученых по математическому моделированию (г. Москва, 2000г.); Региональная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Калуга, 2000г.); Всероссийская научно-техническая конференция «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Калуга, 2000г.); Региональная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Калуга, 2001г.); Тридцать четвертые чтения, посвященные разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского (г.Калуга, 1999г.); Всероссийская научно-техническая конференция «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Москва, 2004г.); Всероссийская научно-техническая конференция, посвященная 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении» (г. Москва, 2005г.) и др. Материалы диссертации опубликованы в 16 научных работах, в том числе три из них - в журнале «Наукоемкие технологии».

Личный вклад автора. Автору принадлежит конкретизация решаемых задач, выявленные параметры процессов при оптимизации механизмов обезвреживания технологических отходов гальванического производства, данные аналитических и экспериментальных исследований, выполненных в работе, а также техника обработки и обобщения полученных результатов.

Основные выводы по работе

1. Исследованы особенности системного подхода в качестве методической основы оценки эффективности обращения с промышленными отходами, образующиеся в условиях работы предприятий радиоэлектроники с учетом длительности их жизненного цикла от сбора и переработки до утилизации. На основе выполненного анализа предложен детальный вариант структуры жизненного цикла жидких отходов гальванического производства промышленного предприятия - наиболее опасных веществ по своему воздействию на окружающую природную среду. Из предложенной структуры вытекает, что отходы химического нанесения покрытий являются как щелочными (рН - 8,5.9,2), так и кислотными (рН - 4,5.5,5) растворами, а отходы (оксиды или соли) гальваники, есть продукты, полученные методами рН-ного, реагентного и комбинированного осаждения из отработанных электролитов.

2. Наибольшую опасность загрязнения ОС тяжелыми металлами и другими ЗВ представляют собой отходы гальванических производств -гальваношламы, которые собираются и передаются вспомогательными производствами радиоэлектронных предприятий на полигоны токсичных отходов. Хотя, ионы хрома, меди, никеля, цинка - основы гальваношла-мов, являются прекрасными красителями, ввиду малочисленности лакокрасочных производств и преобладания на рынке импортных красок, гальваношламы отечественной промышленностью не востребованы

3. Исследованы особенности очистки фильтрата от гальваношламов физическими безреагентными методами (его аэрацией и воздействием магнитного поля, создаваемого постоянными ИсШеВ или 8шСо высокоэнергетическими магнитами с чередующейся полярностью) в лабораторных устройствах, спроектированных и изготовленных для этих целей. При этом выявлены возможности повышения эффективности очистки фильтрата от ионов железа использованием при аэрации и магнитной обработке озона.

Показано, что только применением при очистке физико-химических методов невозможно довести фильтрат до требований, предъявляемых к очищенной пресной воде.

4. Оптимизирован механизм полного обезжелезивания фильтрата, содержащего ионы Ре°, Ре3+, Ре2+, который обеспечивается окислением двухвалентного железа при аэрации и улавливанием крупных ферромагнитных частиц в магнитном фильтрате и, затем осаждением ферромагнетиков коллоидной дисперсности, образовавшихся путем разрушения крупных частиц в магнитном поле, непосредственно уже в воде биоинженерного сооружения, по флотационному принципу.

5. Выявлены условия, приводящие к очистке обезвоженного фильтрата от загрязняющих веществ, в т.ч. и ионов тяжелых металлов и органических веществ в водной среде, путем ее осветления из-за разрушения коллоидных систем с помощью биологических функций простейших активного ила и высших водных растений биоинженерного сооружения и его обеззараживания УФ-обработкой или ультрафильтрацией на финишных операциях.

6. Предложенная модель очистки фильтрата от гальваношламов физико-химико-биологическим способом принята за основу при исследовании вопросов совершенствования технологии очистки сточных вод на вспомогательных производствах радиоэлектронных предприятий и проектирования биоинженерных сооружений полигонов промышленных и бытовых отходов.

Полученные результаты в совокупности позволяют создавать более современные системы физико-химической и биологической очистки жидких отходов для отечественных предприятий радиоэлектроники.

168

Заключение и общие выводы по работе

Рассматривая итоги аналитических и экспериментальных исследований применительно к цели и задачам данной работы, резюмируем нижеследующее.

Предприятия радиоэлектронного профиля, судя по Калужскому региону Центрального Федерального Округа, представляют значительный сектор современной промышленности России. На каждом из обследованных 12 предприятий имеются экологический паспорт, где зафиксированы все виды образующихся технологических и других видов отходов, нормативы их образования и лимит на их размещение, а также паспорт опасных отходов и порядок их транспортирования.

В работе выполнены аналитические исследования в области обращения с отходами 1-5 классов опасности предприятий радиоэлектроники, где показаны возможные нарушения в ОС при контакте с веществами первых четырех классов опасности. Результаты этих исследований сведены в табл. 5. Кроме того, основываясь на данных, накопленных к настоящему времени, предложена формула определения степени опасности компонента того или иного отхода для ОС и обсужден экспериментальный метод отнесения веществ к классу опасности по коэффициентам табл. 6, практические итоги которого приведены в табл. 7.

Анализ функционирующих радиоэлектронных предприятий выявил три существенные особенности:

- сбором, обработкой и дальнейшим обращением со всеми видами технологических отходов занимаются вспомогательные и обслуживающие цеха;

- практически на всех обследованных предприятиях созданы чистые технологические помещения, оборудованные высокоэффективными воздушными фильтрами, улавливающими практически все загрязнения и отходы;

- технологические процессы предприятий строятся таким образом, чтобы преимущественно в них использовались детали, изготовленные в механико-заготовительно-сварочных цехах смежных заводов, что дало бы предприятиям радиоэлектронного профиля шанс к безотходному производству, если бы не существовало значительных объемов техногенных вод (см. табл. 4), в т.ч. от гальванических производств.

Хранение и утилизация промышленных отходов гальванических производств, накопленных приборостроительными предприятиями, обращаемые по цепочке (рис. 3.1) и отнесенные к 1 или 2 классу опасности по предложенной в данной работе методике, но имеющие все же невысокие нормативы оплаты за размещение (см. табл. 9), в связи с чем не доставляющие особых забот для руководителей радиоэлектронных предприятий, представляют на сегодняшний день сложную экологическую проблему.

Обогащенные цветными металлами отходы гальванических производств представляют собой ценное сырье. Однако, из-за многоступенчатости процесса экстракции металлов из гальваношламов, себестоимость техпроцесса очень высока, и он не нашел практического применения в металлургии.

Попытки утилизировать гальваношламы путем использования их в качестве добавок при производстве бетона, керамзита, цемента, дорожного покрытия, красного кирпича также не увенчались воспроизводимыми технологиями.

Связано это с тем, что гальваношламы имеют сложный оксидносолевой состав с аморфной составляющей. В процессе технологической обработки при получении, например продукции строительного профиля, когда происходит их взаимодействие с материалом основы, в композиции протекают непредсказуемые физико-химические процессы, что не обеспечивает получения воспроизводимых результатов.

Поэтому как богатые, так и бедные по содержанию цветных металлов шламы, являющиеся, как правило, осадками СВ очистных сооружений, подвергаются картовому захоронению.

Шламонакопители располагают в специальных глиняных карьерах (ямах), и, тем не менее, они загрязняют окружающую среду соединениями тяжелых металлов, и на их содержание расходуются значительные финансовые средства. Обычно картовому захоронению или депонированию подвергаются частично обезвоженные осадки (влажность 60.90%) - гальва-ношламы. Такая технология предусматривает пассивное складирование на долгие годы ценного минерального сырья, каковым и являются гальва-ношламы.

Но значительные количества влажных гальваношламов хранятся в специальных емкостях на промплощадках многих промышленных предприятий, которые при производственной деятельности имеют технологии нанесения металлических покрытий химическими или гальваническими способами.

Как показано в работе, повторному загрязнению ОС в многочисленных местах хранения соединениями тяжелых металлов в Калужском регионе был поставлен заслон, благодаря созданию единого полигона промышленных отходов в ОАО «Аромасинтез». Все 12 предприятий приборостроительного профиля, имеющие состав гальваноотходов, приведенный в приложении, депонируют их в региональном полигоне.

К 2002 году на полигоне промышленных отходов в ОАО «Аромасинтез» было депонировано более 4000 т гальваношламов, и по настоящее время это количество увеличивается по 150 т в год.

Возможно, в будущем отходы гальванических производств, обогащенные цветными металлами, будут успешно перерабатываться в товарную продукцию (пигменты для лакокрасочных материалов, высококонцентрированное сырье из цветных металлов) по технологиям, которые создаются рядом фирм, в т.ч. и на кафедре промышленной экологии КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана. Однако, до реализации в практику этих технологий необходимо предотвратить загрязнение почвы, поверхностных и подземных вод тяжелыми металлами, выделяющимися из фильтрата полигона промышленных отходов, и прежде всего, в весенние и осенние периоды, когда грунтовые воды, содержащие к тому же значительные количества железа, разбавляют фильтрат и уносят ЗВ на значительные расстояния.

Анализируя состав ЗВ от гальваношламов, исследовали возможность их удаления с помощью известных физико-химических способов. Оказалось, что даже применением ГХО фильтрат полигона сложно очистить от ЗВ, как и использованием других известных способов и технологий. Разумеется, поскольку полигон оснащен площадкой с электроэнергией и водяной скважиной, применение известных реагентных способов и использование химических веществ и флокулянтов не представляло бы особых трудностей для обезвреживания и обеззараживания фильтрата, но при этом произойдет уже третичное загрязнение ОС химическими соединениями от применяемых растворов.

В связи с этим в работе выполнены исследования, как аналитические, так и экспериментальные, по изучению возможности использования биологических методов для поставленной цели, чтобы предложить безреа-гентную технологию очистки и обеззараживания фильтрата полигона промышленных отходов, не противоречащую данным фундаментальных исследований, как физико-химическими (без использования химреактивов), так и биологическими, естественноприродными способами. Исходя из того, до какого уровня концентрации ЗВ должен быть очищен фильтрат (см. табл. 10-11), и выбиралась схема его обезвреживания.

В грунтовых водах Калужского региона и без того содержится значительное количество железа в самых различных его формах, в том числе и в соединениях, не обладающих ферромагнитными свойствами, оптимизация метода аэрации, обычно реализуемого с применением воздуха, в данной работе предусматривает аэрацию фильтрата с использование озона, что позволяет получать соединения трехвалентного железа и в такой форме улавливать его в магнитных ловушках, созданных на постоянных высокоэнергетических магнитах ИсШеВ или 8шСо. Анализируя предложенную схему очистки и обеззараживания фильтрата от гальваношламов, выполненную в виде алгоритма и представленную на рис. 3.2, видим, что выполненные исследования позволяют рекомендовать последующей операцией разбавление обезжелезенного фильтрата в экспериментальном биопруде с растущими там ВВР. ВВР поглощают своими корнями и фитомассой тяжелые металлы в биопруду, после чего вода из него сливается в специальные емкости и подвергается УФ-обработке. Обезвреженная вода подвергается тестированию на токсичность, и только потом сливается в поверхностный водоем. Предложенный алгоритм физико-химико-биологического способа очистки фильтрата от гальваношламов может быть опробован и непосредственно при реализации на приборостроительных предприятиях, где могут быть созданы минибиопруды, в дополнение к имеющимся там очистным сооружениям и устройствам. Такими устройствами на безреагентных способах очистки все в большей степени оснащаются в настоящее время обслуживающие и вспомогательные производства радиоэлектронных предприятий.

Существующие на них разработанные ранее очистные сооружения используют, разумеется, реагентные технологии [96] и, не имея на то достаточных финансовых средств, слабо применяют современные разработки, например, созданные НИЦ «Потенциал 2», где разработаны комбинированные комплексы (установки) типа УКОС-АВТО, УФИАН-М, УКОС-БИО-ФФ, реализующие самые надежные методы очистки любых СВ с эффективностью очистки до показателей, установленных для водоемов ры-бохозяйственного значения.

По данным выполненных исследований (см. рис. 3.6) и оценке строительно-монтажных работ по устройству БИС длиной 14 м, полное его обустройство (с укладкой активного ила и высадкой ВВР)обойдется предприятию дешевле рекомендуемых установок (СПР, ГХО и др.).

Однако, механизмы вывода ЗВ из фильтрата при реализации физико-химико-биологического метода будут несколько другими, чем указывалось выше, уже сразу после осуществления аэрации фильтрата с применением озона и воздействия магнитного поля, т.к. их воздействие влияет не только на состояние (химический состав) ЗВ, но и на водную составляющую фильтрата.

Методы исследований и примененная аппаратура, описанные в гл. 3, позволили оптимизировать механизмы физических (физико-химических) и биологических способов очистки при работе как непосредственно с фильтратом, так и с модельными растворами.

Важным результатом этих исследований является то, что удалось уточнить механизмы очистки фильтрата. Оказалось, что часть крупных ферромагнитных частиц из озонированных модельных растворов или фильтрата, улавливаются магнитной ловушкой, а часть, обладающих стержнеобразным строением и состоящих из скопления большого количества микрочастиц, после пребывания в магнитном поле разлагаются на частицы коллоидной величины и служат центрами коагуляции уже в водном биосооружении. Причем механизм улавливания, осаждения ЗВ и их поглощения активным илом и ВВР из озонированного и омагниченного фильтрата будет также несколько другим. Он будет отличаться как от еетественноприродного способа самоочищения воды, так и от общеизвестного механизма фильтрации, коагуляции и седиментации ЗВ в аэротенках и биопрудах с ВВР. Тем более этот механизм еще в большей степени будет отклоняться от общеизвестных, если в процессе физико-химико-биологической очистки будут использованы предложенные и исследованные в данной работе глины (см. рис. 4.1-4.6). В этих исследованиях экспериментальные химические препараты (ХП) испытаны не только на очи-щаемость от ЗВ, но и на улучшение основных, общепринятых для воды, свойств, а также применительно к созданию условий, приемлемых для выживания ВВР (см. табл. 28). Резюмируя результаты этих экспериментов, заметим, что и без применения химических реактивов можно подобрать природные компоненты (сплошные кривые на этих графиках), не менее активные по результатам воздействия.

Исходя из данных аналитических и экспериментальных исследований, на основе обработки всех результатов, предложен проект капитального БИС, который предназначен для многолетнего функционирования полигона с целью утилизации его фильтрата. Размеры БИС взяты из соображения очистки фильтрата в нем физико-химико-биологическим методом без использования химических реагентов (см. рис. 4.7-4.10), как для полного обезвреживания фильтрата непосредственно в БИС (в т.ч. с разбавлением его водой, согласно расчету с учетом выделенных позиций из табл. 19) или при разбавлении недоочищенного фильтрата (по выделенным позициям табл. 19) в реке Городенке, но так, чтобы не была превышана норма по ПДК, установленная для ЗВ, указанных в табл. 19. Все эти рекомендации носят исключительно одну цель - недопущение загрязнения ОС.

Сегодняшнее положение таково, что промышленность и экология -антагонисты. Это связано с тем, что, как было доказано в гл. 1, при любом радиоэлектронном или другом производстве, возникают отходы, которые справедливо считаются частью технологического процесса, и основное внимание производителей продукции направлено на их утилизацию или депонирование за пределами предприятия, как это было сделано с жидкими и сухими гальваношламами в Калужском регионе. Мероприятия по утилизации всех технологических отходов радиоэлектронных предприятий весьма сложны, но они вспомогательными производствами реализованы весьма эффективно. Они, с одной стороны, им не по средствам, а с другой - не защищают окружающую природную среду от вторичных загрязнений. Создание радиоэлектронными предприятиями единого регионального полигона промышленных отходов избавило природу Калужского региона от загрязнения ее в двенадцати местах. Предложенный физико-химико-биологический метод очистки фильтрата от гальваношламов по изысканиям данной работы и реализуемый в БИС, для двенадцати предприятий, жизнеспособен и по долевым финансовым затратам. Причем возможности, по произрастающему в природе региона количеству ВВР [97], оснащения БИС имеются значительные, так что тиражирование конструкторско-технологической документации и продажа ее на рынке приведут к быстрой окупаемости понесенных предприятиями затрат на разработку, строительство и оснащение БИС.

Из выполненного исследования можно сделать нижеследующие выводы.

1. Проблемы электронного материаловедения / Под ред. Ф.А. Кузнецова. Новосибирск: Наука, 1986.- 167 с.

2. Костин А.Б., Филимонова Т.А. Технологические установки для изготовления фотоэлектронных приборов методом переноса // Итоги науки и техники. Сер. Электроника. 1985. - Т. 15. - С. 217-254.

3. Волкова З.П., Хотин В.М. Технология электровакуумных материалов. JL: Энергия, 1972. - 216 с.

4. Технология полупроводниковых приборов и изделий микроэлектроники. В 10 кн. Кн. 1. Общая Технология / И.Я. Козырь, Ю.И. Горбунов, Ю.С. Чернозубов и др. М.: Высшая школа, 1989. - 223 с.

5. Блискунов H.A., Каменецкий И.Я. Технология производства электровакуумных приборов. M.-JL: Госэнергоиздат, 1959. - 220 с.

6. Брук В.А., Гаршенин В.В., Курносов А.И. Производство полупроводниковых приборов: Учебник. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1973.-264 с.

7. Проектирование автоматизированных участков и цехов / В.П. Воро-ненко, В.А. Егоров, М.Г. Косов и др. / Под ред. Ю.М. Соломенцева. 2-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2000. - 272 с.

8. Александрова А.Т., Полотай Г.А. Заготовка деталей электровакуумных приборов. М.: Высшая школа, 1980. - 223 с.

9. Конструирование и расчет больших гибридных интегральных схем, микросборок и аппаратуры на их основе: Учебное пособие для вузов / Г.В. Алексеев, В.Ф. Борисов, Т.Л. Воробьева и др. / Под ред. Б.Ф. Высоцкого. -М.: Радио и связь, 1981. 216 с.

10. Филянд М.А., Семенова Е.И. Свойства редких элементов: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1964. - 912 с.

11. Электроника: Энциклопедический словарь / Гл. ред. Г.В. Колесников. М.: Советская энциклопедия, 1991. - 668 с.

12. Ормонт Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников: Учебное пособие для вузов. — Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1973. - 655 с.

13. Ангельм А.И. Введение в теорию полупроводников. M.-JL: Физ-матгиз, 1962.-418 с.

14. Фистуль Ф.И. Введение в физику полупроводников: Учебное пособие для специальностей полупроводниковой и электронной техники. М.: Высшая школа, 1975. - 296 с.

15. Карпец О.В. Реструктуризация современных промышленных предприятий: виды и методика проведения. Владивосток: Изд-во Дальневосточного университета, 2003. - 353 с.

16. Систер В.Г., Мирный А.Н. Современные технологии обезвреживания и утилизации твердых бытовых отходов. М.: Изд-во Академии коммун, хоз-ва им. К.Д. Памфилова, 2003. - 303 с.

17. Определение показателей степени опасности отходов для окружающей природной среды: Методическое пособие по курсу «Промышленная экология» / Т.В. Дмитриева, A.B. Мешалкин, Е.К. Карпова и др. Калуга: Изд-во КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 315 с.

18. Меньшиков В.В., Савельева Т.В. Методы оценки загрязнения окружающей среды: Учебное пособие. М.: Изд-во МНЭГГУ, 2000. - 59 с.

19. Гончарук Е.И., Сидоренко Г.И. Гигиеническое нормирование химических веществ в почве. — М.: Медицина, 1986. 320 с.

20. Перечень предельно-допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно-допустимых количеств (ОДК) химических веществ в почве. СанПиН 6229-91. -М.: Минздрав СССР, 1991. -29 с.

21. Пособие по проектированию полигонов по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. СНиП 2 01.28-85. М.: Госстрой СССР, 1990.-65 с.

22. Соболев П.А., Хомчик JI.M. Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 410 с.

23. Гигиеническая эффективность удаления сварочных аэрозолей фильтровентиляционными установками фирмы «Кемпер» / JI.H. Горбань, Т.К. Кучерук, П.П. Тихончук и др. // Сварочное производство. 1999. - № 1.- С. 32-33.

24. Из чего делают фильтры // Охрана труда и социальное страхование.- 2002. № 12.-С. 14-16.

25. Защита органов дыхания: респираторы АЭРУМ // Охрана труда и социальное страхование. 2004 - № 8. - С. 72-75.

26. Колодин Э.А., Алексеева И.С. Проблемы охраны труда в сборочно-сварочных технологиях на предприятиях России в условиях перехода к рыночной экономике // Сварочное производство. 1995. - № 5. - С. 39-40.

27. Перегуд Е.А., Гернет Е.В. Химический анализ воздуха промышленных предприятий. M.-JL: Химия, 1965. - 368 с.

28. Алексашина О.Ф., Мартынов В.В. Молекулярные загрязнения в атмосфере чистых технологических помещений микроэлектронных производств // Чистые помещения и технологические среды. 2002. - № 1-2. -С. 29-32.

29. Чантурия В.А., Соложенкин П.М. Гальванохимические методы очистки техногенных вод: Теория и практика. М.: ИКУ Академкнига, 2005. -204 с.

30. Вода: Экология и технология // Экватек-2002: Материалы конгресса / Под ред. проф. Л.И. Эльпинера. М.: Водоснабжение, 2002. - 948 с.

31. Соложекин П.М. Состояние и проблемы очистки сточных вод с применением эффекта макрогальванопары // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды: Обзорная информация. М.: ВИНИТИ, 2002. -Вып. 2.-С 51 - 107.

32. A.c. 456793 СССР. Способ очистки сточных вод / Р.И. Остроушко -1975.- №2.

33. Гальвано-коагуляционная очистка сточных вод / А.Л. Рязанцев, A.A. Батоева, В.Б. Батоев, Л.В. Турумова // Химия в интересах устойчивогоразвития. 1996. - Т 4, № 3. - С. 233-241.

34. Феофанов В.А., Давыдов Г.И., Чиляева Л.И. Очистка сточных вод методом гальванокоагуляции. Алма-Ата: Казмеханобр, 1991. - С. 53.

35. Зайцев Е.Д. Совершенствование метода гальванокоагуляции вредных примесей в сточных водах промышленных предприятий // Изв. Вузов. Цветня металлургия. 2000. - № 2. - С. 69-75.

36. О механизме процессов в гальванопаре железо-углерод (кокс) в аэрированном растворе, содержащем ионы тяжелых металлов / В.В. Зозуля, В.А. Прокопенко, E.H. Лавриненко, Н.В. Перцов // Укр. хим. журн. 2002. -Т. 66, № 7. - С. 48-50.

37. Исследование механизма извлечения компонентов кислых сточных вод в процессе гальванокоагуляционной очистки / Л.П. Соколова, Е.С. Сму-рова, Е.Б. Кокорина и др. // ЖПХ. 1991. - Т. 64, № 3. - С.551-555.

38. О природе оксогидратной фазы, образующейся при гальваноочистке сточных вод / Г.М. Курдюмов, О.П. Чернова, H.H. Разумовская, В.В. Мальцева // ЖПХ. 1993. - Т. 66, № 3. - С 1716-1721.

39. Патент 2079439 РФ. Способ гальванокоагуляционной очистки промышленной сточной воды / А.Л. Золотников, С.Л. Громов, И.Б. Короткевич и др. 1997.-№ 14.

40. Патент 2014285 РФ. Способ извлечения металлов из растворов / Г.М. Курдюмов, О.П. Чернова, A.B. Куликова и др. 1994. -№11.

41. Патент 2058265 РФ. Способ очистки сточных вод от фенола / Е.В. Айданова, Ф.К. Шмидт, Е.Х. Ким и др. 1996. -№11.

42. Патент 2112750 РФ. Способ очистки сточных вод / Ф.А. Дзыбин-ский, В.И. Калашников, В.И. Терехов, В.А. Феофанов. 1998. -№ 16.

43. Патент 2074125 РФ. Способ очистки сточных вод гальванокоагуляцией / В.И. Погорелов. 1997. - № 6.

44. Применение гальванокоагуляторов для очистки сточных вод /В.А. Феофанов, Л.П. Жданович, Б.С. Луханин, О.В. Донец // Цветная металлургия. 1987. - №6. - С. 47-49.

45. Луханин B.C., Феофанов Б.А., Жданович Л.П. Метод гальванокоагуляции для очистки хромсодержащих сточных вод // Цветная металлургия. -1988.-№7.-С. 52-53.

46. Чернова О.П., Похвиснева В.Б., Курдюмов Г.М. Гальваноочистка мышьяксодержащих сточных вод // Цветные металлы. 1997. - № 2. - С. 2830.

47. Очистка сточных вод завода «Рязцветмет» методом гальванокоагуляции / А.И. Гладышева, Н.Г. Спасская, Л.Ф. Воробьева и др. // Цветные металлы. 1992. - № 2. - С. 33-34.

48. Золотников А.Н., Громов С.Л. Установка для очистки сточных вод методом гальванокоагуляции // Хим. промышленность. 1993. - №3-4 (143). -С. 63-65.

49. Патент 2045479 РФ. Способ очистки сточных вод от органических красителей / С.Э. Хурзеева, Л.И. Гень. 1995. - №28.

50. Виноградова О.О., Погорелов В.И., Феофанов В.А. Применение гальванокоагуляции для очистки промышленных сточных вод // Цветные металлы. 1993.-№ 11.-С. 59-60.

51. Патент 2167110 РФ. Способ очистки производственных стоков и устройство для его осуществления / П.М. Соложенкин, И.П. Соложенкин, В.П. Топчаев и др. -2001. № 14.

52. Топчаев A.B. Автоматизированный технологический комплекс очистки промышленных стоков от ионов тяжелых металлов // Цветные металлы. 1999.-№8. -С 66-68.

53. Батоева A.A., Рязанцев A.A., Тумурова Л.В. Очистка сточных вод с использованием эффекта микрогальванопары // Экологически чистые технологические процессы в решении проблем окружающей среды: Материалы междунар. конф. Иркутск, 1996. - Т. 2. - С. 97-98.

54. Патент 2213062 РФ. Устройство для очистки сточных вод / К.Н. Трубецкой, В.А. Чантурия, П.М. Соложенкин, Г.М. Никитин. 2003. -№27.

55. Патент 2213703 РФ. Устройство для гальванохимической очистки сточных вод / П.М. Соложенкин, Г.М. Никитин, И.П. Соложенкин и др,-2003.-№28.

56. Патент 2142918 РФ. Способ очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов / С.Э. Харреева, B.C. Мальцева. 1999. - № 35.

57. Соложенкин П.М., Чантурия В.А., Соложенкин И.П. Новое поколение аппаратов для гальванохимической очистки сточных вод // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2001. - №8. - С. 37-41.

58. Рязанцев A.A., Батоева A.A., Жалсанова Д.Б. Окислительная деструкция токсичных органических загрязнителей природных и сточных вод // Человек — Среда — Вселенная: Тез. докл. междунар. науч.-практ. конф. -Иркутск, 1997.-Т. 1.- С. 129-131.

59. Силин И.И. Экология и экономика природных ресурсов бассейна р. Протвы (Калужская и Московская области). Калуга: ВИЭМС, 2003. -С. 324.

60. Вода, ее параметры и способы их изменения // Водоочистка. 2005.- №9. С. 3-9.

61. Инфильтрация концентратов стоков свалки // Водоочистка. 2005. -№7. - С. 70-72.

62. Абрамов О.В. Использование мощного ультразвука в процессе очистки сточных вод // Современные проблемы общей и неорганической химии.- М.: Изд-во ин-та общей и неорг. химии Н. С. Курнакова, 2004. С. 390-399.

63. Хрусталев Е.А. Магнитная технология безреагентной водоподго-товки // Водоочистка. 2005. - №9. - С. 44-45.

64. Особенности создания магнитного активатора на постоянных магнитах и изучение его влияния на характеристики водно-дисперсных систем / H.A. Бычков, Ю.М. Жукова, В.Е. Ляховецкий и др. // Наукоемкие технологии. 2005. - № 3 - 4. - С.60-65.

65. Особенности применения отпаянных излучателей для обеззараживания различных сред / В.М. Алакин, A.B. Ершов, Ю.М. Жукова и др. // Наукоемкие технологии. 2005. - № 3 - 4. - С.39-46.

66. Андрианов А.И., Первов А.Ф. Методика определения параметров эксплуатации ультрафильтрационных систем очистки природных вод // Водоочистка. 2005. - №7. - С. 22-35.

67. Остроумов С.И. Кондиционирование воды в природе: как оно происходит? // Водоочистка. 2005. - №8. - С. 9-11.

68. Келль Л.Н., Шумов П.А. Экологические аспекты процесса биологической очистки сточных вод // Водоочистка. 2005. - №8. - С. 6-8.

69. Исследования процессов сорбции и десорбции в системе «Жидкость донные отложения» - основа для создания технологий защиты окружающей среды / Ю.М. Жукова, Н.И. Санжаров, С.И. Спиридонов и др. // Наукоемкие технологии. - 2005. - № 3-4. - С.90-94.

70. Жукова Ю.М. Статистическая модель расчета концентрации тяжелых металлов в резервуаре-смесителе // Тезисы докладов 1-ой Российской конференции молодых ученых по математическому моделированию. Калуга, 2000. - С.270.

71. Федосеев И.В., Жукова Ю.М., Моршна Л.А. Утилизация кеков водоочистки // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо-и машиностроении: Сборник тезисов докладов Всероссийской научнотехнической конференции. Калуга, 2000. - С.160.

72. Гудков Г.И. Методика оценки риска инновационного проекта // Наукоемкие технологии. 2005. - Т. 6, № 10. - С. 52-56.

73. Вайсман Я.И., Зайцева Т.А., Рудакова JI.B. Биодеградация загрязняющих веществ в фильтрационных водах // Экология и промышленность России. 2000. - №4. - С. 45-48.

74. Грибанова Л.П., Зрянин A.A. Геоэкологические исследования на Саларьевском полигоне твердых бытовых и промышленных отходов // Экология и промышленность России. 1997. - №3. - С. 8-10.

75. A.c. 2100292. Способ очистки сточных вод с использованием элементов естественной экологической системы / Л.П. Овцов, H.A. Сучилин и др.-Б.И.- 1996.

76. Эйнор Л.О. Ботаническая площадка биоинженерное сооружение для доочистки сточных вод // Водные ресурсы. - 1990. - №4. - С. 149-160.

77. Высшая водная растительность как элемент очистки промышленных сточных вод / В.В. Кравец, Л.Б. Бухгалтер, А.П. Акользин Б.Л. Бухгаль-тер // Экология и промышленность России. 1999. - №8. - С. 19-24.

78. Тушинский С.Г., Шинкар Г.Г. Загрязнение и охрана природных вод // Итоги науки и техники. Сер. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. 1982. - №12. - С. 1-305.

79. Шульгин И.А. Растения и солнце. Л., 1973. - 251 с.

80. Синельников В.Е. Механизм самоочищения водоёмов. М.: Строй-издат, 1980.-250 с.

81. Инюшин В.М., Ильясов Г.И., Непомнящих И.А. Биоэнергетические структуры теория и практика. - Алма-Ата: Казахстан, 1992. - 220 с.

82. Инюшин В.М. Гидроагроэлектростанции как центры биоэнергетической реабилитации среды и человека // Гидротехническое строительство. -1991.-№ 9.-С. 10-13.

83. Инюшин В.М. Как помочь Балхашу // Простор. КЗ. 1980. - С. 100110.

84. Шевырина О.Б., Галочка Л.Д. Влияние некоторых металлов на рост культуры синезеленой водоросли Scenedesmus quadricauda // Биологические науки. 1983. -№1.- С. 55-58.

85. Вахшина Е.П. Тяжелые металлы в системе «вода донные отложения» водоемов (обзор) // Гидробиологический журнал. - 1985. - №2. - С. 8090.

86. Жулидов A.B. Физико-химическое состояние металлов в природных водах: токсичность для пресноводных организмов. Экологическое нормирование и моделирование антропогенного воздействия на водные экосистемы. Д.: Гидрометеоиздат, 1988. - С. 78-82.

87. Пальдяева Н.П., Малинина И.В. Высокоэффективная технология очистки атмосферных, поливомоечных сточных вод и осадка // Чистый город. 1999. - №1(5). - С. 36-39.

88. Бекренев A.B., Конюхов М.Ю. Исследование возможности очистки отстойных вод с высоким содержанием органических веществ // Экологическая химия. 2001. - №10(4). - С. 238-247.

89. Будрин К.С. Основы биологического мониторинга. М.: Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 1985. - 158 с.

90. Израэль Ю.А. Экология и контроль природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 560 с.

91. Лактин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш. шк., 1990. - 352 с.

92. Федоров В.Д. Биологический мониторинг: обоснование опытов организации // Гидрологический журнал. 1975. - Т. 2. - №5. - С. 74-98.

93. Скурлатов Ю.И., Штамм Е.В. Ультрафиолетовое излучение технология настоящего и будущего в процессах водоподготовки и водоочистки // Экология и промышленность России. - 2000. - №4. - С. 24-27.

94. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности: Учебник для студентов технических и технологических специальностей. 3-е изд., перераб. и доп. - Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2000. - 800 с.

95. Акулов A.A., Кулиш В.Ф. Сидеральные культуры как элемент био-логизированной системы земледелия. Калуга: Изд-во КНИПТИ АПК, 2004. -78 с.