автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Технико-технологические основы совершенствования водоподготовки во вспомогательных цехах радиоэлектронного производства

На правах рукописи

Ф

Яковлева Ольга Владимировна

ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ВОДОПОДГОТОВКИ ВО ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЦЕХАХ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность: 05.02.22 - Организация производства (в области радиоэлектроники)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2008

003455925

Работа выполнена на кафедре промышленной экологии Калужского филиала Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана

Научный руководитель:

кандидат технических наук,

доцент Бычков Николай Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук профессор Черняев Сергей Иванович кандидат технических наук Малов Ким Викторович

Ведущая организация:

ОАО «Калужский турбинный завод»

Защита состоится 2008г. в«^ час, ¿^йин. на заседании

диссертационного совета Д 212.131.04 Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики (технического университета) по адресу: 119454, Москва, просп. Вернадского, д.78.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

УУ

2008г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Замуруев С.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На отечественных радиоэлектронных предприятиях лежат задачи по сосредоточению усилий на развитии критических технологий, имеющих межотраслевое значение для повышения технологического уровня и конкурентоспособности российской продукции. Сохранение высокого технологического уровня производства на радиоэлектронных предприятиях предопределяет сохранение непрерывности инновационного цикла, реализуемого на основе кооперации специалистов, от фундаментальных исследований до опытно-конструкторских и промышленных технологий, обеспечивающих выпуск наукоемкой радиоэлектронной продукции нового поколения.

В условиях повышения конструкторской и технологической сложности изделий радиоэлектроники, ужесточения конкуренции на рынке сбыта, сохранить и укрепить свои позиции отечественные предприятия смогут лишь путем сокращения трудовых и материальных затрат на их разработку и производство. Всё возрастающие объёмы потребления в радиоэлектронных технологиях пресной воды не способствуют реализации такой цели. Поэтому резкое сокращение водопотребления в таких производствах является актуальной задачей для отечественных радиоэлектронных предприятий.

Одним из реальных резервов в этом направлении является оптимизация организационных структур и производственных процессов вспомогательных и обслуживающих производств на радиоэлектронных предприятиях, осуществляющих водоподготовку и очистку сточных вод (СВ) для основного производства.

Цель исследования. Выявление возможностей создания технологий, исключающих применение химических веществ для очистки сточных вод в радиоэлектронном производстве и разработка на этой основе путей решения проблемы очистки гальваностоков предприятий приборостроения и радиоэлектроники, с целью использования очищенных вод в основном производстве.

Общая методика выполнения исследования. В работе использованы элементы системного анализа, положения теории очистки жидкости от загрязняющих веществ, фундаментальные положения о радиолизе воды при воздействии на неё энергетических полей (гамма-излучения, электронных и лазерных пучков), основы ультрафильтрации с применением мембранной техники, компьютерная обработка результатов экспериментов и техника информационных технологий.

Научная новизна работы. Впервые экспериментальной проверкой показана практическая возможность создания технологии безреагентной очистки сточных вод радиоэлектронного производства, реализуемой во вспомогательных и обслуживающих цехах предприятия, что способствовало развитию технико-технологических основ совершенствования водоподготовки и создание замкнутых систем водообеспечения предприятий:

- обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования доочищенных СВ от основных техпроцессов радиоэлектронного производства и СВ г. Калуги для водообеспечения предприятий радиоэлектроники после ультрафильтрационной и лазерно-магнитной их обработки;

- доказано, что воздействие лазерного излучения сине-зеленого спектра на СВ радиоэлектронного производства (кислотно-щелочной сток) приводит к положительным результатам: снижение концентрации тяжелых металлов в СВ при воздействии излучения с Х=476...514нм мощностью около 1Вт дает выраженный эффект очистки СВ от ионов никеля как на модельных растворах так и на реальных СВ в интервале экспозиции излучения 15-25мин. и времени отстаивания - 2часа, что хорошо вписывается во временные интервалы проведения общепринятых технологических процессов с использованием традиционных емкостных сооружений;

- предложена универсальная технологическая схема очистки гальваностоков при использовании в качестве добавочной воды доочищенных СВ с городских очистных сооружений (ГОС), позволяющая использовать полученную воду в оборотной системе основного производства;

- впервые предложено использование процесса лазерно-магнитной обработки и сочетание лазерного облучения с ультра- и гиперфильтрацией в двух-поточной схеме при очистке гальваностоков с условием их возврата в оборотную систему предприятия и применением в качестве добавочной воды доочищенных СВ ГОС.

Практическая ценность работы. Результаты выполненных исследований позволили систематизировать новые технические решения по безреа-гентной очистке промышленных сточных вод для вспомогательных производств радиоэлектронных предприятий г. Калуги. Полученные данные позволяют поэтапно обеспечить снижение водопотребления промышленными предприятиями, начиная с модернизации уже существующих емкостей очистных сооружений, применением предложенных технологических схем по очистке СВ предприятий с внедрением безреагентной лазерно-магнитной и ультрафильтрационной обработки.

Положения, выносимые на защиту:

1. Технико-технологические основы совершенствования водоподготов-ки во вспомогательных и обслуживающих цехах радиоэлектронного производства обеспечивающие принципиальную возможность создавать оборотные системы водоснабжения для основного производства, используя безреа-гентные методы доочистки их стоков с пополнением системы (добавочная вода) доочищенными СВ с ГОС.

2. Механизм лазерно-магнитной очистки сточных вод.

3. Экспериментальные результаты исследований по безреагентной очистке сточных вод.

Личный вклад автора. Автором лично выполнены все аналитические и экспериментальные исследования, смонтированы исследовательские установки, продуманы и отобраны образцы проб, разработаны методики экспериментальных исследований и обработки их результатов, сформулирован

возможный механизм лазерно-магнитной очистки СВ. Кроме того, автор лично принимал участие в изготовлении лабораторного оборудования и отработке технологий очистки СВ мембранным и лазерно-магнитным методами.

Апробация работы. Основные результаты, представленные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на научных и научно-технических конференциях, в т.ч. на Всероссийских научно-технических конференциях «Прогрессивные технологии, конструкции и системы в прибо-ро - и машиностроении» (Москва, 2000, 2001, 2003,2004, 2005,2006,2007).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 22 работах, список которых представлен в конце автореферата.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, общих выводов, списка литературы (96 наименований) и приложения. Общий объем диссертации 161 страница, включая 45 рисунков и 14 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированы цели работы, её научная новизна и положения, выносимые на защиту, описана структура и объём диссертационной работы.

Первая глава диссертации «Современное состояние очистки и применения промышленных сточных вод в радиоэлектронике и приборостроении» посвящена анализу и обобщению способов и технологий, которые в настоящее время используются для очистки загрязнённых сточных вод промышленных предприятий. Показано, что известные способы химической обработки, используемые для очистки сточных вод, устарели и связаны с привнесением в очищаемые воды дополнительных загрязняющих химических веществ. Рассмотрены тенденции развития отечественной радиоэлектроники, приведена сравнительная оценка базовых технологий у нас в стране и в США.

Установлено и показано, что организация промышленного выпуска широкой номенклатуры радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) с высокой конкурентоспособностью требует снижения стоимости различных электронных компонентов в 2-2,5 раза. Причём необходимо обеспечить быстродействие РЭА в 3-4 раза, снизить затраты на производство в 1,5-3 раза, уменьшить энергопотребление в 3-4 раза и т.д. Выявлено, что в связи с этим важная роль должна отводиться оптимизации производственных процессов вспомогательных и обслуживающих производств, которая будет способствовать существенному снижению себестоимости основной продукции. Изучение и анализ способов снижения расходов потребляемой воды при производстве РЭА поможет определить эффективное направление экономии водных ресурсов, и тем самым обеспечит производство конкурентоспособной продукции.

В этой главе также рассмотрены особенности использования воды в радиоэлектронном производстве, а также исследованы применяемые у нас в стране и за рубежом процессы и установки для очистки СВ и водоподготов-ки. Из приведённого в данной главе сделан вывод, что в настоящее время имеются все возможности найти эффективные технические решения для внедрения на радиоэлектронных и приборостроительных предприятиях перспективных методов очистки СВ с целью их повторного использования в основных технологических процессах.

Вторая глава «Анализ состояния очистки сточных вод и проблемы обеспечения повторного использования стоков в производстве на предприятиях приборостроения и радиоэлектронной промышленности г. Калуги» содержит анализ работы очистных сооружений предприятий радиоэлектроники конкретного региона, выполненный на основании исследований характеристик СВ предприятий г. Калуги, изучения работы применяемых там технологических схем, и методов очистки стоков. Показано, что эксплуатируемые во вспомогательных и обслуживающих цехах очистные сооружения требуют значительных энергетических, материальных и трудовых затрат на эксплуатацию. Основные направления оптимизации их работы: технологическое, техническое и организационное. В этой главе проведен также сравнительный анализ основных схем очистки СВ на предприятиях радиоэлектроники, суть которого нижеследующий.

Обработка СВ на предприятиях проводится по традиционной схеме (см. рис.1).

Обработка хромсодержащих сточных вод происходит на установке периодического действия. Очистка заключается в восстановлении Сг6+ до Сг3+ с последующим осаждением гидроксида хрома совместно с кислотно-щелочными сточными водами. Сточные воды из корпуса покрытий самотеком поступают в усреднитель, откуда насосом подаются в камеры реакции. Обезвреживание сточных вод производится 5% раствором сульфита натрия в присутствии серной кислоты. При отсутствии Сг6+ стоки направляются в усреднитель для совместной обработки с кислотно-щелочными сточными водами.

Кислотно-щелочные сточные воды подвергаются обработке на установке проточного типа На очистку поступают кислотно-щелочные сточные воды и предварительно обработанные хромсодержащие стоки. Процесс обработки заключается в нейтрализации сточных вод при доведении рН до 8,59,0, в качестве реагента применяется известь. Продолжительность контакта сточных вод с реагентом составляет 30 мин. При этом катионы тяжелых металлов переходят в труднорастворимые соединения (основные карбонаты, гидроксиды), которые затем выпадают в осадок в отстойнике. Для улучшения эффекта осветления в сточную воду, прошедшую камеру реакции, перед поступлением в отстойник вводят 0,1-0,2% раствор полиакриламида.

Осветленный сток из горизонтального отстойника собирается в сборник и направляется в городскую канализацию. В технологической схеме очистки возможно присутствие напорного механического фильтра после сбор-

ника осветленной воды, который обычно не эксплуатируется. Это отрицательно сказывается на эффективности очистки СВ предприятия.

ПДК ионов тяжелых металлов в очищенной сточной воде таковы: Сг6+ -отсутствует; Си - 0,5; гп - 1,0; № - 0,5; Сг3+ - 2,5; Ре„бЩ - 5,0.

Рис. 1. Принципиальная схема очистки сточных вод корпуса гальванопокрытий.

Выделение ионов тяжелых металлов (ТМ) из сточных вод с помощью реагентов протекает по реакциям:

Н2804 + Са(ОН)2 = Са804 А + 2Н20 2НС1 + Са(ОН)2 = СаС12 + 2Н20 Сг2(304)з+ ЗСа(ОН)2 = 2Сг(ОН)31 + ЗСаБСХ,1 Си Б04 + Са(ОН)2 = Са3041 + Си(ОН)21 N¡80,+ Са(ОН)2 = СаБ041 + №(ОН)21 2п804+ Са(ОН)2= СаБ04 ^+2п(ОН)21

Недостаток реагентных технологий очистки СВ - образование большого количества труднообезвоживаемого шлама. Кроме того, очищенная таким образом вода содержит большое количество солей кальция, что является препятствием для использования воды в оборотном водоснабжении.

В этой главе показано, что среди методов очистки сточных вод предприятий приборостроения и электроники, на которых образуется большое количество сточных вод, содержащих ионы ТМ, особое место должны занимать мембранные технологии, например ультрафильтрация.

Ультрафильтрация - процесс фильтрования растворов через полупроницаемые мембраны под давлением, превышающим осмотическое давление. Мембраны пропускают молекулы растворителя, задерживая растворенные вещества. При ультрафильтрации размер отдельных частиц

канализационную сеть

с1ч= 0,001...0,02 мкм, а давление, необходимое для процесса ультрафильтрации- (0,1...0,5МПа).

Установлено также по результатам аналитических исследований, что применение для очистки гальваностоков мембранных технологий (ультра-, гиперфильтрация) перспективно, если обеспечить сокращение расхода электролита за счет его возврата в ванны покрытия. Здесь водопотребление можно сократить за счет возврата очищенной воды на операции промывки и снижения расхода химических реактивов на нейтрализацию СВ.

В третьей главе «Разработка технико-технологических основ очистки сточных вод от типовых процессов производства РЭА безреагентными методами» приведены экспериментальные исследования по разработке технико-технологических основ очистки СВ от типовых техпроцессов производства РЭА.

В разделе по технике эксперимента показано, что в исследованиях по очистке СВ от производственных загрязнителей были использованы методики и оборудование, созданные на кафедре промышленной экологии Калужского филиала МГТУ им. Н.Э. Баумана за последние годы.

В состав исследовательского оборудования входили: микроскоп типа ЛОМО МИКРОМЕД - 1 (увелич. до 1500х) с цифровой телекамерой, подключенной к персональному компьютеру; аргоновый лазер ЛГ-106М1 (излучаемые длины волн от 476 до 517 нм) с выходной мощностью от 1 до 5 Вт непрерывного излучения; блок матричных излучателей лазерных (БМЛИ) непрерывного и импульсного режимов работы; магнитомеханические фильтры и магнитные активаторы промышленного производства.

Изучение воздействия лазерного излучения на жидкие среды проводилось на водопроводной воде, модельных растворах, СВ гальванического производства, а также СВ, загрязненных ТМ.

При этом для экспериментов использовалась водопроводная вода, имеющая водородный показатель рН = 6,8 и жесткость 5,4 мг-экв/л.

Пробы воды подвергались лазерному облучению различных длин волн и энергий на лабораторных установках. При облучении проб с использованием матричного блока лазерных излучателей экспериментальная проба воды наливалась в лабораторный стакан и облучалась излучателем БМЛИ.

По такой же методике лазерное облучение проводилось коллимирован-ным лучом аргонового лазера (X = 476...517 нм) и рассеянным излучением БМЛИ (\= 590нм и Х= 805нм) в течение 1,2 и 3 минут.

Облучение проб воды в диапазоне длин волн X = 476...517 нм осуществлялось с применением лабораторной установки, представленной на рис. 2.

Лазер (1) с блоком управления и питания (2) испускал спектр когерентных излучений с длинами волн Х= 476 - 517 нм (сине-зеленая область спектра). Мощность излучения лазера регулировалась ступенчато 1, 2, 3, 4 и 5 Вт переключателем блока управления (2). Луч лазера (6), отражаясь от зеркала (4), размещенного на штативе (3), попадал в стакан (5) с образцом природной воды. Для предотвращения рассеяния лазерного излучения, лабораторный

стакан выполнен из стекла со светоотражающим покрытием из алюминиевой фольги.

Рис. 2. Схема (а) и вид (б) лабораторной установки для облучения проб воды: 1 - лазер ЛГ-106М1; 2 - блок управления лазера; 3 - штатив; 4 - зеркало; 5 - лабораторный стакан со светоотражающей поверхностью; 6 - луч лазера.

Исследование процессов образования накипи в образцах воды после облучения проводилось также на лабораторной установке. Кипячение пробы воды в колбе с помещенным в нее предметным стеклом проводилось в течение 20 минут. Предметное стекло высушивалось при нормальных условиях в течение 1 часа.

Для визуализации и фотографирования кристаллов накипи применялся вышеуказанный микроскоп с увеличением до х1500 и цифровая камера, подключенная к персональному компьютеру (ПК). Схема установки для визуализации результатов эксперимента представлена на рис. 3.

а) 6)

Рис. 3. Схема (а) и вид (б) установки для визуализации результатов эксперимента и внешний вид микроскопа: 1 - предметное стекло; 2 - микроскоп; 3 - цифровая камера; 4 - интерфейсный кабель; 5 - персональный компьютер; 6 - вид кристаллов на предметном стекле

Изображение фрагмента поверхности предметного стекла (1), увеличенное оптикой микроскопа (2), преобразовалось в цифровой формат цифровой видеокамерой (3) и по интерфейсному кабелю (USB) (4) передавалось для обработки и анализа в персональный компьютер (5). При помощи дисплея ПК осуществлялся анализ и фотографирование, полученного изображения фрагмента поверхности предметного стекла (6).

При анализе изображения осуществлялись: измерение линейных размеров и подсчет количества кристаллов определенного размера и типа. Измерение линейных размеров кристаллов проводилось путем сравнения с эталонным объектом (риски шкалы, нанесенные на оптику измерительного объектива микроскопа) и дальнейшим расчетам.

Лазерно-магнитная обработка воды изучалась в экспериментальной установке, показанной на рис. 4. Для очистки воды применялась трехступенчатая схема. Трехступенчатая обработка воды в лазерно-магнитной системе (JIMC) водоподготовки заключается в очистке воды от механических и ферромагнитных примесей в магнитомеханическом фильтре (1,2,3) и ее активация в магнитном (4,5,6,) и лазерном активаторах (7,8,9).

В механизме работы высокоэнергетической системы в условиях водопровода лежит принцип временного (до нескольких суток) изменения физических свойств воды под воздействием магнитного поля, что инициирует процесс выпадения солей жесткости не на стенках теплообменников, а в объеме воды в виде мелкодисперсного шлама, который выносится из рабочей зоны и улавливается, при необходимости, фильтром. Кроме того, «омагни-ченная» вода с течением времени размягчает и размывает уже отложившуюся накипь на стенках трубы. Она же защищает стенки трубных магистралей и теплообменников от коррозии пассивирующей пленкой.

фильтр

Рис. 4. Фрагмент лазерно-магнитной системы водоподготовки в экспериментальной установке: 1 - корпус фильтра; 2 - мелкоячеистая сетка; 3 -магнитная система; 4 - корпус активатора; 5 - магнитная система; 6 - резьбовая крышка; 7 - элемент матрицы лазерных излучателей; 8 - корпус матрицы излучателей; 9 - корпус лазерного активатора.

В этой главе показано и описано, что магнитные фильтры, имея корро-зионностойкие высокоэнергетические магниты из сплава самарий-кобальт, долговечны и необходимы для установки в изношенные трубные магистрали, для которых острой проблемой является засорение трубопроводов вторичным железом (ржавчиной). Магнитомеханический фильтр имеет легкосъемную крышку для удаления накопившегося шлама.

Показано также, что проведенные исследования по омагничиванию водопроводной воды дали аналогичные с лазерной обработкой результаты, а вид видимых полей микроскопа представлен на рис.5: наблюдается резкое снижение размеров кристаллов у омагниченной воды.

Рис. 5. Вид кристаллов накипи б) - контрольной пробы, а) - после омагничивания.

Основные результаты экспериментальных исследований по изучению воздействия лазерного излучения на степень очистки загрязнённых вод приведены на рис. 6 и рис. 7.( обозначения: С/3 - сине-зелёное, ор- оранжевое, кр - красное, ик - инфракрасное излучения).

Рис.6. Гистограмма зависимости (вверху) и тенденция изменения (внизу) концентрации ионов никеля в осветленной части модельного раствора от

времени отстаивания и длины волны лазерного излучения (нм): с/з - 476 -517; ор - 590; кр-630; ик-805.

1.4,

12

с; и

s

1 - ~- " —— „

ч л 1 0.S

: И <

1 0,4 • И || I.....-...... 1

0,2 1 :;Я......... as

в; з®**6 Время отстаивания 168«:

2 час эь час 168 час Контр

□ 500 Ш 590 ■ 630 Ш 805 Бремя отстаивания - - 500 - - - -590 — - - 630 — - -805-Контр

Рис. 7. Зависимость концентрации ионов никеля в осадочной части модельного раствора от времени отстаивания и длины волны: слева - гистограмма; справа - тенденция изменения концентрации в зависимости от времени отстаивания для лазерных излучателей с длинами волн соответственно: 476-514, 590, 630 и 805 нм.

Из графика зависимости (см. рис. 6) видно, что именно время отстаивания 2 часа дает лучший результат по уменьшению концентрации ионов никеля в осветленной части модельного раствора. Требуемый эффект достигается при длине волны X = 805 нм (концентрация никеля снизилась с 1,32 мг/л до 0,54 мг/л) и X — 476...514 нм, (концентрация ионов никеля после облучения составила 0,59 мг/л), при Х= 590нм (концентрация никеля равна 0,6 мг/л).

Изменения в осадочной части происходят несколько иначе. Из графика рис. 7 видно, что концентрация ионов никеля увеличивается в зависимости от времени отстаивания. При использовании сине - зеленого лазера концентрация ионов никеля остается почти неизменной, равной около 0,90 мг/л после 96 часов отстаивания. В остальных случаях, после увеличения концентрации никеля в осадочной части идет заметное ее уменьшение (сравнение результатов отстаивания по времени 96 часов и 168 часов и при Л=805нм, /1=590нм, Á =630нм).

При изучении зависимости концентрации ионов никеля в сточной воде от длины волны лазерного излучения (при различном времени облучения и двухчасовом отстаивании), эффективные результаты по их снижению получены в диапазоне длин волн от 476 до 514 нм при приведенных выше временных экспозициях и отстаивании проб в течение 2 часов.

Наблюдаемые при лазерной обработке сточной воды экспериментальные результаты могут быть объяснены нижеследующим механизмом.

Известный в науке метод радиолиза воды, вызываемый воздействием гамма-излучения, электронного облучения, возможно объяснить таким образом:

Н2СН> быстрые электроны -» Н20++е ;

н20++н20-» Н30+ + 0Н~,

где образующийся в процессе облучения ОН",- гидроксильный радикал, является сильнейшим окислителем.

В связи с чем, далее процесс происходит так: е~+(Н20)„-> е~,

здесь образующийся е - электрон в сольватной оболочке, с высокой эффективностью восстанавливающий находящиеся в воде оксиды.

При прохождении пучка электронов с энергией до ШэВ через очищаемую воду, образуются гидроксильные радикалы и электроны в сольватной оболочке. Они активно воздействуют на примеси в ней. Могут в водной среде протекать как реакции восстановления, так и реакции окисления: Ре3++е- Ре2+, Си2+ + е--» Си+, ОН" + 2СГ-» 20Н" + С12

В результате налицо процесс восстановления металлов, которые затем выпадают в осадок, а газообразные соединения - покидают воду.

При лазерном облучении, аналогично электронному, такие реакции возможны. Длина волны лазерного излучения важна и оно будет эффективно воздействовать на выделение частиц одного вида и менее эффективно - на выделение из водной среды частиц другого вида, что наблюдалось экспериментально, авторами, проводившими облучение загрязнённых вод электронным пучком, нами при облучении лазерным лучом. Причем отметим, что в результате радиолиза образуется и озон, как при воздействии электронного пучка, так и лазерного луча.

Таким образом, если наложить дополнительно магнитное поле, на воду, облучаемую лазерным лучом, то образовавшиеся конгломераты частиц и газовые пузырьки при воздействии магнитного поля будут разрушаться, образуя большое количество микрочастиц, которые не будут уже осаждаться на стенках труб, а станут перемещаться с потоком воды.

Наложение магнитного поля в процессе лазерной обработки загрязнённой воды было осуществлено в данной работе в лазерно-магнитной системе (ЛМС). Это позволило снизить уровень накипеобразования изменением структуры солей жесткости, таким образом, что они перестали давать прочные отложения при нагревании. Проведенные исследования показали эффективность воздействия лазерного излучения и магнитных полей высоких энергий на изменение структуры отложений накипи. После лазерно-магнитного воздействия изменились линейные размеры и форма кристаллов солей жесткости. И, что весьма важно, при этом увеличилось в обработанной воде количество кристаллов с меньшими линейными размерами в общей доле кристаллов.

Для очистки воды в оборотной системе с применением сточных вод в работе разработан и предложен промышленный вариант лазерно-магнитного активатора, схема которого приведена на рис. 9.

Рис. 8. Схема промышленного варианта ЛМС: 1 - лазер ЛГ - 106М1; 2 - блок управления и питания лазера; 3 - рассеивающая линза; 4 - кварцевое стекло окна реакторной камеры; 5 - корпус реакторной камеры; 6 - корпус магнитного активатора; 7 - магнитная система.

Необходимо отметить, что проведенные исследования показали малую эффективность метода лазерно-магнитной очистки хромсодержащих стоков. В то же время, очистка кислотно-щелочных стоков (цинк- и никельсодержа-щих) с применением указанных методов дает положительные результаты -происходит заметное снижение концентрации ионов цинка и никеля в очищаемой воде. Не получив положительных результатов в экспериментах по лазерной очистке хромсодержащих стоков, для их безреагентной очистки применили ультрафильтрацию. Полученные с применением этой установки результаты, а также расчеты по гиперфильтрации показали, что хромсодер-жащие стоки очищаются достаточно. Учитывая это применили эффективную схему очистки СВ, предусматривающую разделение стоков на два потока (рис.9).

Кислопио-щелочъе СВ

1 2 3 и К & -

I I

На

сбробопку

Кснденпрст | но пртенение |

В га/ъйаническое прсиэйоЭапбо (

■ ПромыЬноя 1 боЗа

Л"

# 1

I I

I Канцекпрат |

| Концентрат на гримен&ие

В га/ьЬонцческое прсиэЬо&тВо Г

Рис.9. Вариант принципиальной схемы очистки гальваностоков: 1 - емкость-накопитель; 2 - лазерная (лазерно-магнитная) установка; 3 - отстойник; 4 - промежуточная емкость; 5 - установка ультрафильтрации; 6 - ус-

тановка гиперфильтрации; 7 - напорный механический фильтр; 8 - лазерно-магнитная система.

В предлагаемой схеме очистки СВ от основных цехов предприятия предусматривается раздельная очистка хромсодержащих и кислотно-щелочных стоков. Кислотно-щелочные СВ поступают в емкость-накопитель^), откуда подаются на лазерную (лазерно-магнитную) установку (2) и отстойник (3), где освобождаются частично от загрязнений, далее они поступают в промежуточную емкость (4) и на напорный механический фильтр (7), являющийся барьерным сооружением, последовательно очищаются на установках ультра- (5) и гиперфильтрации (6). Качество полученных очищенных СВ позволяет использовать их в системе оборотного водоснабжения цеха.

Хромсодержащие СВ также поступают в емкость-накопитель (1), проходят напорный механический фильтр (7), затем последовательно очищаются на установках ультра- (5) и гиперфильтрации (6). Полученные очищенные СВ возможно использовать повторно.

Для предотвращения отложений в трубопроводах в схеме на двух потоках возможно дополнительное включение лазерно-магнитной системы (8), позволяющей также усилить эффективность очистки СВ.

Как показали экспериментальные исследования эта схема проста, компактна, надежна, экологична, что обеспечит высокий эффект очистки гальваностоков и позволит использовать воду более рационально. Установка ультрафильтрации с набором мембран представляла собой современное устройство мембранного типа для суперфильтрации загрязненных пресных вод.

Выводы

1.Существенным резервом экономии в водопотреблении приборостроительными и радиоэлектронными предприятиями является: использование сточной воды от основных технологических процессов, очищенной во вспомогательных или обслуживающих цехах и доведенной там до требований, удовлетворяющих качеству, заложенному в технологических процессах основного производства или в системах теплоснабжения и охлаждения.

2. Апробируемые в настоящее время различные методы безреагентной очистки загрязненной пресной воды, не требующие применения химических веществ, существуют, как правило, в экспериментальных и опытных образцах. Анализ состояния очистных сооружений приборостроительных и радиоэлектронных предприятий исследуемого региона, где они сосредоточены в крупном муниципальном образовании (г. Калуга) показал, что практически все они несовершенны.

3. Проведенные экспериментальные исследования по безреагентной очистке вод дают основание утверждать, что влияние лазерного облучения на степень очистки гальваностоков неоднозначно:

- выполненные эксперименты свидетельствуют о низкой эффективности воздействия лазерного излучения на осаждение ионов хрома(У1), но в то же время наблюдается резко положительная динамика по снижению концентрации ионов цинка и никеля;

- лазерно-магнитная обработка сточной воды однозначно приводит к удалению загрязнений, в том числе и от тяжелых металлов.

4. Механизм лазерно-магнитной обработки, основанный на эффекте радиолиза воды и магнитной сепарации, экспериментально подтверждён результатом очистки сточных вод от загрязняющих веществ. Совместное применение магнитно-лазерного облучения и мембранной очистки перспективно для очистки сточных вод всех радиоэлектронных производств.

5. Технико-технологические основы совершенствования водоподготов-ки во вспомогательных цехах радиоэлектронного производства заключаются в применении двухпоточной системы очистки СВ, разделяющей очистку хромсодержащих и кислотно-щелочных стоков с применением физико-химических методов очистки и затем, повторное использование очищенной воды в основном производстве, что не требует сложных организационных процедур во вспомогательных и обслуживающих производствах предприятий радиоэлектроники.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Яковлева О.В. Водные проблемы Калужского региона / Под ред. М.Б. Каменаровича // Проблемы охраны окружающей среды. - Калуга: Эйдос, 2000. - С.84-91.

2. Яковлева О.В. Отрицательное влияние промышленных сточных вод на водный бассейн г. Калуги // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - М., 2000. - С.180.

3. Яковлева О.В. Обработка осадка природных и сточных вод // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - М., 2001,- Т.1. - С.270-273.

4. Яковлева О.В. Совершенствование схем очистки сточных вод предприятий станко- и машиностроения г.Калуги // 36-е чтения, посвященные разработке наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. - Калуга: Эйдос, 2001.-С.83-84.

5. Эколого-экономическая и социальная оценка результатов реализации областной целевой программы "Обеспечение населения Калужской области качественной питьевой водой" / И.М. Васильев, A.C. Гринин, Н.В. Лаврухи-на, О.В. Яковлева. - Калуга: Изд-во КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. - 36с.

6. Коржавый А.П., Яковлева О.В. Использование биологически очищенных сточных вод // Наукоемкие технологии. - 2002. - Т.З, №5. - С. 49-53.

7. Коржавый А.П., Яковлева О.В. О перспективах использования до-очищенных пресных вод для технического водоснабжения в г. Калуге // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машинострое-

нии: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - М.,

2003.- Т.1.-С.203.

8. Коржавый А.П., Яковлева О.В. Использование фильтров с зернистой загрузкой для доочистки сточных вод// Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - М., 2003. - Т.1.- С.204.

9. Изучение устойчивости ВВР на примере ряски малой по отношению к тяжелым металлам в сточных водах полигонов ТБО / Т.В. Дмитриева, A.B. Мешалкин, О.В. Яковлева и др. // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - М., 2003. - Т.1. - С.212-214.

10. Деградация органических и азотсодержащих соединений под воздействием пресноводного симбиотического биоценоза / Т.В. Дмитриева, A.B. Мешалкин, О.В. Яковлева и др. // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - М., 2003. - Т.1. - С.215.

11.Коржавый А.П., Яковлева О.В. Технологии доочистки сточных вод и пути использования осадка городских очистных сооружений // Наукоемкие технологии. - 2004. - Т.5, №1 - С.53-57.

12. Чернова М.В., Яковлева О.В. Усовершенствование схемы очистных сооружений сточных вод ОАО «Кондровская бумажная компания» // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - М.,

2004.- Т. 1.- С.209-211.

13. Меньшова О.С., Яковлева О.В. Обработка элюатов отходами меха-нообрабатывающего производства // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - М., 2004. - Т.1.- С.212-213.

14. Меньшова О.С., Яковлева О.В. Химические способы переработки элюатов // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы региональной научно-технической конференции. - М., 2004. - С.84.

15. Особенности создания магнитного активатора на постоянных магнитах и изучение его влияния на характеристики водно-дисперсных систем /H.A. Бычков, Ю.М. Жукова, О.В. Яковлева и др. // Наукоемкие технологии. -

2005.-Т.6, №3-4-С.60-65.

16. Осаждение тяжелых металлов из сточных вод гальванического производства под воздействием лазерного излучения сине-зеленого спектра / H.A. Бычков, H.A. Булина, О.В. Яковлева и др. // Наукоемкие технологии. -2005. -Т.6, №3-4 -С.66-70.

17. Коржавый А.П., Жукова Ю.М., 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. - М„ 2005. - Т.1. - С. 199-202.

18. Дмитриева Т.В., Чернова М.В., Яковлева О.В. Совершенствование схемы очистки сточных вод ОАО «Кондровская бумажная компания» с целью снижения содержания общего железа // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - М., 2005. - T.l. — С.210.

19. Исследование лазерного излучения на процессы очистки гальваностоков от никеля / О.В. Яковлева, О.С.Меньшова, О.А.Новикова, H.A. Булина // Наукоемкие технологии.-2007. - Т.8, № 4. - С.68-72.

20. Яковлева О.В. Тенденции развития очистки гальваностоков предприятий приборостроения и радиоэлектроники // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - М., 2006. -T.l. - С.206-208.

21. Коржавый А.П., Яковлева О.В. Создание замкнутых систем водоснабжения предприятий приборостроения и радиоэлектроники города Калуги // Наукоемкие технологии в приборо- и машиностроении и развитие инновационной деятельности в вузе: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - М., 2007. - Т.2. — С.11-12.

22. Яковлева О.В. Технологии повторного использования сточных вод в радиоэлектронном производстве // Наукоемкие технологии. - 2008. - Т.9, № 10.-С. 55-59.

Подписано в печать 20.11.2008. Формат 60x84 1/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,16. Усл. кр.- отг. 4,64. Уч.-изд. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ 745

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)" 119454, Москва, пр. Вернадского, 78

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОЧИСТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД В РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ И

ПРИБОРОСТРОЕНИИ.

1Л. Тенденции развития отечественной радиоэлектроники. д

1.2. Вспомогательные и обслуживающие производства предприятий радиоэлектроники.

1.3. Особенности использования и очистки пресных вод в радиоэлектронном производстве.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОВТОРНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТОКОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Г. КАЛУГИ.

2.1. Характеристика объемов и качества сточных вод предприятий приборостроения города.

2.2. Анализ схем очистных сооружений предприятий радиоэлектроники и приборостроения.

2.3. Краткая характеристика методов очистки промышленных сточных вод, использующихся на радиоэлектронных предприятиях г. Калуги.

2.3.1. Обзор существующих методов очистки сточных вод от неорганических кислородсодержащих анионов и ионов тяжёлых металлов.

2.3.2. Метод ионного обмена для доочистки сточных вод с их повторным использованием.

2.3.3. Преимущества, недостатки, использование мембранных технологий и метода ионного обмена.

2.4 Варианты решения вопроса очистки сточных вод гальванических производств с применением различных технологических методов очистки.

2.4.1. Оптимизация работы очистных сооружений предприятий приборостроения и радиоэлектроники.

2.4.2. Обоснование необходимости и возможности повторного использования биологически очищенных сточных вод г. Калуги для технических нужд предприятий.

2.4.2.1. Опыт повторного использования очищенных сточных вод городов.

2.4.2.2. Условия повторного использования очищенных сточных вод.

2.4.2.3. Ориентировочные требования, предъявляемые к используемой воде потенциальными потребителями. ^

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ТИПОВЫХ ТЕХПРОЦЕССОВ

ПРОИЗВОДСТВА РЭА БЕЗРЕАГЕНТНЫМИ МЕТОДАМИ.

3.1. Подход к очистке сточных вод от типовых технологических процессов.

3.2 Методы исследования и аппаратура.

3.3. Типовые технологические схемы построения мембранных установок. ^

3.4. Возможные схемы использования воды на приборостроительном предприятии.

3.4.1. Подбор мембран и аппаратов для гипер- и ультрафильтрации.

3.5. Исследование лазерно-магнитных воздействий на процессы очистки сточных вод.

3.5.1. Изучение влияния лазерного излучения на очистку воды. ^

3.5.2. Исследование воздействия лазерного излучения на хроми цинксодержащие сточные воды.I. ^

3.5.3. Изучение воздействия лазерного излучения на сточные воды, содержащие ионы никеля.

3.6. Исследование влияния воздействия лазерного излучения в сочетании с другими методами на степень очистки сточных вод. ^g

3.6.1. Изучение лазерно-магнитного воздействия на свойства загрязненной пресной воды. 1

3.6.2. Особенности использования лазерного излучения и мембранной очистки.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.

Государственная поддержка отечественной радиоэлектроники, в частности электронной техники, реализованная в виде Федеральных целевых программ «Развитие электронной техники в России» и «Национальная технологическая база» позволила целому ряду предприятий сохранить номенклатуру продукции, пользующейся на рынках сбыта, развить базовые технологии двойного применения. Это позволило в сложных экономических условиях конца 20-го века удержать от развала предприятия специализирующиеся на микроэлектронике, оптоэлектронике и фотоэлектронике, сверхвысокочастотной электронике и лазерной технике. Это в свою очередь соответствовало задачам и целям обеспечения технологической, экономической и оборонной безопасности России. На отечественных радиоэлектронных предприятиях лежат задачи по сосредоточению усилий на развитии критических технологий, имеющих межотраслевое значение для повышения технологического уровня и конкурентоспособности российской продукции. Сохранение высокого технологического уровня производства на радиоэлектронных предприятиях предопределяют сохранение непрерывности инновационного цикла, реализуемого на основе кооперации специалистов, от фундаментальных исследований до опытно-конструкторских и промышленных технологий, обеспечивающих выпуск наукоемкой радиоэлектронной продукции нового поколения.

В условиях повышения конструкторской и технологической сложности изделий радиоэлектроники, ужесточения конкуренции на рынке сбыта, сохранить и укрепить свои позиции отечественные предприятия смогут лишь путем сокращения трудовых и материальных затрат на их разработку и производство.

Одним из реальных резервов в этом направлении является оптимизация организационных структур и производственных процессов вспомогательных и обслуживающих производств на радиоэлектронных предприятиях.

Цель исследования. Выявление возможностей создания технологий, исключающих применение химических веществ для очистки сточных вод в радиоэлектронном производстве и разработка на этой основе путей решения проблемы очистки гальваностоков предприятий приборостроения и радиоэлектроники, с целью использования очищенных вод в основном производстве.

Задачи исследования:

- провести анализ применяемых методов очистки стоков и существующих технологических схем предприятий радиоэлектроники;

- изучить возможность применения безреагентных методов очистки сточных вод на очистных сооружениях предприятий радиоэлектроники;

- на основании анализа работы очистных сооружений предприятий и городских очистных сооружений изучить возможность создания замкнутых систем водоснабжения предприятий данного профиля с использованием в качестве добавочной воды доочищенных сточных вод города.

Научная новизна работы. Впервые экспериментальной проверкой показана практическая возможность создания технологии безреагентной очистки сточных вод радиоэлектронного производства, реализуемой во вспомогательных и обслуживающих цехах предприятия, что способствовало развитию технико-технологических основ совершенствования водоподготовки и создание замкнутых систем водообеспечения предприятий: - обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования доочищенных сточных вод от основных техпроцессов радиоэлектронного производства и сточных вод г. Калуги для водообеспечения предприятий радиоэлектроники после ультрафильтрационной и лазерно-магнитной их обработки;

- доказано, что воздействие лазерного излучения сине-зеленого спектра на сточные воды радиоэлектронного производства (кислотно-щелочной сток) приводит к положительным результатам: снижение концентрации тяжелых металлов в сточных водах при воздействии излучения с А,=476.514нм мощностью около 1Вт дает выраженный эффект очистки стоков от ионов никеля как на модельных растворах так и на реальных сточных водах в интервале экспозиции излучения 15-25мин. и времени отстаивания — 2часа, что хорошо вписывается во временные интервалы проведения общепринятых технологических процессов с использованием традиционных емкостных сооружений;

- предложена универсальная технологическая схема очистки гальваностоков при использовании в качестве добавочной воды доочищенных сточных вод с городских очистных сооружений, позволяющая использовать полученную воду в оборотной системе основного производства;

- впервые предложено использование процесса лазерно-магнитной обработки и сочетание лазерного облучения с ультра- и гиперфильтрацией в двухпоточной схеме при очистке гальваностоков с условием их возврата в оборотную систему предприятия и применением в качестве добавочной воды доочищенных сточных вод городских очистных сооружений.

Положения, выносимые на защиту:

1. Технико-технологические основы совершенствования водоподготовки во вспомогательных и обслуживающих цехах радиоэлектронного производства обеспечивающие принципиальную возможность создавать оборотные системы водоснабжения для основного производства, используя безреагентные методы доочистки их стоков с пополнением системы (добавочная вода) доочищенными сточными водами с городских очистных сооружений.

2. Механизм лазерно-магнитной очистки сточных вод.

3. Экспериментальные результаты исследований по безреагентной очистке сточных вод.

Практическая ценность

Результаты выполненных исследований позволили систематизировать новые технические решения по безреагентной очистке промышленных сточных вод для вспомогательных производств радиоэлектронных предприятий г. Калуги.

Полученные данные позволяют поэтапно обеспечить снижение водопотребления промышленными предприятиями, начиная с модернизации уже существующих емкостей очистных сооружений, применением предложенных технологических схем по очистке сточных вод предприятий с внедрением безреагентной лазерно-магнитной и ультрафильтрационной обработки.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, общих выводов, списка литературы (98 наименований) и приложения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Существенным резервом экономии в водопотреблении приборостроительными и радиоэлектронными предприятиями является: использование сточной воды от основных технологических процессов, очищенной во вспомогательных или обслуживающих цехах и доведенной там до требований, удовлетворяющих качеству, заложенному в технологических процессах основного производства или в системах теплоснабжения и охлаждения.

2. Апробируемые в настоящее время различные методы безреагентной очистки загрязненной пресной воды, не требующие применения химических веществ, существуют, как правило, в экспериментальных и опытных образцах. Анализ состояния очистных сооружений приборостроительных и радиоэлектронных предприятий исследуемого региона, где они сосредоточены в крупном муниципальном образовании (г. Калуга) показал, что практически все они несовершенны.

3. Проведенные экспериментальные исследования по безреагентной очистке вод дают основание утверждать, что влияние лазерного облучения на степень очистки гальваностоков неоднозначно:

- выполненные эксперименты свидетельствуют о низкой эффективности воздействия лазерного излучения на осаждение ионов хрома(У1), но в то же время наблюдается резко положительная динамика по снижению концентрации ионов цинка и никеля;

- лазерно-магнитная обработка сточной воды однозначно приводит к удалению загрязнений, в том числе и от тяжелых металлов.

4. Механизм лазерно-магнитной обработки, основанный на эффекте радиолиза воды и магнитной сепарации, экспериментально подтверждён результатом очистки сточных вод от загрязняющих веществ. Совместное применение магнитно-лазерного облучения и мембранной очистки перспективно для очистки сточных вод всех радиоэлектронных производств.

5. Технико-технологические основы совершенствования водоподготовки во вспомогательных цехах радиоэлектронного производства заключаются в применении двухпоточной системы очистки сточных вод, разделяющей очистку хромсодержащих и кислотно-щелочных стоков с применением физико-химических методов очистки и затем, повторное использование очищенной воды в основном производстве, что не требует сложных организационных процедур во вспомогательных и обслуживающих производствах предприятий радиоэлектроники.

Заключение

В работе выполнен анализ накопленного опыта повторного использования очищенных городских и промышленных сточных вод. Изучено состояние водопотребления и водоотведения промышленного радиоэлектронного центра, включая анализ развития радиоэлектронного производства с целью снижения водопотребления и тем самым себестоимости РЭА.

Выявлены потенциальные потребители биологически очищенных и доочищенных сточных вод города. Рассмотрены требования, предъявляемые к качеству повторно используемой воды для определенных потребителей, каковыми являются предприятия радиоэлектроники и приборостроения.

В работе проведено аналитическое исследование существующих технологий очистки сточных вод предприятий приборостроения. Обобщив изученный материал, установили, что предприятия используют в основном только реагентный метод очистки сточных вод. Очистные сооружения предприятий радиоэлектроники и приборостроения несовершенны, а очищенные таким способом стоки не могут быть использованы в оборотном водоснабжении.

Для предприятий радиоэлектроники и приборостроения возможно провести оптимизацию процессов очистки стоков безреагентным методом путем доочистки сточных вод на основе применения процессов ультра- и гиперфильтрации. Хотя, такая доочистка весьма дорогостояща и не всеми отечественными предприятиями может быть использована.

В диссертации впервые экспериментально доказано, что возможно повысить эффект очистки гальваностоков применяя другие безреагентные методы, например, лазерное воздействие и лазерно-магнитную обработку. Исследования проведены на модельных растворах и на реальных сточных водах, обрабатываемых во вспомогательных производствах предприятий радиоэлектроники и приборостроения г. Калуги. Лазерное излучение и лазерно-магнитное воздействие на гальваностоки резко сокращает содержание в них загрязняющих веществ, в том числе и тяжелых металлов. Это ведет к сокращению объемов использования пресной воды, снижает себестоимость РЭА и требует незначительных изменений в организации производства во вспомогательных цехах радиоэлектронных и приборостроительных предприятий.

На основе выполненных экспериментальных исследований и известных фундаментальных работ [33, 35, 97, 98] наблюдаемые при лазерной обработке сточной воды результаты, могут быть объяснены нижеследующим механизмом.

Известный науке метод радиолиза воды, вызываемый воздействием гамма-излучением или электронным облучением, реализуется, например, таким образом:

Н20 —> быстрые электроны —> Н20+ + е ;

Здесь в - электрон в сольватной оболочке, с высокой эффективностью восстанавливающий оксиды.

При прохождении пучка электронов через очищаемую воду, образующиеся гидроксильные радикалы и электроны в сольватной оболочке активно воздействуют на примеси в ней, могут протекать как реакции восстановления, так и реакции окисления: окислителем.

В связи с чем, далее процесс происходит так: е + (Н20)п > е~,

Fe3+ + е Си2+ + е Си\

ОН' + 2С/ -> 2ОН~ + С12 .

В результате получается процесс восстановления металлов, которые выпадают в осадок, а газообразные соединения покидают воду.

При аналогичном электронному - лазерном облучении, длина волны лазерного излучения важна и оно будет эффективно воздействовать на выделение частиц одного вида и менее эффективно на выделение частиц другого вида, что наблюдалось экспериментально как для облучения электронным пучком, так и для облучения лазерным лучом. В результате радиолиза образуется и озон.

Таким образом, если наложить на воду, облучаемую лазерным лучом, дополнительно знакопеременное магнитное поле, то образовавшиеся конгломераты частиц и газовые пузырьки в магнитном поле будут разрушаться, образуя большое количество микрочастиц, которые, например не будут осаждаться на стенках труб, а станут перемещаться с потоком воды.

Как было отмечено в п.п. 3.6.2, практически предложенный метод может быть реализован на предприятии ФГУП «Калугаприбор» заменой устаревшего оборудования станции нейтрализации на лазерно-магнитные системы и устройства мембранной технологии.

1. Кураев Н.М., Радзивилко B.C. Основные принципы формирования новых организационных структур в процессе реструктуризации электронной промышленности // Экономика и коммерция, 2000, №2. - С. 11-13.

2. Крылов В.И. Вступление России во всемирную торговую организацию // Внешнеэкономический бюллетень, 2002, №1. — С. 44 47.

3. Резвый P.P. Экспортный контроль в радиоэлектронном комплексе // Электронная промышленность, 2004, №4. С. 103 - 106.

4. Балаш И.С. Первая отраслевая выставка за рубежом // Электронная промышленность, 1974, №1. С. 3 - 4.

5. Васильев В.А., Воротилов К.А., Сигов А.С. Изолирующие слои многоуровневой разводки интегральных схем с низкой диэлектрической проницаемостью // Электронная промышленность, 2004, №4.-С. 145- 153.

6. YuS. And Wong T.K.S. Low dielectric constant organosilicate films prepared by sol-gel and templating methods // J.Sol-Gel Science and Technology, 2004, v. 29.-P. 56-62.

7. Милинкис Б.М., Гусев A.H. Лазерное устройство для контроля параметров вибрации объекта. А.С. №1798627, БИ. №8, 1993 г.

8. Луканов Н.М. Состояние и перспективы разработки конструктивно-технологической базы для сверхбыстродействующих БИС и СБИС.- Итоги науки и техники. Сер. Электроника. М.: ВИНИТИ, 1990, т. 27. -С. 3-32.

9. Манжа Н.М. Формирование транзисторных структур методом жёсткой маски // Электронная промышленность, 1994, №6. С. 17 - 19.

10. Манжа Н.М., Шурчков И.О. Способ формирования диффузионных областей и контактов к ним. А.С. №1176774, БИ №16, 2001 г.

11. Манжа Н.М. Влияние толщины осаждаемых слоёв на микрорельеф поверхности при формировании щелевой изоляции // Электроника, 2003, №6.-С. 12-16.

12. Милешко Л.П., Варзарев Ю.Н. Формирование эмитерных и базовых областей п-р-п транзисторов диффузией фосфора и бора из анодных оксидных пленок кремния // Электронная промышленность, 2002, №1. -С. 67-68.

13. Диковский В.И., Евстигнеев Д.А. Сравнительная оценка упругости паров В20з, Н2В407 и НВ02 при высокой температуре // Электронная промышленность, 2004, №4. С. 166 - 168.

14. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. Санитарные правила и нормы. — М.: Минздрав России, 2001. — 47с.

15. Каталог промышленная экология «Технологии, оборудование очистки и доочистки, контрольно-измерительные приборы для решения экологических проблем промышленных предприятий». М.: Информэлектро, 1998.-425с.

16. К вопросу о методике определения эффективности водоочистных устройств бытового назначения / Е.А. Ананьева, М.А. Глаголева, Ю.П. Нещименко и др. // Питьевая вода, 2001, №3. С. 9 — 12.

17. Экономические показатели и структура стоимости обеззараживания вод / Н.С. Серпокрылов, В.И. Беспалов, Н.А. Коваленко, А.Ю. Кочетов

18. Водоочистка, 2007, №7. С. 41 - 42.

19. Обезвреживание гептильных промышленных стоков и хозяйственно-бытовых сточных вод / В.М. Клешков, А.П. Манахов, А.Ю. Кочетков

20. Водоочистка, 2007, №7. С. 43 - 48.

21. Ксенофонтов Б.С., Козодаев А.С., Черных С.И. Очистка поверхностных сточных вод автозаправочных станций и автомоек // Безопасность в техносфере, 2007, №6. С. 46 - 49.

22. Варюшина Г.П. Практика эксплуатации комплексов очистных сооружений поверхностных сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника, 2000, №7.-С. 18-21.

23. Замкнутые системы водного хозяйства промышленности / Материалы семинара. -М.: Изд-во общества «Знание», МДНТП, 1978. 245с.

24. Кустов JI.M., Крылов О.В. Катализ на рубеже тысячелетий: достижения прошлого и взгляд в будущее // Российский химический журнал, 2000,т. 44, №2.-С. 3-9.

25. Венецианов В.В., Рубинштейн Р.Н. Динамика сорбции из жидких сред.-М.: Наука, 1983,- 185с.

26. Иоффе И.И., Решетов В.А., Добротворский A.M. Гетерогенный катализ.-Л.: Химия, 1985-238с.

27. Смирнов В.Б. Технология глубокой очистки биологически очищенных сточных вод на зернистых фильтрах. Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: Академия коммунального хозяйства, 1999. — 24с.

28. Коржавый А.П., Яковлева О.В. Использование биологически очищенных сточных вод // Наукоемкие технологии. 2002, - т.З, №5. - С. 49 - 53.

29. Коржавый А.П., Яковлева О.В. Технологии доочистки сточных вод и пути использования осадка городских очистных сооружений

30. Наукоемкие технологии, 2004, т.6, №3 — 4. — С.60 65.

31. Меньшова О.С., Яковлева О.В. Обработка элюатов отходами механообрабатывающего производства // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении. М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2004.-т. 1. - С. 212-213.

32. Лобашев В.И. Возможные причины биологической активности воды после различных способов воздействия // Сборник докладов 5-го Международного конгресса «Экватек», М.: 2002. — С. 982.

33. Мартынова О.И., Гусев Б.Т., Леонтьев Е.А. К вопросу о механизме влияния магнитного поля на водные растворы солей // Успехи физических наук, 1969, т.98, вып. 1. С. 195 - 199.

34. Лесин В.И. Физико-химический механизм обработки воды магнитным полем // Сборник докладов 5-го Международного конгресса «Экватек», М.: 2002.-С. 371.

35. Особенности создания магнитного активатора на постоянных магнитах и изучение его влияния на характеристики водно-дисперсных систем

36. Н.А. Бычков, Ю.М. Жукова, О.В. Яковлева и др. // Наукоемкие технологии, 2005. т.6, №3 - 4. - С. 60 - 65.

37. Magomedova U.G. G., Isuev A.R., Safaraliev G.K. Research of influence of low-intensity laser radiation at early stage of Kutum development // The Caspian Sea: Science. Education states. Book2. - Elista, 2001. - P. 129 - 132.

38. Никулина C.H., Садковский Б.П. Влияние когерентного излучения на водную среду // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы региональной научно-технической конференции. — М.: 2004. С. 92.

39. JIana Н.Н., Коржавый А.П., Дмитриева Т.В. Влияние лазерного излучения на выведение металлов из водных модельных растворов

40. Наукоемкие технологии, 2006. т.7, №4 - 5. - С. 48 - 56.

41. Осаждение тяжелых металлов из сточных вод гальванического производства под действием лазерного излучения сине-зеленого спектра

42. Н.А. Бычков, Н.А. Булина, О.В. Яковлева и др. // Наукоемкие технологии, 2005. т.6, №3 - 4. - С. 66 - 70.

43. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Калужской области в 2003 году. Калуга: Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды по Калужской области. Министерство природных ресурсов Российской Федерации, 2004. - 191с.

44. Доклад об использовании природных (минерально-сырьевых, водных, лесных) ресурсов и состоянии окружающей природной среды Калужской области в 2005 году. Калуга: Министерство природных ресурсов Калужской области, 2006. — 293с.

45. Проект водоснабжения и канализации. Калуга: Калугаоблводоканал, 2002. - С.3-84.

46. Смирнов Д.Н., Генкин В.Б. Очистка сточных вод в процессах обработкиметаллов. -М.: Металлургия, 1980. 196с. 46.3апольский А.К., Образцов В.В. Комплексная переработка сточных вод гальванического производства. - Киев: Тэхника, 1989. - 199с.

47. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды.- М.: Химия, 1989.- 512с.

48. Химия промышленных сточных вод. Пер. с англ. / Под ред. А. Рубина. -М.: Химия, 1983. -360с.

49. Удаление металлов из сточных вод. Нейтрализация и осаждение / Под ред. Дж. К. Кушни. М.: Металлургия, 1987. - 176с.

50. Родионов А.И., Клушин В.Н., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности. — Калуга: Изд-во Бочкаревой Н., 2000.- 800с.

51. Терновцев В.Е., Пухачев В.М. Очистка промышленных сточных вод. -Киев: Буд1вельник, 1986. 120с.

52. Кульский JI.A., Накорчевская В.Ф. Химия воды: Физико-химические процессы обработки природных и сточных вод. — Киев: Вища школа, 1983.-240с.

53. Концепция электродиализа в опреснении и новые технологии //Водоочистка. 2005.-№10.-С.20-23.

54. Соболевская Т.Т., Гребенюк В.Д., Махно А.Г. Методы очистки сточных вод гальванических производств // Охрана окружающей среды от отходов гальванического производства: Материалы семинара. М., 1990. - С. 109-114.

55. Болынаков О.А., Киричевский Д.С. Опыт применения сорбционной технологии для очистки промстоков на ЗАО «Завод электротехнического оборудования» г. Великие Луки II Вода и экология. Проблемы и решения.-2005.-№4.-С.48-50.

56. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химическойпромышленности. Jl.: Химия, 1997.-464с.

57. Костюк В.И., Карнаух Г.С. Очистка сточных вод машиностроительных предприятий. Киев: Тэхника, 1990. - 118 с.

58. Гребенюк В.Д., Мазо А.А. Обессоливание воды ионитами. М.: Химия, 1980.-254с.

59. Луценко Г.Н., Цветкова А.И., Свердлов И.Ш. Физико-химическая очистка городских сточных вод. М.: Стройиздат, 1984. - 88с.

60. Ризо Е.Г. Особенности решения проблемы жидких отходов на гальваноочистных комплексах // Вода и экология. Проблемы и решения. 2003. - №4. - С.33-36

61. Баглай С.В., Риянова Э.А., Баглай Е.Б. Биохимический способ очистки сточных вод гальванических производств // Вода и экология. Проблемы и решения. 2004. - №1. - С.35-38.

62. Филипчук В.Л., Анопольский В.Н., Фельдштейн Г.Н. Рационализация работы сооружений для очистки металлсодержащих сточных вод

63. Вода и экология. Проблемы и решения. 2001. - №4. - С.47

64. СНиП 2.04.03-85. Строительные нормы и правила. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 72с.

65. Регенерация промышленных вод гальванических производств методом обратного осмоса / А.А. Поворов, А.Г. Коломийцев, П.Р. Беришвили и др. // Охрана окружающей среды от отходов гальванического производства: Материалы семинара.-М., 1990.-С.131-135.

66. Духин С.С., Сидорова М.П., Ярощук А.Э. Электрохимия мембран и обратный осмос. Л.: Химия, 1991. - 192с.

67. Дыханов Н.Н., Зацепина Л.Н., Курган Е.В. Оптимизацияводопотребления и водоотведения в гальваническом производстве // Охрана окружающей среды от отходов гальванического производства: Материалы семинара. М., 1990.-С.22-24.

68. Алферова Л.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. М.: Стройиздат, 1984.-272с.

69. Гордин И.В., Марков П.П. Замкнутые системы аграрно-промышленного водопользования- М.: Агропромиздат, 1991.-272с.

70. Доклад о состоянии окружающей природной среды Калужской области в 1998 году. — Калуга: Государственный комитет по охране окружающей среды по Калужской области, 1999. 117с.

71. Доклад о состоянии окружающей природной среды Калужской области в 1999 году. Калуга: Государственный комитет по охране окружающей среды по Калужской области, 2000. — 141с.

72. Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей природной среды Калужской области в 2000 году.- Калуга: Комитет природных ресурсов по Калужской области, 2001. -131с.

73. Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей природной среды Калужской области в 2001 году.- Калуга: Комитет природных ресурсов по Калужской области, 2002.-168с.

74. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Калужской области в 2002 году. — Калуга: Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР РФ по Калужской области. Министерство природных ресурсов Российской Федерации, 2003. -173с.

75. Семенюк В.Д., Терновцев В.Е. Комплексное использование воды в промышленном узле. Киев: Буд1вельник, 1974. — 232с.

76. Укрупненные нормы расхода воды и количества сточных вод на единицу продукции для различных отраслей промышленности. М.: Стройиздат, 1973. —367с.

77. Белогорский А.А., Лапшин В.К. Тенденции и перспективы применения мембранных технологий в системах водоснабжения и водоотведения

78. Водоочистка. 2006. - №5.- С.86-87.84.0рганизация бессточного гальванического производства

79. К. Крыщенко, В. Дзегиленок, А. Неретин, А. Антонов // Водоочистка. 2005.-№1.- С.55-57.

80. Мобильный мембранный комплекс очистки поверхностной воды / А.

81. Белогорский, В. Лапшин, С. Прохоров, Р. Сафин // Водоочистка.- 2006. —№5. С.37-39.

82. Жуков А.И., Монгайт И.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод: Справочное пособие. М.: Стройиздат,1977.-204с.

83. Колесников В.А. Обзор технологических работ МХТИ по вопросам экологии и ресурсосбережения гальванических производств печатных плат // Охрана окружающей среды от отходов гальванического производства: Материалы семинара. М., 1990.-С.8-13.

84. Карелин Ф.Н. Обессоливание воды обратным осмосом. -М.: Стройиздат, 1988. 204с.

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

86. Федоренко И., Кирякин И., Бурковский С. Производство ультрачистой воды с применением двухступенчатого обратного осмоса

87. Водоочистка. 2005. -№8.- С. 20-28. 91.Обработка воды обратным осмосом и ультрафильтрацией / А. А.

88. Ясминов, А.К. Орлов, Ф.Н. Карелин, Я.Д. Рапопорт. -М.: Стройиздат,1978.- 120с.

89. Фрог Б.Н. Водоподготовка. М.: Изд-во МГУ, 2001. - 680с.

90. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация. М.: Химия, 1978.-352с.

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

92. Выхрест И.Ю. Перспективы использования резонансной лазерной активации при очистке промышленных сточных вод // Живая вода Иртыша: Материалы научно-практического выездного семинара

93. Международного антиядерного альянса. Алматы: Казахстан, 1994. - С.25-30.

94. В.В. Смирнов, JI.A. Тюрина. Кластеры металлов На и Ша групп: получение и реакционная способность // Успехи химии, 1994. т. 63, № 1. -С. 57-71.

95. В.И. Доронин. Экологическая очистка воды и воздуха // Экология и охрана труда, 2007, № 10.-С.27-29.