Актуальність теми. Одним із негативних наслідків технічного прогресу та урбанізації стало зниження якості води річок, озер, водосховищ, які є основним джерелом централізованого питного водопостачання. Погіршення природних вод переважно зумовлене скиданням неочищених або недостатньо очищених побутових та промислових стоків, змивом дощовими та талими водами з поверхні водозбору (міст, сіл, сільськогосподарських угідь та ін.) забруднень органічного та неорганічного походження, хвороботворних мікробів. В останні роки збільшилося потрапляння у водоймища суспензій та розчинів. Найближчим часом ці явища будуть зростати. Оскільки органічні речовини та біогенні елементи (фосфор, азот та ін), що вносяться в природні води, є поживним субстратом для мікроорганізмів, хімічне забруднення завжди супроводжується інтенсивним вторинним біологічним забрудненням. Щоб істотно зменшити кількість споживаних людиною шкідливих речовин, необхідно перейти до використання екологічно чистих методів очищення води, до яких відносяться електрофізичні методи очистки. Одним з найважливіших напрямків у розвитку електрофізичних методів інтенсифікації слід вважати використання електроактивовані води. Мета і задачі дослідження: – визначення можливості очищення природної річкової води методом електроактивації в стаціонарних умовах; – розробка і виконання стендової лабораторної установки електрохімічної активації води; – дослідити можливість попереднього очищення води річки Рось від домішок; – визначення оптимальних умов процесу електрохімічної активації; – формулювання рекомендацій щодо отримання та використання електроактивативованих розчинів. Об’єкт дослідження – вода річки Рось Корсунь-Шевченківського водозабору. Предмет дослідження: – умови зниження концентрації токсичних сполук з використанням методу електроактивації; – визначення оптимальних гідродинамічних та енергетичних показників лабораторної стендової установки електроактивації. Методи дослідження: – застосування метода трифакторного експеримента; – дослідження ефективності очистки проб за допомогою аналітичних, фізико-хімічних та органолептичних методів аналізу. Наукова новизна одержаних результатів: – теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено доцільність використання процесу електроактивації для попереднього очищення природної води; – теоретично розрахована і практично розроблена лабораторна установка безперервної дії для електрохімічного способу очистки води та розроблена принципова технологічна схема станції попередньої очистки води річки Рось від органічних домішок. Практичне значення одержаних результатів: – розроблено технологію інтенсифікації процесів очищення природних вод за допомогою електроактивації з метою зниження вмісту органічних сполук; – розроблена установка проточного типу з широким регулюванням параметрів енергозатрат; – отримані експериментальні дані, що підтверджують ефективність очищення води методом електроактивації. Це дало можливість істотнозбільшити ефективність і собівартисть очистки річкової води та забезпечити покращення якості очищеної води до нормативних показників. – визначені оптимальні умови ведення процесу. Розроблений електроактиватор складається з чотирьох основних частин: – основної ємності; – напівпроникних мембран; – сталевих електродів; – камери підведення води; – камери відведення води; – клем підєднання електродів. Спроектована установка для електрохімічної обробки води являє собою ємність, що розділена на 18 однакових за об’ємом камер напівпроникними мембранами, до кожної приєднаний сталевий електрод. Сталеві електроди виконані з матеріалу ст3. Напівпроникні мембрани виготовлені з бавовняної фільтрувальної тканини «Бельтинг» що виконує функцію діафрагми між катодом і анодом, тобто призначена для запобігання переносу іонів під дією електричного струму. В кожній з цих камер в нижній частині є штуцер для підведення води. В верхній частині на рівні переливу установка облаштована двома камерами-колекторами. Анодна і катодна пластина чередуються і з’єднані між собою, тобто розділені на дві групи анодних і катодних пластин. Блок живлення складається з трансформатора, випрямляча змінного струму, електронного регулятора струму і забезпечена захистом від перевантаження. Блок живлення забезпечує максимальну напругу до 30В і силу струму до 15А. Установка для електроактивації води зображена на рисунку1.
Рисунок 1 – Установка для електроактивації води.
В якості об’єкту досліджень використовувались проби поверхневої води р. Рось (Корсунь-Шевченківський водозабір). Пробу відібрано в жовтні 2011р. в кількості 300 дм3. Результати експериментів зведені в таблицю 1. Ступінь очищення від домішок наведений в талиці 2.
За отриманими результатами побудований графік залежності ступеня очищення від хлоридів, солей твердості, сухого залишку, ХСК від витрат електроенергії що зображенті на рисунку 2.
Рисунок 2 – Графік залежності ступеня очищення від витрат електроенергії і об’єму відібраної проби.
Отже, провівши ряд дослідів можна зробити такі висновки:
- при одержанні активованої води, а саме католіту, оптимальними умовами є подача сили струму 12 А і 19 В. За даних умов спостерігається найвищий ступінь очищення від солей твердості, хлоридів та сухого залишку;
-при збільшенні об’єму проби результати покащуються, найкращі показники спостерігаються при максимальному відбору в об’ємі 1800 мл і більше, тобто з часом процес стабілізується і виходить на стаціонарний режим;
- в подальших науково-дослідних дослідженнях рекомендується дослідити проведення процесу безперервно, визначити, чи стабільно працює установка, її надійність;
- для інтенсифікації процесу рекомендується заміна електродів електроактиватора на більш стійкий до корозійного руйнування метал, наприклад, титан, що в свою чергу дасть вищу ступінь очищення води і збільшить строки експлуатації установки.
Библиографический список
- Бахир В.М. Об электрохимической активации и воде «живой» и «мертвой», вып. 1, М., 1990. – 11 с.
- Кирпичников П.А., Бахир В.М., Гамер П.У. и др. О природе электрохимической активации сред// Доклады АН СССР, 1986, т.286, №3, с.663–666.
Количество просмотров публикации: Please wait