bbk 000000

УДК 628.52

Стегленко А. В.

Борьба с дурнопахнущими выбросами от сооружений канализации

Аннотация

Описана установка «Ятаган», используемая для очистки воздуха от газов, образующихся на очистных сооружениях канализации. Данное оборудование разработано компанией «Экопромика» при участии ученых МГУ им. М. В. Ломоносова и РХТУ им. Д. И. Менделеева.

Ключевые слова

канализация , опасные вещества , дурнопахнущие вещества , очистка воздуха , холодные разряды , электроочистка газов

Скачать статью в журнальной верстке PDF

Системы канализации являются неотъемлемой частью современных городов. Технологическое развитие водопроводно-канализационной отрасли предполагает принятие мер по повышению безопасности и комфортности проживания людей в городах. При этом одной из главных задач является предотвращение выбросов в атмосферу вредных и дурнопахнущих летучих соединений, которые образуются в системах канализации и в установках очистки сточных вод в результате гнилостных (анаэробных) процессов. В перечень таких летучих соединений входят: сероводород, меркаптаны, азотсодержащая органика, аммиак, органические кислоты и др. Ранее применялся метод рассеивания этих веществ на больших территориях в удалении от жилых районов. Но в условиях укрупнения городов и значительного уплотнения застройки, это становится невозможным.

В мировой практике борьбы с опасными и дурнопахнущими выбросами от сооружений канализации используются методы, включающие два основных этапа: сбор загрязненного воздуха и его последующую очистку. Предотвращение выбросов в атмосферу и сбор газов осуществляются путем перекрытия поверхностей сооружений, с которых выделяются опасные и дурнопахнущие вещества. В настоящее время в качестве перекрытий используются как классические бетонные ангары, так и тенты из гибкого пластика или надувных конструкций. Загрязненный воздух из-под перекрытий направляется на очистку.

Перспективным методом очистки воздуха от газов, образующихся в системах канализации и установках очистки сточных вод, является метод, применяемый в газоконверторах «Ятаган». Данное оборудование разработано и пущено в производство в 2001 г. компанией «Экопромика» при участии специалистов из МГУ им. М. В. Ломоносова и РХТУ им. Д. И. Менделеева. Принцип действия установок «Ятаган» основан на сложном и многоуровневом комбинированном воздействии на молекулы опасных и дурнопахнущих газов. Этот метод включает в себя следующие химико-физические принципы: холодные разряды в газах (плазма, барьерно-стриммерный, коронный и др.); воздействие электрическими полями; кинетическое воздействие потоками заряженных частиц; каталитическая обработка; ультрафиолетовое облучение; окисление атомарным кислородом и кислородом воздуха и т. д. Такое количество действующих факторов обусловило множество названий метода: холодноплазменный, барьерно-стриммерный, газоразрядно-каталитический, электроочистка воздуха и др. Для эксплуатации в системах канализации разработана и успешно применяется специальная модификация газоконвертора «Ятаган» – «Ятаган ВК».

На сегодняшний день существует много необоснованных предубеждений. Так, бытует мнение, что в процессе очистки воздуха с примесями азотсодержащих органических соединений будут образовываться оксиды азота. Это заблуждение, поскольку образование подобных веществ при воздействии низкотемпературной плазмы термодинамически невозможно.

Например, образование оксида азота (II) из азота воздуха возможно только при температуре не ниже 1200–1500  C или в электрической дуге (температура 2000–4000 C). Окисление аммиака кислородом требует, в свою очередь, применения платинового катализатора и температуры не ниже 500 C. Амины окисляются кислородом с образованием молекулярного азота.

Реакция окисления аминов (на примере метиламина) имеет следующий вид:

Другим распространенным заблуждением является приравнивание метода озонирования к методу очистки с применением холодной плазмы. Эффективные концентрации озона при данных методах очистки воздуха отличаются на порядки (до 1000 раз). При озонировании в очищаемый воздух производится впрыск озоно-воздушной смеси с высокой концентрацией озона. Далее высококонцентрированный озон реагирует с различными составляющими очищаемого воздуха и может приводить к образованию веществ более опасных, чем исходные газы. В установках «Ятаган ВК» молекулы загрязнений очищаемого воздуха непосредственно подвергаются воздействию активных элементов холодной плазмы. Происходит разрушение молекул загрязнений и дальнейшее их окисление до таких безвредных веществ, как водяной пар и углекислый газ. При этом параметры плазмы подобраны таким образом, что не происходит разрушения и преобразования инертных составляющих воздуха, а концентрация озона в тысячи раз меньше, чем при использовании озонирования.

Таким образом, очистка воздуха при помощи установки серии «Ятаган ВК» так же безопасна и эффективна, как и методы биоочистки газов, но при этом лишена их недостатков. Так, по сравнению с биоустановками, газоконверторы имеют значительно меньшие массу и габариты, намного проще в эксплуатации и обслуживании, не чувствительны к изменениям внешних условий, не зависят от наличия питательной среды, имеют низкое аэродинамическое сопротивление, не требуют внесения и контроля химических реактивов, не образуют отходов и шлама. Установки «Ятаган ВК» специально разработаны для применения на объектах канализации. Газоконверторы данной модификации показали высокие эксплуатационные параметры как на тестовых испытаниях, так и в условиях реальной эксплуатации.

Газоконверторы «Ятаган ВК» могут применяться для очистки воздуха рабочей зоны в цехах и служебных помещениях, а также для очистки воздушных вентиляционных выбросов. Применение этих установок на производстве возможно как в составе вентиляционных систем, так и локально, без встраивания в вентиляцию.

Результаты проверки работы газоконвертора «Ятаган ВК» на Курьяновских очистных сооружениях в Москве приведены в таблице.

Достоинства установок «Ятаган ВК»:

• не требуют использования расходных компонентов и веществ, потребляя лишь небольшое количество электроэнергии;
• в процессе работы не образуются вещества и компоненты, требующие утилизации, продуктами очистки являются углекислый газ и водяной пар;
• степень очистки воздуха практически не зависит от количественного и качественного состава загрязнений;
• затраты электроэнергии не превышают 0,25 Вт/м³ (например, для очистки 6 тыс. м³/ч загрязненного воздуха требуется не более 1,5 кВт);
• высокая степень очистки;
• эффективная температура очищаемых газов находится в интервале 10–50 С;
• допустимая внешняя температура от –30 до +50 С;
• производительность установок от 1,5 тыс. м³/ч;
• обслуживание включает периодические осмотры системы, замену предварительных фильтров и чистку поверхности газоразрядных ячеек;
• не чувствительны к пыли и аэрозолям, находящимся в очищаемом воздухе;
• универсальность установок позволяет применять однотипное оборудование для решения разных задач (различные вещества и концентрации, очистка притока и вытяжки);
• низкая стоимость.

Газоконверторы «Ятаган ВК» установлены на канализационных насосных станциях в Москве (Пречистенская набережная), в Одинцовском районе Московской области, в Административно-общественном центре Московской области в Мякининской пойме.

Надежность, безопасность и эффективность газоконверторов «Ятаган ВК» подтверждены всеми необходимыми сертификатами, разрешениями и патентами.