Лузгин Е. Г.

Водоканал Екатеринбурга: итоги работы и планы на будущее

Аннотация

По итогам 2021 г. качество подаваемой населению г. Екатеринбурга питьевой воды по показателям нормативов СанПиН стало значительно лучше. Так, среднегодовое содержание железа в холодной воде в 4 раза меньше допустимой концент­рации, хлора – в 7 раз, свинца – в 20 раз, меди – в 100 раз. Качество очищенных стоков, которые попадают в реку Исеть, по ряду химико-биологических показателей также вышло на принципиально новый уровень, что оказывает существенное влияние на экологию региона и здоровье жителей. В перс­пективе результаты будут еще лучше, так как работы на объектах не останавливаются, а цели у «Водоканала» города Екатеринбурга амбициозные.

Ключевые слова

DOI 10.35776/VST.2022.06.01
УДК 628.35

Смирнов Александр Владимирович, Бабичев А. Г., Федюнин В. В., Шашков А. В.

Повышение экологической безопасности Урала: модернизация Южной аэрационной станции г. Екатеринбурга

Аннотация

Уральский регион традиционно считается «хребтом» России с центром в Екатеринбурге. Экологическая безопасность региона во многом обеспечивается за счет очистки сточных вод, которая проводится на очистных сооружениях Северной и Южной аэрационных станций города. Текущая модернизация Южной аэрационной станции стала крупнейшей за последние 7 лет: в строительно-монтажные работы и оборудование уже вложено 345 млн руб. В 2022 г. планируемая сумма финансирования составит еще 120 млн руб. В процессе реконструкции и модернизации Южной аэрационной станции были выполнены работы по цеху механического обезвоживания осадка, что позволило снизить количество образующихся отходов в 2 раза. Реконструированы с полной заменой системы аэрации более 70% аэротенков (8 из 11 секций), а также модернизированы вторичные отстойники с заменой илососов (6 из 15 отстойников). В целом модернизация блока биологической очистки сточных вод позволила повысить экологические показатели работы сооружений и улучшить состояние экосистемы реки Исеть.

Ключевые слова

очистка сточных вод , модернизация , илосос , аэротенк , вторичный отстойник , система аэрации

DOI 10.35776/VST.2022.06.02
УДК 628.335.1

Галкин Ю. А., Ермаков Д. В., Обадин Д. Н.

Разработка технологии и результаты пусконаладки системы оборотного водоснабжения непрерывного трубопрокатного агрегата

Аннотация

В ООО «Научно-проектная фирма «ЭКО-ПРОЕКТ» разработана инновационная технология оборотного водоснабжения непрерывных трубопрокатных агрегатов (НТПА) предприятий черной металлургии. При использовании традиционных, концептуально близких технологий, включающих коагуляционно-флокуляционную обработку воды, тонкослойное отстаивание, осветлительное фильтрование и работу в бессточном режиме, содержание в подготовленной оборотной воде взвешенных веществ (железной окалины) и минеральных масел в несколько раз превышает регламентируемое изготовителями НТПА. Причиной является высокая концентрация в очищаемой оборотной воде растворимых фосфатов – стабилизаторов дисперсных систем, поступаю­щих из технологического процесса прокатки и концентрирующихся в ходе ее циркуляции. Низкая эффективность отстаивания приводит к кольматации фильтрующей загрузки осветлительных фильтров, выводу их из эксплуатации, вынужденной продувке до 30% более загрязненной оборотной воды в производственно-ливневую канализацию, перерасходу на порядок подпиточной природной воды. Высокое содержание минеральных масел и абразивность твердой фазы получаемого осадка приводят к кольматации мембран фильтр-прессов, получению сильнозагрязненного трудноочищаемого фугата и износу центрифуг. В разработанной технологии предусмотрены: глубокая очистка 5% исходной оборотной воды от фосфатов путем обработки известковым молоком, рекарбонизации СО2 дымовых газов и осветления; исключение необоснованного слива в оборотную воду отработанной фосфатсодержащей технологической смазки; коагуляционно-флокуляционная обработка всей исходной воды с очисткой по одноступенчатой схеме на высокоэффективных отстойниках-флокуляторах типа «ЭП ОФ»; гравитационное безреагентное обезвоживание на конструктивно простых аппаратах типа «ОКУД». Комплекс технических решений позволяет получить оборотную воду нормативного качества и исключить сброс в окружающую среду, подготовить окалиномаслосодержащий осадок влажностью 30% к утилизации в металлургии, уменьшить габариты установок водоподготовки, сократить эксплуатационные и капитальные затраты. Технология внедрена с получением всех проектных показателей в системе оборотного водоснабжения НТПА одного из трубных заводов.

Ключевые слова

система оборотного водоснабжения , предприятия черной металлургии , непрерывный трубопрокатный агрегат , коагуляционно-флокуляционная очистка , окалиномаслосодержащий осадок

DOI 10.35776/VST.2022.06.03
УДК 628.35:665.666.6

Кевбрина М. В., Гаврилов Д. В., Белов Н. А., Агарев А. М.

Анализ работы ацидофикаторов после реконструкции блока Люберецких очистных сооружений

Аннотация

Московская сточная вода после первичного отстаивания содержит недостаточно органических веществ для устойчивого удаления азота и фосфора до нормативного качества при очистке. Поэтому при проектировании реконструкции старого блока Люберецких очистных сооружений г. Моск­вы был выбран метод ацидофикации (преферментации) как наиболее рациональное технологическое решение для обогащения сточной воды легкоразлагаемым органическим веществом (получение органических кислот при кислотном брожении сырого осадка первичных отстойников). После завершения реконструкции старого блока ЛОС в конце 2021 г. были введены в работу ацидофикаторы первичного осадка. Запуск ацидофикаторов позволил обогатить освет­ленную сточную воду легкоразлагаемым органическим веществом (летучие жирные кислоты, в том числе ацетат), что привело к повышению эффективности процессов де­нитрификации и биологической дефосфотации в аэротенках блока. Через две-три недели после ввода ацидофикаторов в рабочий режим эксплуатации качество очистки блока по азоту нитратов и фосфору фосфатов стало соответствовать нормативам ПДК_рыбхоз. Технологические параметры работы ацидофикаторов (гидравлическое время пребывания, время пребывания по сухому веществу, скорость образования летучих жирных кислот, степень рециркуляции, содержание сухого ве­щества во входящем потоке) соответствовали рекомендуемым в литературе. Проанализированы возможные ситуации нештатной работы ацидофикаторов и разработаны рекомендации для устранения причин.

Ключевые слова

удаление азота , очистка сточных вод , ацидофикация , легкодоступное органическое вещество , преферментация , удаление фосфора , технологические параметры работы ацидофикаторов

DOI 10.35776/VST.2022.06.04
УДК 628.2:62-192

Ермолин Ю. А.

Управление надежностью канализационной сети

Аннотация

Обсуждается принципиальная возможность управления надежностью канализационной сети путем разработки (с последующей реализацией) средне- и долгосрочных планов ее реновации по критерию минимально возможного экологического риска. В качестве количественной меры рассмат­ривается показатель эксплуатационной надежности сети: относительный объем сточной воды, не доставленной к очистным сооружениям вследствие аварий ее структурных элементов. Оговариваются допущения и ограничения такого управления, обусловленные специфическими особенностями объекта. Предлагается алгоритм разработки плана реновации сети по экологическому критерию, использующий метод декомпозиции и эквивалентирования объекта.

Ключевые слова

надежность , управление , канализационная сеть , метод декомпозиции и эквивалентирования , экологический риск

DOI 10.35776/VST.2022.06.05
УДК 001.89:628.1/.4

Продоус О. А., Шипилов А. А., Якубчик П. П.

Эффективная структура управления отраслевой наукой в сфере водоснабжения и водоотведения (в порядке обсуждения)

Аннотация

Приведен анализ действующей в стране структуры управления сферой водоснабжения и водоотведения. Показаны недостатки этой системы. Предложена новая схема организации управления в сфере водоснабжения и водоотведения. Описан принцип ее работы по основным направлениям. Предлагаемая схема организации управления в сфере водоснабжения и водоотведения позволит государству (Минстрою РФ): расставлять приоритеты при реализации крупных государственных проектов в регионах страны; планировать и устанавливать очередность вложения финансовых средств на реализацию этих проектов; обеспечивать за счет экспертной оценки проектов их современный технический и технологический уровень; гарантированно и обоснованно обеспечивать энергоэффективность проектов. Предложено подготовить информацию по разработанной схеме управления отраслью для ее рассмотрения на законодательном уровне.

Ключевые слова

водоснабжение и водоотведение , структура управления отраслью , эффективность науки , финансирование , государственный проект

DOI 10.35776/VST.2022.06.06
УДК 628.316.12

Варданян М. А.

Золошлаковые отходы углей как перспективные сорбенты ионов металлов

Аннотация

Возросшие требования к эффективности очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, создают необходимость поиска новых физико-химических методов с использованием в качестве сорбентов недорогих доступных материалов. Представлены результаты использования золошлакового отхода, образующегося на теплоэнергетических предприятиях ПАО «Иркутскэнерго» г. Братска при сжигании бурых углей Ирбейского месторождения, в процессе сорбционной очистки модельных растворов от ионов железа (III) и алюминия. Указанный отход не опасен, представляет собой гетерогенную смесь различных минеральных образований с преобладанием карбонатов кальция и магния (не менее 50% по массе). Индивидуальные модельные растворы, содержащие ионы Fe³⁺ и Al³⁺, готовили из государственных стандартных образцов. Величину рН измеряли потенциометрическим методом с использованием иономера «Анион 4100» с хлорсеребряным и стеклянным электродами. Определение железа и алюминия проводили по принятым методикам. Результаты лабораторных экспериментов показали, что процесс удаления металлов сопровождается нейтрализацией и защелачиванием исходно кислых растворов. Достигаемые при этом значения рН превышают начальные значения осаждения гидроксидов металлов и могут быть приближены к рН их полного осаждения при добавлении оптимальных количеств золошлакового отхода. Показано, что осажденные гидроксиды металлов труднорастворимы, поэтому в случае хранения на месте отвала осадка они не будут оказывать отрицательного воздействия на окружающую среду. Установлено, что эффективность очистки, в зависимости от параметров процесса, составляет 93–99 и 80–95% для Fe³⁺ и Al³⁺ соответственно.

Ключевые слова

сорбция , нейтрализация , золошлаковый отход , ирбейский бурый уголь , модельные воды , остаточная концентрация ионов железа (III) и алюминия

DOI 10.35776/VST.2022.06.07
УДК 628.544:54-414

Моняк Т. М., Романовский В. И.

Магнитные сорбенты из гальванических шламов для очистки нефтесодержащих сточных вод

Аннотация

Представлены результаты исследования свойств сорбентов нефтепродуктов, полученных из гальванических шламов. Для синтеза выбран метод экзотермического горения в раст­ворах. В качестве восстановителя использовался глицин в стехиометрическом соотношении с окислителем. Рентгенофазовый анализ полученных образцов показал, что железо в них содержится преимущественно в виде фазы магнетита. По сорбции красителя метиленового голубого определены полная статическая обменная емкость и удельная поверхность синтезированных образцов сорбента (до 130 м²/г). Нефтеемкость полученных материалов (до 3 г/г) не уступает природным сорбентам нефтепродуктов. Получение магнитных нефтяных сорбентов возможно без привлечения дорогостоящих технологий с одновременным использованием отходов железо- и никельсодержащих гальванических шламов, что позволит снизить негативное антропогенное влияние на окружающую среду.

Ключевые слова

нефтепродукты , очистка сточных вод , сорбент , экзотермическое горение в растворах , гальванические шламы

DOI 10.35776/VST.2022.06.08
УДК 544.526:628.169

Пилипенко М. В.

Сравнительный анализ фотокатализаторов из отходов станций обезжелезивания

Аннотация

Представлены результаты синтеза фотокатализаторов из отходов станций обезжелезивания. Для повышения эффективности железосодержащие материалы допировали цинком, молибденом и лантаном. Для синтеза выбран метод экзотермического горения в растворах. В качестве восстановителя взяты мочевина, лимонная кислота и глицин  в стехиометрическом соотношении. Полученные образцы исследованы методами рентгенофазового анализа. Эффективность полученных материалов исследовалась в процессе фотокаталитической деструкции четырех красителей различной природы. По результатам работы определены оптимальные составы и восстановители, используемые для их синтеза.

Ключевые слова

сточная вода , краситель , фотокатализатор , отходы станций обезжелезивания , экзотермическое горение в растворе