Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия:

А. Ю. Курбатов, доцент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии, канд. техн. наук, e-mail: kurbatov@muctr.ru
А. Б. Фадеев, аспирант третьего года обучения кафедры промышленной экологии
Ю. М. Аверина, доцент кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии, канд. техн. наук
М. А. Ветрова, аспирант второго года обучения кафедры инновационных материалов и защиты от коррозии

Актуальной задачей для промышленных предприятий металлургических комплексов является создание рационального и наиболее экологичного цикла оборотного водоснабжения. Одним из вариантов повышения эффективности системы водоснабжения является сбор и использование атмосферных осадков. В статье представлены результаты исследований химического состава атмосферных осадков, собираемых с крыши одного из цехов машиностроительного предприятия Московской области, а также рассмотрена возможность их дальнейшего включения в оборотный цикл водоснабжения этого предприятия. На первом этапе исследований была проведена первичная оценка химических и микробиологических показателей качества атмосферных осадков в зависимости от сезона и выполнено сравнение полученных данных с требованиями нормативной документации. В целях ингибирования биологических процессов, происходящих в ходе сбора и накопления атмосферных осадков, предложена технология обеззараживания стоков, основанная на применении гидродинамических кавитационных устройств. Представлена методика расчета применяемых гидродинамических устройств. Для использования на финишной стадии доочистки атмосферных осадков до нормативных значений предложена технология ультрафильтрационной очистки через керамические мембранные фильтры. Технология позволяет эффективно удалять из воды микропримеси взвешенных веществ, а также образовавшиеся в процессе гидродинамической обработки нерастворимые соединения. Предложенная технология гидродинамической обработки атмосферной воды с последующей ультрафильтрацией успешно прошла апробацию в реальных условиях. Проведен расчет ожидаемых объемов образования и сбора атмосферных осадков с оценкой возможности снижения объемов водопотребления из артезианской скважины. Подтверждена высокая перспективность использования атмосферных осадков для подпитки отдельных операций (гальванические процессы, котловая вода).

Работа выполнена в рамках программы поддержки молодых ученых-преподавателей РХТУ им. Д. И. Менделеева (Заявка К-2020-015).

1. Кузин Е. Н., Аверина Ю. М., Курбатов А. Ю., Сахаров П. А. Очистка сточных вод гальванического производства с использованием комплексных коагулянтов-восстановителей // Цветные металлы. 2019. № 10. С. 91–96. DOI: 10.17580/tsm.2019.10.15.
2. Кузин Е. Н., Кручинина Н. Е. Комплексные коагулянты очистки сточных вод гальванического производства // Гальванотехника и обработка поверхности. 2019. Т. 27,№ 4. С. 43–49. 

3. Кузин Е. Н., Фадеев А. Б., Кручинина Н. Е., Носова Т. И., Мискичекова З. К. и др. Очистка кислотно-щелочных сточных вод гальванического производства с использованием инновационных реагентов // Гальванотехника и обработка поверхности. 2020. Т. 28, № 3. С. 37–44.
4. Виноградов С. С. Экологически безопасное гальваническое производство. — 2-е изд. перераб. и доп. — М. : Глобус, 2002. —352 с.
5. Гетманцев С. В., Нечаев И. А., Гандурина Л. В. Очистка производственных сточных вод коагулянтами и флокулянтами. — М. : АСВ, 2008.—271 с.
6. Драгинский В. Л., Алексеева Л. П., Гетманцев С. В. Коагуляция в технологии очистки природных вод. —М. : [б. и.], 2005. —576 с.
7. Журба М. Г., Говорова Ж. М., Бахир В. М., Ульянов А. Н. К обоснованию методов обеззараживания природных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 2011. № 4. С. 37–42.
8. Карпова М. В., Землянова М. А., Мазунина Д. Л. Биомаркеры цитогенетических нарушений при внешнесредовой изолированной экспозиции населения марганцем, стабиль ным стронцием из питьевой воды // Гигиена и санитария. 2016. Т. 95,№ 1. С. 102–105.
9. Аверина Ю. М., Аснис Н. А., Ваграмян Т. А., Меньшиков В. В. Исследование скорости окисления ионов Fe²⁺ в воде при барботировании воздуха // Теоретические основы химической технологии. 2018. Т. 52, № 1. С. 79–82.
10. Tsitsifli S., Kanakoudis V. Disinfection Impacts to Drinking Water Safety — A Review // Proceedings. 2018. Vol. 2. P. 603.
11. Collivignarelli M., Abbà A., Benigna I., Sorlini S., Torretta V. Overview of the Main Disinfection Processes for Wastewater and Drinking Water Treatment Plants // Sustainability. 2018. Vol. 10. P. 86.
12. Кольман Т. Я. Сравнительная характеристика методов обеззараживания сточных вод // Молодежь и наука: сб. материалов VI Всерос. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. —Красноярск : Сибирский федеральный ун-т, 2011. URL: http://conf.sfu-kras.ru/sites/mn2010/section12.html (дата обращения: 19.08.2021).
13. Roy P. K., Kumar D., Ghosh M., Majumder A. Disinfection of water by various techniques – comparison based on experimental investigations // Desalinationand Water Treatment. 2016. Vol. 57. P. 28141–28150. DOI: 10.1080/19443994.2016.1183522.
14. Sun X., Liu J., Ji L., Wang G., Zhao S. et al. A review on hydrodynamic cavitation disinfection: The current state of knowledge // Science of The Total Environment. 2020. Vol. 737. 139606. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.139606.
15. Петрякова О. Д., Гудач М. В. Оценка преимуществ кавита ционного обеззараживания и разработка кавитационного устройства нового типа // Вестник Волжского университета им. В. Н. Татищева. 2011.№12. С. 163–168.
16. Промтов М. А., Алешин А. В., Колесникова М. М., Карпов Д. С. Обеззараживание сточных вод кавитационной обработкой // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2015. Т. 21,№1. С. 105– 111.
17. Дубровская О. Г., Евстигнеев В. В., Кулагин В. А. Кондиционирование сточных вод энергетических систем и комплексов // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2011. Т 4, №6. С. 629–641.
18. Кучумов В. А., Шумкин С. С. Анализ химического состава исходного сплава при производстве постоянных магнитов из сплавов системы Sm – Co // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2017. Т. 23, №1. С. 219–225.
19. ГОСТ 31954–2012. Вода питьевая. Методы определения жесткости. — Введ. 01.01.2014.
20. ГОСТ 18164–72. Вода питьевая. Метод определения содержания сухого остатка.—Введ. 01.01.1974.
21. ГОСТ 31770–2012. Метод определения электро проводности.—Введ. 01.07.2013.
22. ПНД Ф 14.1:2:3.100–97. Методика измерений химического потребления кислорода в пробах природных и сточных вод титриметрическим методом. — Утв. 01.09.2016.
23. Пат. 2015749 РФ. Гидродинамический генератор колебаний / Авдуевский В. С., Ганиев Р. Ф., Калашников Г. А., Костров С. А., Муфазалов Р. Ш. ; заявл. 04.10.1991 ; опубл. 15.07.1997, Бюл.№13.
24. Украинский Л. Е. Динамические основы волновой технологии : дис. … докт. техн. наук. — М., 2006. — 239 c.
25. Костров С. А. Автоколебательные режимы движения в системах с жидкостью и газом : автореф. дис.…канд. техн. наук. 1988. — 153 с.
26. Калашников Г. А. Автоколебательные режимы в вихревых гидродинамических генераторах колебаний : автореф. дис. … канд. техн. наук. — М., 1993.—24 с.
27. Сизых М. Р., Батоева А. А., Асеев Д. Г. Кавитационная активация процессов обезжелезивания природных подземных вод // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018.№12. Ч. 1. С. 9–14.
28. Averina J. M., Kaliakina G. E., Zhukov D. Y., Kurbatov A. Y., Shumova V. S. Development and design of a closed water use cycle // 19^th International Multidisciplinary Scientific Geo Confe rence SGEM 2019. 2019. Р. 145–152.
29. ГОСТ Р 58431–2019. Единая система защиты от коррозии и ста рения (ЕСЗКС). Вода для гальванического производства и схемы промывок. Общие требования. — Введ. 01.07.2019.