ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ
Разработана технологическая схема производства нефтесорбента из лузги подсолнечника с использованием ферментного препарата Агропрот. Рассчитан объем сырья, который требуется для производства сорбента при обеспечении мощности производства 1000 т/год в Оренбургской области. Для данной мощности производства определены количество отходов, объемы аппаратов, требуемое количество теплоты и энергии. Предложено аппаратурное оформление производственного процесса на основе выбранной технологии. Сделан вывод о том, что полученный сорбент имеет полезные для потребителя характеристики и в сравнении с существующими на рынке конкурентными решениями обладает низкой стоимостью при высокой сорбционной емкости по нефтепродуктам.
Предложена мобильная энергетическая установка для подготовки к переработке твердых коммунальных отходов с использованием экологичного котельного агрегата, разработанного ООО ”Балткотломаш”. Представлены конструкция, принцип и результаты работы комплексной системы очистки продуктов сгорания. Сделан вывод о том, что разработанный энергетический комплекс отвечает экологическим требованиям и позволяет эффективно утилизировать твердые коммунальные отходы.
Проведено исследование проблемы высотных загрязнений атмосферного воздуха населенных мест. Разработано техническое решение, позволяющее выполнять автоматизированный мониторинг токсикантов на различных высотах от уровня поверхности земли. Предложен проект системы пробоотборного устройства, сопряженного с информационной системой управления регулируемыми клапанами, регистрации и записи в базу данных. Представлена схема системы пробоотбора, позволяющая проводить отбор проб на различных высотах с целью получения репрезентативной оценки влияния промышленных источников выбросов на качество воздуха селитебной зоны. Проанализировано распределение токсикантов в атмосферном воздухе близ промышленного источника выброса.
НАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ
Показана рациональность использования золошлаковых отходов угольных ТЭС для получения высококачественного железосодержащего концентрата (ЖК). Методом мокрой магнитной сепарации золошлаковых отходов ТЭС выделяется ЖК с содержанием Fe2O3 59,2 %. Установлено, что методом химического обогащения гидрофторидом аммония можно довести содержание Fe2O3 в ЖК до 79 %; сопутствующим продуктом реакции между ЖК и NH4F•HF является высококачественный аморфный кремнезем (белая сажа). Изучено влияние температуры процесса на состав получаемого ЖК, при этом фазовый состав оксидов железа практически не меняется. Предложены оптимальные режимы проведения процесса.
Установлено, что применение комплексных титансодержащих реагентов позволяет в значительной мере повысить эффективность очистки сточных вод и добиться снижения остаточных концентраций соединений тяжелых металлов до нормативных значений. Для дальнейшего разделения коагулированных шламов от очищенной воды предложено использовать фильтрационные методы с применением керамических трубчатых фильтров. Подтверждено значительное увеличение скорости фильтрации титансодержащих коагуляционных шламов, приводящее к росту производительности очистного оборудования на 20–30 %. Рекомендовано для очистки кислотно-щелочных и хромсодержащих сточных вод сочетание процесса коагуляции примесей путем обработки стоков комплексным титансодержащим коагулянтом с последующим фильтрованием образующегося шлама с применением специальных керамических трубчатых фильтров.
Предложен метод визуализации многомерных данных, дополняющий плоскую карту полевых измерений газогенерации вертикальной координатой, отражающей изолинии концентраций компонентов биогаза по высоте над поверхностью полигона. Сделан вывод о том, что получаемая при совмещении данных полевых измерений газогенерации и расчетов по эмпирическим моделям изолиний концентраций по высоте трехмерная поверхность визуализирует зону атмосферы полигона, на которой необходима установка и эксплуатация дегазационных сооружений. Результаты расчетов качественно совпадают с результатами полевых измерений на рекультивируемых по методикам авторов полигонах твердых коммунальных отходов (ТКО) Московской области.
Изучен химический состав и токсичность для живых организмов–гидробионтов пластовых (сточных) и поверхностных (для закачки в пласт) вод производственных объектов ТПП "ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз". Установлено, что сильноминерализованные пластовые воды обладают острой токсичностью для дафний, зеленых одноклеточных водорослей и мальков рыб, которая устраняется при 2–100-кратном разбавлении проб. Рассчитаны показатели летальной кратности разбавления ЛКР50 и летальных концентраций ЛК50 исследуемых проб воды для тест-организмов, которые колебались в пределах от 10780 до 27910 мг/л, составляя в среднем 21140 мг/л. Сделан вывод о том, что исследованные пробы пластовых вод, которые значительно (на 3–4 порядка) отличаются в положительную сторону от норматива концентрации ЛК50, равной 10 мг/л, не могут быть отнесены к веществам, представляющим опасность для окружающей природной среды.
Рассмотрены эколого-биогеохимические индикаторы состояния окружающей среды на территории крупной городской агломерации на примере Московского района г. Санкт-Петербурга. В 2009–2015–2021 гг. изучены рН, химический состав почвогрунтов и корки Populus balsamifera, проведено биотестирование почвогрунтов с использованием Daphnia magna и Chlorella vulgaris. Рассчитан интегральный показатель загрязнения LTP (Landscape Total Pollution) на основе функции желательности Харрингтона. Представлен анализ изменения состояния окружающей среды за указанный период в зависимости от функционального использования территории. Отмечено усугубление долговременного загрязнения компонентов среды в условиях возрастания выбросов от автотранспорта, которое индуцируется за счет увеличения концентраций Pb, Cd, Zn, Cu, Ni, Fe, Mn в почвогрунтах и растениях.
АНАЛИЗ. МЕТОДИКИ. ПРОГНОЗЫ
Рассмотрены вопросы моделирования обезвреженных и утилизированных отходов производства и потребления промышленных производственных объектов. Отмечены виды экономической деятельности, относящиеся к промышленному производству: добыча полезных ископаемых, обрабатывающие производства, обеспечение электрической энергией, газом и паром; кондиционирование воздуха. Для указанных видов экономической деятельности проанализированы статистические данные по объему отгруженной продукции собственного производства, объему образованных отходов производства и потребления, утилизированным и обезвреженным отходам, текущим затратам на охрану окружающей среды. Выявлены общие тенденции, присущие всем рассматриваемым видам экономической деятельности, а также характерные особенности каждого из них. Разработаны регрессионные многофакторные модели, отражающие влияние объема производства и затрат на охрану окружающей среды, а также на количество обезвреженных и утилизированных отходов производства.
Выполнен анализ современного состояния водного фонда Новоаннинского района Волгоградской области, рассмотрены экологические, социально-экономические особенности его хозяйственного использования. Выявлен текущий потенциал водных ресурсов в районе, сделаны выводы о необходимости проведения соответствующих мероприятий по улучшению их состояния и защите от загрязнений.
Проведена оценка современного экологического состояния водного объекта, расположенного на территории Волго-Ахтубинской поймы (ерик Дудаченок), после проведения экологической реабилитации. Установлено, что практически все изученные показатели соответствуют утвержденным нормативам качества, за исключением стронция – 4,5 мг/л (ПДК Приказ № 552 от 13.12.2016 г.– 0,4 мг/л, ПДК СанПиН 1.2.3685-21 – 7,0 мг/л) и бария – 1,25 мг/л (ПДК Приказ № 552 от 13.12.2016 г. – 0,74 мг/л, ПДК СанПиН 1.2.3685-21 – 0,7 мг/л). Сделан вывод о возможности присвоения водному объекту гидрокарбонатного класса (преобладающий анион), группа кальция (преобладающий катион), второй тип. Исследование донных отложений выявило, что хлориды (36 мг/кг) являются одним из преобладающих анионов, а кальций (27 мг/кг) и натрий (27 мг/кг) – преобладающими катионами, что сходится с полученными данными химического состава воды. Проанализированы химико-токсикологические показатели проб донных отложений и определено, что количественное содержание металлов и пестицидов не превышает предельно допустимых концентраций.
Выполнены исследования накопления бериллия в донных отложениях р. Косьве (Западный Урал, РФ), в которую поступают кислые воды 8 изливов, характеризующиеся сульфатным железисто-кальциевым составом, высокой минерализацией и значительным содержанием бериллия. Сделан вывод, что в качестве сорбционного барьера для бериллия выступает речная взвесь коллоидного размера, переносимая с потоком воды и постепенно осаженная на дне. Отмечено, что агрегация частиц между собой с образованием взвеси более крупного размера приводит к тому, что по мере удаления от источника загрязнения наблюдается постепенный рост содержания бериллия в грубодисперсной водной взвеси при снижении общего содержания бериллия в воде. Рекомендовано выявленные особенности миграции и аккумуляции бериллия учитывать при разработке природоохранных мероприятий по экологической реабилитации р. Косьвы.
ISSN 2413-6042 (Online)