Исследован процесс извлечения гидроксида никеля из никельсодержащих гальванических шламов (ГШ) ОАО "Роберт Бош Саратов" и установлена возможность его применения в качестве активного компонента катодной массы для изготовления Ni(OH)2 электрода никель -кадмиевых (железных) аккумуляторов. Проведенные испытания электродов на основе Ni(OH)2, выделенного из ГШ при рН = 7,0÷9,0, показали высокие электрохимические характеристики при работе в условиях производственного режима, хорошую стабильность и длительность разряда: параметры по емкости 0,93–1,0 А・ч и коэффициент использования 83–86 % в течение 110 зарядно-разрядных циклов. Предложена технологическая схема производства Ni(OH)2. Рассчитан предотвращенный экологический ущерб земельным ресурсам Саратовской области, величина которого составила ≈ 95 тыс. руб./га. Проведена оценка снижения класса опасности гальваношламов для окружающей природной среды по параметрам экологической безопасности. Биотестированием (на Chlorella vulgaris Beijer) и расчетными методами показано, что извлечение никеля позволяет снизить класс опасности гальваношламов со 2–3-го до 4-го класса.

С целью решения проблемы повышения эффективности очистки промышленных газовых выбросов от аэрозольных частиц авторами разработано струйно-пленочное контактное устройство, описан принцип его работы. Представлены результаты численных исследований по определению эффективности осаждения аэрозолей на пленке жидкости струйно-пленочного контактного устройства. Исследование проведено в программном комплексе ANSYS Fluent, в расчетах использовалась модель турбулентности k-ω SST-модель. При этом рассмотрены разные варианты соотношений высоты к ширине конструкции устройства, изменялись скорость потока газа и размеры дисперсных частиц. Показано, что для достижения высоких технико-экономических показателей работы тепломассообменных аппаратов со струйно-пленочными контактными устройствами следует их проектировать с учетом выбора оптимальных значений высоты сливного стакана (kb = 0,46÷0,53).

Представлены результаты экспериментальных исследований по оценке возможности использования ферментных комплексов в биологической очистке сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий. Использование ферментных комплексов позволит повысить эффективность очистки сточных вод по ХПК и БПК, а также окажет благотворное влияние на гидрохимические и гидробиологические показатели активного ила. Экспериментальными исследованиями определены точки внесения ферментных комплексов в технологическую схему биологической очистки сточных вод.

Предложено использование отходов производства в качестве альтернативных адсорбентов для очистки сточных вод. Опытным путем определена эффективная концентрация адсорбента. Представлены результаты исследования интенсификации биологической очистки сточных вод с помощью активированного угля и пылевидной коксовой фракции. Эффективность очистки по показателю "химическое потребление кислорода" в период поступления высококонцентрированных сточных вод при применении альтернативного адсорбента в среднем составила 85 %. В системе биосорбции отмечено сохранение видового разнообразия биоценоза активного ила и его очищающей способности. В системе биологической очистки фиксировалась эффективность очистки в среднем на 16 % меньше и дестабилизация системы в целом. Проведенные исследования доказывают целесообразность использования адсорбентов, в том числе отходов производства, для интенсификации биологической очистки сточных вод в аэротенках.

Дана комплексная характеристика степени влияния горного производства на окружающую среду. Обоснованы критерии оценки воздействия горного производства на экологию региона. Предложен комплекс мер, направленных на совершенствование системы пользования недрами с экологическим эффектом. Показано, что эффективность ресурсосбережения является функцией объема извлекаемых на поверхность минералов. Предложен комплексный критерий оценки эффективности горных технологий как соотношение экологического и экономического факторов разработки месторождений. Дан анализ практики применения ресурсосберегающих технологий с переводом полезного ископаемого в раствор на месте залегания руд. Предложена типизация технологий по опасности и мер по охране окружающей среды. Сформулирована концепция ресурсосбережения как корректное использование природно-техногенных массивов в процессе добычи минерального сырья.

Регионы добычи минерального сырья характеризуются соседством мощного горнорудного производства с интенсивным сельскохозяйственным производством в рамках природно-техногенной системы. Вокруг карьеров открытой разработке месторождений формируется устойчивая зона запыления, которое нарушает процесс саморегуляции природной среды вплоть до необратимой деградации. Интенсивность загрязнения окружающей среды мобильной пылью возрастает из–за превышения предела энергоемкости отбойки руд. Формирование техногенных аномалий связано с темпами коррекции почвенного гомеостаза в стохастических процессах трансформации гидрохимических условий и характеризуется снижением урожайности сельскохозяйственных культур. Концепция охраны окружающей среды от пылевого загрязнения включает в себя задачу минимизации техногенного влияния на природу и обобщает условия эколого-экономической совместимости горного и сельскохозяйственного производств. Снижение объема образования мобильной пыли достигается благодаря корректировке технологии отбойки руд.

Инструментом оздоровления окружающей среды горнодобывающих регионов является оптимизация горно-технологических процессов на основе оценки состояния природной среды при изменении техногенной нагрузки. Горнодобывающая отрасль формирует хранилища хвостов переработки руд, которые в специфических условиях гор определяет уровень влияния на окружающую среду. Традиционные технологии переработки руд не обеспечивают извлечения металлов из хвостов обогащения до уровня, позволяющего использовать их в народном хозяйстве. Модернизация обогатительных процессов возможна с использованием новых технологий выщелачивания, например, переработки в дезинтеграторах. Экологическая эффективность безотходной утилизации хвостов обогащения достигается при системном управлении совокупностью процессов добычи и переработки с учетом ущерба от химизации окружающей среды. Эффективность утилизации хвостов переработки складывается из уменьшения ущерба от хранения хвостов, стоимости полученных при переработке товарной продукции, а также уменьшения техногенной нагрузки на окружающую среду.

Металлическое месторождение как объект природного выщелачивания представляет собой природно-техногенную систему, внутри которой протекают процессы природной переработки металлосодержащих руд с извлечением металлов в раствор. Модернизация горного производства на природоохранной основе процессов возможна с использованием инновационных технологий извлечения металлов из растворов природного выщелачивания. Экологическая эффективность очистки рудничных стоков с улавливанием растворенных в них металлов описывается моделью, увязывающей совокупность процессов вплоть до реализации в виде товарной продукции, включая ущерб от выноса металлов и химикатов в экосистемы окружающей среды. В соответствующих условиях процессы природного выщелачивания могут корректироваться технологическими методами.

Показатели загрязнения в районе хвостохранилищ позволяют квалифицировать экологическую обстановку в них как чрезвычайную. Экологическая оценка роли хвостохранилищ позволяет реально учесть затраты на обеспечение безопасного взаимодействия объекта с окружающей средой. Между состоянием экологии горнопромышленного региона и возможностями технологий утилизации отходов горного производства существуют закономерные связи, которые надо учитывать при разработке механизма их регулирования.

Проведен обзор применения промышленных отходов в нашей стране и за рубежом, и на основании этого перспективы использования техногенного сырья ТЭЦ г. Грозного и отходов дробления горных пород. Анализ результатов проведенных исследований показал, что вторичное техногенное сырье может с успехом конкурировать и заменять исчерпаемые природные ресурсы, так как химический состав и качественные показатели исследуемых материалов подтверждают его уникальность и к тому же присутствует решение экологических проблем. Разработанные рецептуры многокомпонентных вяжущих и бетонов на основе тонкодисперсных зольных микросфер и обогащенных искусственных заполнителей способствовали утилизации вторичного сырья и улучшению экологической обстановки в регионе.

Рассмотрены задачи, связанные с применением существующих тепловых установок для сжигания осадков сточных вод и проектированием новых конструкций. Приведены результаты, полученные методом расчета химического и фазового равновесия. Рекомендованы оптимальные соотношения расходов первичного и вторичного воздуха при его ступенчатом подводе.

Показано, что широкое применение пластмасс как важнейшего современного конструкционного материала в различных отраслях экономики помимо важных технико-экономических и эстетических преимуществ несет и значительные экологические риски, связанные со значительным потреблением углеводородного сырья для их производства и образованием отходов их производства и потребления. Смягчению экологических рисков может способствовать использование отходов пластмасс в качестве вторичного, техногенного сырья, позволяющее существенно сократить потребление первичных ресурсов и уменьшить загрязнение окружающей среды. Новая система нормирования негативного воздействия предприятий на окружающую среду, принятая в стране, станет хорошим стимулом для использования отходов пластмасс в качестве техногенного сырья, что позволит смягчить экологические риски, связанные с применением пластмасс.