Открытый доступ
Только для подписчиков
ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ
Приведен способ сжигания топлива без распыления через форсунку благодаря преобразованию жидкой фракции в парогазовую фазу в вихревом потоке. Горючая жидкость в вихревую зону подается не через калиброванное отверстие (форсунку), а по трубке, имеющей диаметр в несколько десятков раз больше, чем диаметр форсунки. По данному принципу одинаково эффективно можно сжечь как товарные топлива, так и осмоленные жидкие горючие отходы без тонкой очистки.
Рассмотрены различные варианты использования эжекторов в качестве смесителя реагентов с очищаемой водой. Эжектор, функционирующий как струйный насос, позволяет дозировать и перемешивать реагент со сточной водой. При этом перемешиванию реагентов с водой способствуют и пузырьки подсасываемого воздуха. Другой вариант – применение эжекторов с магнитными элементами. Эффект интенсификации перемешивания под действием магнитного поля различных жидких смесей, одна из которых является электропроводной, открыт автором ранее для смешения различных жидких смесей. Суть эффекта состоит в том, что при движении электролита в магнитном поле на ионы в растворе воздействует индуцированное электрическое поля, что способствует интенсификации молекулярной диффузии.
НАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ
Представлены результаты испытаний гибридного метода переработки сточных вод с загрязнениями органической природы, в частности стоков фармацевтических предприятий. Метод сочетает в себе реагентно-мембранное концентрирование водных растворов и последующее окисление органических компонентов при сверхкритических параметрах воды. Первичное концентрирование основано на введении в раствор сорбционных материалов органической природы и микрофильтрации образовавшейся суспензии с использованием керамических мембран. Показано, что сверхкритическое водное окисление концентратов обеспечивает снижение их ХПК до допустимого для сброса уровня.
Обоснованы перспективы использования проточных вихревых акустических технологий на нефтеперекачивающих станциях с целью интенсификации процессов очистки стоков по сравнению с традиционными технологиями гравитационного отстаивания и архимедовой флотации.
Рассмотрены возможности вовлечение буровых шламов в процессы функционирования экосистемы в качестве почвообразующих пород и почвоподобных тел (органолитостраты, конструктоземы). Проведены модельные эксперименты с буровыми шламами и модельными смесями, в состав которых входил песок, кизельгур, торф, фосфогипс, цемент и нефтепродукты. Для оценки свойств смесей и их возможного воздействия на компоненты природной среды использовался водный миграционный показатель. Установлено, что оптимальным соотношением компонентов при конструировании почвоподобных тел является следующее: буровой шлам (не более 70 %), песок (не менее 20 %), кизельгур (не менее 4 %) при содержании нефтепродуктов не более 50 г/кг. Оптимизация свойств буровых шламов позволит конструировать почвоподобные тела, которые будут органично встраиваться и функционировать в экосистеме. Ограничениями в применении новообразуемых субстратов является содержание легкорастворимых солей — хлоридов, которые не поддаются регулированию и на сегодняшний день не нормируются в почвах и грунтах.
Представлены результаты исследований по созданию эффективных технических препаратов — флокулянтов на основе полиакриламида, модифицированных физическим воздействием микроволн с частотой 2,45 ГГц на их твердую фазу. Установлено изменение основных физико-химических свойств рабочих растворов флокулянтов (скорость растворения, величины напряжений сдвига, эффективность и скорость седиментации). Предложены механизмы микроволновой твердофазной модификации и особенностей растворения предварительно обработанных партий твердых фракций полиэлектролитов. На основании реологических исследований приготовленных рабочих растворов флокулянта и тестовых опытов по флокуляции суспензий проведена сравнительная оценка эффективности воздействия микроволн на полиэлектролит при его предварительной подготовке методами твердофазной и жидкофазной модификаций.
Обоснована возможность утилизации кремнеземсодержащих горнопромышленных отходов с получением пористых теплоизоляционных материалов. Установлены оптимальные условия и определены составы для получения пеносиликатов на основе побочного продукта кислотной переработки эвдиалитовых руд. Разработаны способы улучшения эксплуатационных характеристик пеносиликатов путем усовершенствования их структуры. Изучено влияние минеральных добавок на технические свойства пеносиликатов. Показано, что введение в состав смеси диопсида и вермикулитовых отходов приводит к повышению прочности и снижению водопоглощения пеноматериалов.
Описывается процесс создания простого и эффективного инструмента для прогнозирования качества воздуха и водных объектов. Искусственные нейронные сети являются эффективным инструментом в прогнозировании концентраций взвешенных частиц тяжелых металлов. Правильный выбор входных и выходных данных с четкой зависимостью между ними необходим для получения достоверных результатов. Сделан акцент на прогнозах концентраций взвешенных частиц тяжелых металлов из-за допустимого уровня этого загрязняющего вещества, который часто превышался в Туле. Для заданных условий наилучшие результаты получены с помощью трехслойного перцептрона с алгоритмом обратного распространения.
АНАЛИЗ. МЕТОДИКИ. ПРОГНОЗЫ
Рассмотрена оценка современных тенденций в водопользовании России. Статистический полимасштабный подход позволил выявить, что в результате значительного сокращения объемов водопотребления в кризисные 1990-е гг. Россия по уровню водоемкости встала в один ряд с развитыми странами. Однако темпы сокращения замедлились, а промышленное водопотребление сократилось в наименьшей степени. Именно оно и определяет региональные пропорции и региональную динамику. В большинстве регионов России удельное водопотребление снижается. Неустойчивые тенденции наблюдаются в двух полярных типах регионов: нефтегазовых и республиках Северного Кавказа, во многом из-за низкой доли оборотного водоснабжения. Города более эффективны, чем регионы. Для крупных городов существует обратная зависимость между душевым водопотреблением и численностью населения города.
Рассмотрены методы оценки состояния полигонов захоронения твердых коммунальных отходов (ТКО) на различных этапах жизненного цикла и их воздействия на окружающую среду. Представлены результаты исследования оценки степени стабильности отходов разного срока захоронения по физико-химическим, биохимическим, термическим параметрам. На основании результатов физико-химических и биохимических показателей определены стадии биодеградации и степень разложения отходов относительно срока захоронения отходов. Предложено оценивать стабильность отходов в массиве полигона по ряду термических параметров отходов: величине тепловых эффектов, температуре пиков тепловыделения, скорости потери массы, отношению удельных энтальпий сухого вещества (СВ) и органического сухого вещества (ОСВ). Разработана методика комплексной оценки стабильности ТКО в массиве полигона, включающая установление классов стабильности отходов, граничных значений индикаторных показателей стабильности и периодов их достижения. Методика предназначена для геоэкологической оценки состояния полигонов захоронения ТКО и обоснования выбора технических мероприятий по снижению эмиссий.
Показано, что космический мониторинг может не только успешно контролировать экологическую обстановку, но и опасные природные процессы, возникающие в пределах морских НГК.
Рассмотрены актуальные вопросы экологического неравенства в моногородах, связанная с ним промышленная инфраструктура, касающаяся качества жизни населения. Обсуждается характер и специфика воздействия экологических показателей в моногородах на социально-экологическое самочувствие населения. В качестве метода исследования приводятся данные социологического опроса, проведенного авторами в 2018 г. в г. Норильске. Важная роль в исследовании отводится экологической ситуации. Среди важнейших экологических проблем регионов были выделены проблемы со здоровьем, загрязнением воздуха, водоемов, некачественными продуктами питания, увеличением мусорных свалок. Полученные результаты показали тесную взаимосвязь проблем экологического характера, связанных с промышленной инфраструктурой, и качества жизни населения.
