CC BY
68
Список использованной литературы
1. Кендалл, М. Дж. Статистические выводы и связи [Текст] / М. Дж. Кен-далл, А. Стьюарт. - М.: Наука, 1973. - 899 с.
2. Бабкин С. А. Оценка характеристик радиотехнических устройств с использованием экспертно-статистическихметодов [Текст]: автореф. дисс. соиск. канд. техн. наук / С. А. Бабкин. - Воронеж: ВИ МВД РФ, 2009. - 16 с.
ОЧИСТКА ПРОМЫШЛЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
ФЛОТАЦИОННЫМ МЕТОДОМ С ПРИМЕНЕНИЕМ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГЛИН БЕНТОНИТОВОГО КЛАССА
С. Н. Бобрышева М. М. Журов
ГУО «Гомельский инженерный институт» МЧС Республики Беларусь, г. Гомель, Республика Беларусь
Последние десятилетия первостепенными по значимости в современном обществе стали экологические проблемы. Особую же группу химических загрязнителей составляют нефтепродукты, рост концентрации которых в окружающей среде в настоящее время продолжается. Общая масса нефтепродуктов, попадающая только в водную среду, оценивается по данным американских ученых в 6.1 млн. тонн, из них 2.1 млн. тонн составляют потери при транспортировании нефти, 1.9 млн. тонн выносится реками, остальное поступает с городскими и промышленными отходами прибрежных районов и из природных источников. Часть указанных нефтепродуктов попадают в водную среду с промышленными технологическими и сточными водами. Поэтому нельзя оставлять без внимания вопросы очистки от нефти и ее продуктов промышленных и сточных вод.
В настоящее время в связи с использованием на промышленных предприятиях оборотных систем водоснабжения существенно увеличивается применение физико-химических методов очистки сточных вод, одними основными из которых являются флотация и сорбция (адсорбция). Сорбционная очистка воды является одним из наиболее эффективных методов, успешно применяющаяся для удаления из водных сред нефти и нефтепродуктов. Также эффективным методом очистки воды от подобных загрязнений является флотация. Реализуя перечисленные методы в одном объеме, можно добиться высокой степени очистки воды от нефти и нефтепродуктов.
Для улучшения качества очистки вод от нефтепродуктов применяют детергенты - поверхностно-активных веществ, которые уменьшают поверхностное натяжение на границе вода-нефтепродукт. В результате чего вместо пленки
образуется капли, которые легче смешиваются с водой и, спустя некоторое время, разлагаются. Такой способ снижает опасность для живых организмов, обитающих на поверхности, например, птиц, опасность для рыб при использовании этой технологии, наоборот, возрастает. Установлено, что пленка нефтепродуктов на поверхности оказывает минимальное влияние на развитие зародышей. При этом при незначительном добавлении детергента опасность для них возрастает почти в 100 раз. Это объясняется тем, что мелкие капли дизельного топлива распределяются по всей толще океана. Поэтому при разработке способов сточных вод от нефтепродуктов необходимо учитывать тот вред, который наносит популяции рыб возможная дисперсия нефтепродуктов в воде [1].
В связи с этим разработка эффективного способа очистки промышленных технологических и сточных вод от нефти и нефтепродуктов, в том числе их водных эмульсий является актуальной.
Известны способы очистки нефтесодержащих сточных вод, основанные на флотации в присутствии минерального сорбента - модифицированного вспученного перлита [2] и с использованием смеси на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) гетерополярного строения [3].
Нами предлагается способ очистки нефтесодержащих сточных вод, основанный на флотации в присутствии минерального адсорбента - модифицированных глин бентонитового класса, вводимого во флотацию совместно с воздухом. Способ включает коагуляцию, сорбцию и флотацию в водной дисперсии воздуха в присутствии гидрофобизированного адсорбента в виде твердых частиц бентонитовой глины.
В исследованиях использовались бентонитовые глины отечественных разработок. К бентонитам относятся тонкодисперсные высокопластичные глины, основную роль в составе которых играет монтмориллонит. Способность монтмориллонита приобретать определенную степень дисперсности и склонность к принудительному диспергированию под действием внешних нагрузок позволяет представить глины как твердотельную матрицу с высокой возможностью модификации [4].
Наиболее экономичной при производстве адсорбента является размольно-смесительная технология, однако применяемое стандартное оборудование не позволяет получать порошки требуемой дисперсности. В связи с этим для получения разрабатываемого адсорбента применялась планетарная мельница совместно с классификатором дисперсности, которая позволяет достигнуть требуемой дисперсности порошковых компонентов.
Для придания бентонитовой глине необходимых свойств (гидрофобности), проводили модификацию глины с использованием мезогенных веществ. Необходимо отметить, что в нашей работе в качестве модификатора применялся дешевый источник мезогенных соединений - отходы жировых производств Республики Беларусь (на Гомельском жировом комбинате отбирались и использовались для целей гидрофобизации соапстоки жирных кислот).
Исследуемые образцы диспергировались на планетарной мельнице (ИММС НАНБ, г. Гомель) в течение 12 минут. Масса образца составляла 250 г.,
количество шаров - 50 шт., диаметр шара - 10 мм, скорость вращения барабана -400 об/мин. Для исследований результатов помола, дисперсности частиц были использованы возможности экспериментально-вычислительного комплекса «НАНОТОП- 203». Полученные структуры порошка, представленные на рисунке 1, позволяют судить о дисперсности частиц.
Рис. 1. Микрофотографии образцов модифицированной глины до и после размола
в планетарной мельнице
По результатам исследований можно сделать вывод о влиянии поверхностно - активных свойств модификатора на процесс диспергирования: для модифицированной глины свойственно преобладание частиц с минимальными размерами. Кроме того в результате высокой реакционной способности ультрадисперсных частиц в поверхностном слое частиц произошла прививка модификатора.
Степень гидрофобности полученного модифицированием адсорбента определялась путем сравнения гидрофобизированного образца с исходной глиной по величине влагопоглощения и водоотталкивания. Результаты испытаний сведены в таблицу 1.
Таблица 1
Результаты испытаний на гидрофобность
Состав модификатора Влагопоглощение, % Водоотталкивание, ч
Без гидрофобизатора 3,26 Сразу впитывает влагу
5 % соапстоков 2,6 >6
Авторами работы в рамках работы по очистке промышленных и сточных вод от нефтепродуктов были проведены лабораторные эксперименты, заключающиеся в следующем: сточные воды направляются в емкость, куда с помощью устройства для ввода водной дисперсии воздуха одновременно подается гидрофобный бентонитовый адсорбент. В пенный продукт переходят флокулы, содержащие нефтепродукты, адсорбент и другие загрязняющие вещества. Об-
разующуюся пену снимали механическим способом. Таким образом, авторами проведенных исследований экспериментально доказана возможность очистки воды от нефтепродуктов в процессе флотации с одновременным использованием гидрофобного адсорбента на основе глин бентонитового класса.
Список использованной литературы
1. Борьба с разливами нефтепродуктов опасна для морской фауны. [Электронный ресурс] - 22 марта 2009. - Режим доступа: http://x-files.org.ua.
2. А. с. СССР № 1263639, МКИ С02F 1/24. Способ очистки нефтесодер-жащих сточных вод. Опубл. - 1986. Бюл. № 38.
3. Патент РФ 2160713, МКИ С02F 1/24. Опубл. 09.02.1999. Бюл. № 35.
4. Мальцев А. Нанотехнологии: вчера, сегодня, завтра /Интеграл, № 5,2003, С. 23-28/
КЛАСТЕРНЫЙ АНАЛИЗ АТОМНОЙ СТРУКТУРЫ ЖЕЛЕЗА В ПРОЦЕССЕ ЗАКАЛКИ ИЗ ЖИДКОГО СОСТОЯНИЯ
С. Ю. Вахмин, к. ф. - м. н.
Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж,
А. Т. Косилов, д. ф.-м. н., профессор Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж
Одними из сложных и до сих пор нерешенных задач физики неупорядоченных систем остаются вопросы организации атомной структуры расплавов и полученных в результате их закалки металлических стекол. Обнаруженная ико-саэдрическая симметрия в расположении атомов расплавов некоторых металлов, а также металлических стекол, полученных в процессе закалки расплавов, тенденция к росту числа атомов, задействованных в построении некристаллографических локальных атомных конфигураций в процессе закалки, не раскрывают природу тех фундаментальных закономерностей, которые лежат в основе таких перестроек. Стеклование, как процесс формирования при закалке перко-ляционного кластера из взаимопроникающих и контактирующих между собой несовместимых с трансляционной симметрией икосаэдров был впервые продемонстрирован методом компьютерного моделирования на чистом железе, затем на сплавах Ag-Ni. Плотноупакованный перколяционный кластер, в построении которого задействовано от 55 % для Fe атомов системы, играет роль сдерживающего кристаллизацию жесткого, пронизывающего всю структуру каркаса. Перколяционный кластер имеет фрактальную геометрию, а его составляющие -политетраэдрические нанокластеры - представляют собой одномерные разветвляющиеся цепочки взаимопроникающих икосаэдров. Присутствие в структуре кластеров, упорядоченных по принципу политетраэдрической укладки атомов, обеспечивает «средний» порядок в системе. Процесс формирования нанокла-
