CC BY
38
SCIENCE TIME
■
ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ НА ВОЕННЫХ ОБЪЕКТАХ
Золотое Александр Владимирович, Коваленко Всеволод Павлович, Багреева Ирина Сергеевна, Слепова Елена Викторовна, ФАУ 25 ГосНИИ МО РФ, г. Москва
E-mail: [email protected]
Аннотация. Приведено описание источников загрязнения окружающей природной среды на военных объектах при штатной (повседневной) военной деятельности, предложено решение очистки сточных вод с использованием процесса пневматической флотации, которое может быть использовано при очистке промышленных сточных вод, полученных при мойке средств хранения нефти и нефтепродуктов.
Ключевые слова: Окружающая природная среда, военные объекты, источники загрязнений.
Военная деятельность во всех государствах в мирное время оказывает отрицательное воздействие на окружающую природу и отдельные ее экологические компоненты и элементы. Накопление обычного вооружения, оружия массового поражения, средств транспортировки; повседневная деятельность в военных городках; боевая учеба и дежурство; хозяйственная деятельность - все сопровождается воздействием на природную среду.
Анализ функционирования в мирное время соединений, частей и подразделений видов ВС и родов войск (сил флота), тыла ВС, военных предприятий, организаций, учреждений и заведений, являющихся потенциальными объектами военно-экологического мониторинга, возможных сценариев экологических последствий аварийных (внештатных) ситуаций на военных объектах показывает, что основными видами загрязнений, оказывающих негативное влияние на окружающую природную среду (ОПС), личного состава и население, являются:
| SCIENCE TIME Щ
- загрязнение токсичными химическими веществами; загрязнение радиоактивными веществами;
- воздействие биологическими и бактериологическими веществами;
- механическое воздействие на поверхностный слой грунта и растительно сть.
Загрязнение ОПС на военных объектах может происходить вследствие:
- текущей повседневной деятельности военного персонала на объектах или в результате функционирования объектов в штатном режиме, а также при выполнении войсками учебно-боевых задач, регламентных, ремонтных или других видов работ;
- нарушения правил и норм эксплуатации, хранения, ремонта и утилизации вооружения и военной техники на объектах, несоблюдения личным составом (персоналом) требований техники безопасности при выполнении работ, технологических норм и регламентов работ;
- неисправности и конструктивных недостатков рабочего оборудования, машин и механизмов;
- возникновения аварийных (внештатных) экологически опасных ситуаций техногенного и антропогенного характера.
Загрязнения, вызванные повседневной деятельностью на военных объектах, не должны превышать согласованных с региональными или местными органами охраны окружающей среды лимитов выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в атмосферу и водную среду, а также неиспользуемых твердых отходов.
Потенциальными источниками загрязнений на военных объектах являются рисунок 1 [1]:
- здания, сооружения, площадки и другие объекты военного и специального назначения и их элементы, на которых осуществляется хранение токсичных и радиационно-опасных веществ (горюче смазочных материалов (ГСМ), жидких ракетных топлив, спецжидкостей, отравляющих веществ (ОВ) и др.), вооружения и военной техники, боеприпасов и другого военного имущества, выполнение регламентных работ и ремонта;
- средства транспортировки и доставки жидких и твердых ракетных топлив, ГСМ, спецжидкостей, обычных и ядерных боеприпасов, ОВ, вредных веществ (ВВ), порохов и других средств и материалов;
- командные пункты (пункты управления), узлы связи, радиолокационные станции (РЛС), спецтехнические и другие объекты, содержащие РЭС;
- пункты чистки и мойки, заправки техники;
- взлетно-посадочные полосы (ВПП) и рулежные дорожки аэродромов; производственные, монтажно-сборочные и монтажно-испытательные цеха военных объектов;
- полигоны, стрельбища, учебные поля, машинодромы, автодромы;
| SCIENCE TIME Щ
- судовые причалы и береговые сооружения ВМБ;
- госпитали, медицинские пункты, лаборатории и другие военно-медицинские объекты.
Рис. 1 Источники возможного загрязнения природной среды
К потенциальным источникам биологического загрязнения на военных объектах следует отнести:
- медицинские и ветеринарные учреждения;
- биологические лаборатории; столовые и пищеблоки;
- бани и прачечные;
- системы канализации военных объектов;
- свалки пищевых отходов и мусора;
- хозяйственно-бытовые и фекальные сточные воды военных объектов, в том числе надводных кораблей и судов.
Сточные воды военных объектов должны подвергаться соответствующей обработке (очистке) для последующей утилизации или сбросе в системы
I
SCIENCE TIME
I
канализации или водоемы, согласно [2] современная очистка воды представляет собой процесс последовательного снижения концентрации нефтепродукта в воде, который можно разбить на следующие технологические стадии:
- осаждение взвешенных веществ и улавливание свободных нефтепродуктов в отстойниках, укомплектованных тонкослойными модулями;
- сорбция свободных нефтепродуктов пенополиуретановыми (ППУ) салфетками-пластинами;
- очистка от эмульгированных нефтепродуктов высокоэффективным полимерным сорбентом;
- флотационная очистка растворенных нефтепродуктов;
- адсорбция растворённых нефтепродуктов на активированном угле.
Учитывая вышеизложенное, в ФАУ «25 Государственный научно-
исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации» разработана установка, предназначенная для очистки сточных вод от растворенных нефтепродуктов [3].
Данная установка может использоваться при очистке промышленных сточных вод, полученных при мойке средств хранения нефти и нефтепродуктов.
Для раскрытия технической сущности изобретения приняты следующие условные обозначения:
Н - высота вертикальной емкости, мм;
h - высота цилиндрических обечаек (модификатора флотации), мм;
D - внутренний диаметр вертикальной емкости, мм;
d - диаметр внутренней цилиндрической обечайки модификатора флотации,
мм.
Кольцевые полости модификатора флотации имеют равновеликие объемы (начиная от центра) У1=У2=У3.
При равных высотах обечаек кольцевые полости будут разной ширины за счет разных диаметров обечаек, что характеризует равновеликие объемы -кольцевых зазоров.
На рисунке 2 представлена принципиальная схема установки.
Установка для очистки сточных вод от растворенных нефтепродуктов состоит из вертикальной емкости 1, в нижней части боковой поверхности которой выполнен патрубок 2 слива очищенной воды, на котором установлен запорный кран 3. На трубе 4 налива очищаемой воды расположен запорный кран 5. В нижней части емкости 1 имеется патрубок для поступления воздуха от компрессора 6, расход которого контролируют расходомером 7 (ротаметр). Воздух поступает в нижнею часть емкости 1 через распределитель потока воздуха в виде перфорированной горизонтальной трубы 8, на которой размещен съемный чехол 9, выполненный из полимерного материала с диаметром пор от 0,005-0,1 мкм. Над распределителем потока воздуха 9 установлен модификатор
I
SCIENCE TIME
I
10 флотации, выполненный из композитного материала, инертного к нефтепродуктам, конструкция которого представляет собой цилиндрические обечайки (не менее трех), что позволяет сохранить состояние пузырьков воздуха по всему объему после съемного чехла 9 и одновременно снизить время подъема пены с нефтепродуктом, что увеличивает скорость и объем вывода нефтепродукта. Узел сбора отделенного нефтепродукта размещен с наружной стороны вертикальной емкости 1 и выполнен в виде лотка 11, прикрепленного к емкости 1 по периметру. Высота отбортовки лотка 11 выбрана из условий отсутствия перелива при заданной производительности установки.
Был изготовлен макетный образец заявляемой установки в виде цилиндрической емкости: высота Н=1000 мм, диаметр D=900 мм, имеющий вместимость120 дм3.
Рисунок 3 модификатор 10 флотации изготовлен из композитного материала, высота, которого 11=0,75Н мм, диаметр модификатора d= 0,2 мм.
Для подтверждения эффективности очистки сточной воды приготовили загрязненный раствор: смесь водопроводной воды и моторного масла и довели до эмульсии, получили 500 дм3 с содержанием 50 мг/дм моторного масла.
Установка работает следующим образом. Загрязненную воду при закрытом кране 3 через патрубок 4 подают в емкость 1 до полного заполнения её. Далее подают сжатый воздух от компрессора 6, расход которого устанавливают
-5
ротаметром 7 (10 дм /мин)
Воздух от компрессора 6, пройдя через распределительную трубу 8 с надетым на неё чехлом 9 из полимерного материала, в виде мелких пузырьков попадает в очищаемую жидкость и направляется по кольцевым каналам модификатора 10, захватывая растворенный нефтепродукт, и который виде пены поступает в лоток 11, откуда самотеком через патрубок 14, поступает в накопитель 13.
Отстой, скапливающийся в нижней части вертикальной емкости 1, периодически удаляют открывая кран 12. Воздух от компрессора 6 подают, открывая запорный кран 15.
Результаты испытания установки для очистки сточных вод от растворенных нефтепродуктов представлены в таблице 1.
Таблица 1
№ п/п Исходная концентрация растворенного нефтепродукта в воде, мг/дм3 Производительность установки, дм3/мин Режимные параметры
Расход воздуха, дм3/мин Остаточная концентрация нефтепродукта в очищаемой воде, мг/дм3
1 50 2 10 8,8
2 50 2 10 8,6
3 49,9 2 10 8,9
4 49,3 2 10 8,7
5 49,8 2 10 8,7
6 49,2 2 10 8,6
Метод флотационной очистки эффективен для удаления из воды нефти, жиров и других веществ. Этот метод позволяет снизить содержание нефти до 1020 мг/дм3. [4].
Как видно из результатов испытания установки для очистки сточных вод от растворенных нефтепродуктов применение изобретения позволит повысить эффективность очистки воды от растворенных нефтепродуктов.
Рис. 2 Установка для очистки сточных вод от растворенных нефтепродуктов 1 - вертикальная ёмкость; 2 - патрубок слива очищенной воды; 3, 5, 12, 15 - запорные краны; 4 - патрубок подачи очищаемой воды; 6 - компрессор; 7 - ротаметр; 8 - перфорированная горизонтальная труба; 9 - аэратор; 10 - секционное устройство; 11 - лоток; 13 - накопи-тель;14 - патрубок
VI
Рис. 3 Модификатор флотации
V
V
6
I
SCIENCE TIME
I
Литература:
1. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52.04.186-89. Государственный комитет СССР гидрометеорологии. Министерство здравоохранения СССР. - М., 1991.
2. Золотов А.В. Развитие метода пневматической флотации для очистки воды от эмульгированного нефтепродукта // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2015. -№5. - С. 42-46.
3. Пат.2584532 РФ, 2013. МПК C02F 1/24, 1/40, B03D 1/14,B01D, 17/035. Золотов А.В. и др. Установка для очистки сточных воды от растворенных нефтепродуктов.
4. Золотов А.В. Обоснование метода флотации для очистки нефтесодержащих сточных вод // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2014. - №6. - С. 42-46.
