Реферат: Новые сорбционные материалы и технологии для подготовки питьевой воды и очистки сточных вод

Новые сорбционные материалы и технологии для подготовки питьевой воды и очистки сточных вод


Р. Х. Хамизов, М.А.Конов


Открытое акционерное общество Научно производственное предприятие "Радий", г. Москва

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук


Первостепенным условием для улучшения здоровья населения и наиболее правильным подходом является не борьба с болезнями, являющимися последствиями потребления плохой воды, а обеспечение каждого населенного пункта страны качественной питьевой и неопасной хозяйственно-бытовой водой с широким использованием поверхностных и артезианских водоисточников.

В рамках решения этой важной задачи, научно-производственное предприятие "Радий" (оборонное предприятие) с привлечением ведущих специалистов академических институтов разработало высокоэффективные технологии водоподготовки с использованием новых синтетических и природных наносорбционных материалов. Привлекательность наносорбентов и неизбежность перехода к ним в современных технологиях, использующих молекулярные сорбенты и ионообменные материалы связаны с возможностью многократного увеличения их сорбционной емкости и уменьшения на многие порядки характерного времени массообменных процессов за счет развитой поверхности таких материалов. Однако, порошки наноразмерных частиц не могут быть использованы в качестве эффективных сорбционных материалов. Открытые наночастицы, имеющие большую величину избыточной поверхностной энергии, мгновенно пассивируются за счет адсорбционных процессов, либо коагуляции. Кроме того, такие порошки трудно использовать в динамических массообменных системах из-за высоких давлений прокачки газов или жидкостей. Проведенные исследования показали возможности молекулярного синтеза сорбционно активных наночастиц внутри пористых структур. Подобные технологии освоены и запатентованы нашими специалистами в России и других странах. В таких композитных сорбентах создается высокая концентрация наночастиц, равномерно разнесенных по объему пористой матрицы.

Большое внимание в настоящее время привлекают наносорбенты для комплексной очистки воды (марки СКОВ) на основе природных минералов - гидроксисиликатов магния. Разработанные сорбционные материалы позволяют очищать природные и техногенные воды одновременно от железа, марганца, фтора, бора, цветных и тяжелых металлов и других элементов. Показаны бактерицидные свойства сорбентов. Новые сорбенты обладают комплексом свойств, которые, по нашим данным, не достигнуты ведущими зарубежными научными центрами по водоподготовке. В настоящее время проведена независимая экспертиза и получены разрешительные документы на производство и использование сорбентов. Получены патент Российской Федерации и решение о выдаче патента в европейских странах.

Разработанная технология водоподготовки апробирована в опытно-промышленном масштабе и обеспечивает полное соответствие получаемой питьевой воды национальным и международным стандартам. На предприятии создана и запущена промышленная установка для обеспечения водой для собственных нужд производительностью 1400 тонн в сутки с использованием четырех артезианских скважин в качестве водоисточников. За счет средств предприятия изготовлена и пущена в эксплуатацию установка по водоподготовке с производительностью 240 тонн/сутки для детского оздоровительного лагеря в Волоколамском районе Московской области. Разработана рабочая документация, разработаны и испытаны опытные образцы высокоэффективных водоподготовительных установок различных типоразмеров, в том числе, для децентрализованного и локального водоснабжения небольших поселков и отдельных домов. Предприятием приобретена лицензия на месторождения исходного природного материала мощностью 50 млн. тонн.

Полученные результаты создают возможность крупномасштабного внедрения высокорентабельной и универсальной технологии подготовки воды из артезианских и поверхностных источников.

Одно из существенных преимуществ снабжения населенных пунктов водой из близкорасположенных артезианских источников связано с возможностью сокращения протяженности коммуникаций централизованного водоснабжения, что приводит как к снижению себестоимости воды для населения, так и к сохранению ее качества

Сегодня подземные источники питьевой воды приобретают в мире все большее значение из-за постоянно растущего уровня загрязнения поверхностных вод, в том числе, органическими и биологическими загрязнителями, а также в связи с проблемами их защиты и сохранения в случаях техногенных аварий и эпидемий. Особую опасность сегодня представляет птичий грипп, периодические эпидемии которого возникали в последние годы с расширением ареала возникновения.

Для Российской Федерации, обладающей самыми большими в мире запасами подземных вод, загрязненных только минеральными и, частично, органоминеральными компонентами, наличие современных технологий подготовки из них высококачественной питьевой воды и нарастающее вовлечение их в хозяйственный обиход имеют первостепенное значение в двух аспектах:

- в большинстве регионов страны, в том числе, Московской и других областях Центрального региона, в районах Сибири и Дальнего Востока, вопрос обеспечения большого числа небольших городов и сельских населенных пунктов качественной питьевой водой, в принципе, не может быть решен без масштабного использования артезианских водоисточников;

- в связи с нарастающим дефицитом питьевой воды в мире, хорошая вода в ближайшие десятилетия станет одним из самых востребованных экспортных товаров, и мы должны быть готовы к новым экономическим реалиям.

Внедрение разработанной и апробированной в НПП "Радий" технологии водоподготовки имело бы, на наш взгляд, существенный экономический и социальный эффект для решения поставленных Президентом и правящей Партией задач, в том числе, в рамках Национальных программ.