Экспериментальная мобильная установка «БИОС»

Экспериментальная мобильная установка «БИОС» для очистки, обеззараживания и обессоливания питьевой воды

с использованием нанотехнологий

Конопля М.М.

 

Нами разработана технологическая схема для получения воды питьевого назначения с использованием нанотехнологий:

- кавитационный синтез наносорбентов: углеродных и минеральных,
- наносорбционное удаление радиоактивных изотопов цезия,стронция, америция и кобальта ,
- магнитная сепарация для удаления коллоидных нанокомплексов тяжелых металлов: Fe, Cu, Cr, Al ;
- минерало-кавитационной синтез наносорбентов для обеззараживания и структурирования воды.
 
Технологическая схема получения воды питьевого назначения из поверхностных источников водоснабжения с исключением загрязнений разнообразного происхождения, состава, токсичности, биогенности, радиоактивности рассчитана на производительность 3-5 м3/час .

Извлеченные избытки минеральных солей и взвешенных загрязнений утилизируются в органо-минеральные удобрения.

Получены патенты на получение наиболее эффективных на сегодняшний день коагулянтов, испытанных в Экоцентре Чернобыльской АЭС и на воде с керченской акватории. 

Сообщение о технологии опубликовано в трудах 15-16th Ukrainian-Polish Symposium on Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and their Technological Applications (simultaneously with the 2d NANOBIOMAT Conference "Nanostructured Biocompatible/Bioactive Materials").

Преимущества данной технологии:

• Низкая себестоимость очистки воды- до 3,5 грн/ м3.

• Низкие энергозатраты и эксплуатационные расходы в целом- до 2,0 кВт/м3.

• Технология позволяет получать питьевую воду , сбалансированную по минеральному составу.  

В состав установки входит следующее оборудование :

Основные рабочие элементы:
- активный кавитатор,
- пассивный кавитатор (эжектор),
- магнитный сепаратор - циклон,
- коагулятор-флокулятор,
- дозаторы для рабочих компонентов , блок управления
- наносорбционный фильтр,
- блок утилизации органоминеральных удобрений на основе извлеченных минеральных солей и взвешенных загрязнений
- блок управления и мониторинга процесса и контроля свойств по современным требованиям к оценкам качества воды по требованиям стандартов.
 
Назначение кавитационного блока - обеспечить синтез наносорбентов и обеззараживание очищаемой воды, активацию наносорбентов.
Назначение напорного флотатора – удалить из воды хлопья коагулянта с сорбированными на них загрязнениями, в том числе радионуклидами.
Назначение блока магнитной сепарации - обеспечить 95-98 % очистку воды от тяжелых металлов, в том числе и от следовых концентраций радионуклидов.
Омагничивание - для структурирования воды и восстановления ее природных свойств.
Каталитический блок - для химического удаления остаточных биологических и генотоксичных загрязнителей.
В блоке утилизации органоминеральных удобрений на основе извлеченных минеральных солей и взвешенных загрязнений используются УЗ-технологии компактирования и обезвоживания осадка.
 

Система накопления и хранения подготовленной воды состоит из:

- накопительной емкости

- бактерицидной лампы

- перекачивающих насосов

- трубопроводной арматуры

- приборов контроля

Управление работой узла накопления осуществляется от системы автоматического управления установки . Блок обеспечивает: подачу воды под давлением 3 бар с производительностью 3-5 м3 / ч, бактерицидное обеззараживание воды, подаваемой на потребление, периодическую циркуляцию воды для обеспечения профилактики бактерицидного обеззараживания воды .

 
Результаты испытаний степени очистки воды из поверхностного источника: р.Припять, ЧАЭС, керченская акватория.

показатели модельной воды

до очистки

после очистки

окисляемость перманганатная	34,7мгО2 /дм3	1,8 мгО2 /дм3
Fe3+	1,4 мг /дм3	не обнаружено
Cu2+	2,1 мг /дм3	следы
Cr6+	1,9 мг /дм3	не обнаружено
Al3+	0,9 мг /дм3	не обнаружено
137Cs	54 Бк/кг	13,7 Бк/кг
90 Sr	43 Бк/кг	не обнаружено
240 Am	76 Бк/кг	не обнаружено
взвешенные глинистые вещества	26 мг /дм3	не обнаружено
гумусовые вещества	12 мг /дм3	не обнаружено
фосфаты	0,8 мг /дм3	не обнаружено
нитраты	0,9 мг /дм3	не обнаружено

Проведенные в сертифицированных лабораториях анализы исходных и очищенных образцов тех же порций воды показали, что степень очистки образцов модельных вод удовлетворяет требованиям ISO . 

Разработанные нами коагулянты были также опробованы на воде с керченской акватории. Анализ на общую соленость исходной и очищенной воды с керченской акватории показал, что соленость снизилась с 8,2 г /дм3 до 3,1 г /дм3 .

Нами также разрабатываются новые перспективные решения промышленной технологии получения питьевой воды из воды морей и океанов.