Inovácie vo vývoji systémov odpadových vôd. Nové technológie čistenia vody. Priemyselná a odpadová voda

Roky 2005 – 2015 boli OSN vyhlásené za medzinárodné desaťročie „Voda pre život“. Jedným zo spôsobov, ako uspokojiť potrebu čistej vody, je zavedenie metód vodného čistenia kvapalných médií, ktoré predstavuje Severozápad. medzinárodné centrumčistá výroba. Povedzte nám o tom inovatívna technológia opýtali sme sa generálny riaditeľ Stred - Alexander Alexandrovič Startsev.

Alexander Alexandrovič, aká je podstata metódy vodného čistenia?

Hydrovlnná metóda je vlastné know-how, ktoré nemá vo svetovej praxi obdoby. Jeho hlavným rozdielom je upustenie od tradičných spôsobov ohrevu kvapalín a použitie namiesto mechanických a frekvenčných vplyvov (termodynamické cykly). Používanie konvenčných systémov výmeny tepla je sprevádzané tvorbou rôznych usadenín - „váhy“, Nová technológia tento nedostatok chýba.

Samotná metóda je nasledovná: keď prúdenie kvapaliny prechádza hydrodynamickým generátorom tepla, dochádza k efektu prúdenia okolo „zle prúdiaceho telesa“. V dôsledku toho sa v kvapaline vytvárajú dutiny obsahujúce vákuum, v ktorých dochádza k procesu odparovania. Navyše beží pri teplotách oveľa nižších ako 100 °C (napríklad pri 30 °C), vďaka čomu sa ušetrí značné množstvo energie.

Dodatočná vysokofrekvenčná expozícia spôsobuje účinnú tepelno-oxidačnú reakciu, ktorá vedie k deštrukcii molekúl znečisťujúcich látok, vrátane komplexných organických zlúčenín a ťažkých kovov.

Prostredníctvom procesov kontaktnej výmeny tepla dochádza k intenzívnemu odparovaniu, po ktorom nasleduje kondenzácia. V dôsledku toho sa vytvára čistá destilovaná voda a mokrý kal, ktoré majú podľa ruskej klasifikácie IV triedu nebezpečnosti. Zároveň originál odpadových vôd môže mať I - II triedy nebezpečnosti. To znamená, že toxicita odpadu je výrazne znížená a z kvapalnej fázy prechádza do tuhého kalu.

Čo sa stane s kontaminovanou vodou pri použití tradičných metód čistenia?

Povedzme, že v dôsledku použitia reverznej osmózy je objem vyčistenej vody len 35–40 % pôvodného množstva odpadovej vody, zvyšok tvorí koncentrovaná kvapalina vysoko aktívna „soľanka“. Vodná metóda umožňuje premeniť takmer všetku vodu v odpadovej vode na destilát a opätovne ju použiť vo výrobe. Energetická účinnosť novej metódy je zároveň mimo akejkoľvek konkurencie: napríklad čistenie kubického metra odpadovej vody z ropnej rafinérie bude trvať len asi 3 kWh.

Okrem toho je reverzná osmóza pomerne rozmarná a „jemná“ technológia, ktorá si vyžaduje neustálu pozornosť kvalifikovaných odborníkov. Ak čistený prietok nie je rovnomerný, zariadenie môže jednoducho zlyhať. Vodná metóda sa tomu vyhýba.

Kde je možné použiť metódu vodného čistenia?

Zariadenia využívajúce tento princíp možno použiť v autonómnych modulárnych systémoch podpory života, na odsoľovanie a čistenie vody od rôznych chemikálií a ťažkých kovov vo vodovodnom systéme, na ničenie polychlórovaných bifenylov a pesticídov. Okrem toho budú ideálnym riešením na čistenie priemyselných odpadových vôd a odstraňovanie nežiaducich nečistôt z ropy a kvapalných palív v priemysle rafinácie ropy a plynu, na čistenie rôznych nádrží a potrubí, na neutralizáciu toxických látok a kvapalného rádioaktívneho odpadu a na likvidáciu použitého paliva a mazív. Nakoniec sa môžu použiť na prípravu modifikovanej emulzie voda-palivo. Môže byť použitý ako palivo pre autonómne generátory elektriny čistiarní, ako aj kontajnerové mini-CHP.

Hlavné výhody hydrovlnnej metódy na čistenie kvapalných médií: Kvapalné médium sa ohrieva a odparuje nie cez teplovýmennú plochu, ale v dôsledku vysokofrekvenčného mechanického pôsobenia na kvapalinu. Všetko teplo kondenzácie pary je možné využiť na ohrev a odparovanie pôvodného kvapalného média. V dôsledku vysokofrekvenčných vplyvov sa organické molekuly rozkladajú na neškodné jednoduché zložky. Technológia založená na hydrovlnnej metóde nevyžaduje úpravu vody. Hydrovlnnú metódu je možné kombinovať s využitím nanotechnológií, najmä environmentálne neutrálnych nanomateriálov na báze uhlíka. Je možné uskutočňovať sonochemické reakcie, pri ktorých sa môže zefektívniť koprecipitácia prvkov a ich izotopov z čisteného prúdu. Proces sa vyznačuje nízkou spotrebou energie. Pri použití metódy nevzniká žiadny nebezpečný odpad. Zariadenia vytvorené na základe tejto metódy sa vyznačujú spoľahlivosťou, trvanlivosťou a jednoduchosťou obsluhy. Kontajnerová konštrukcia zariadení vám navyše umožňuje vyhnúť sa značným kapitálovým nákladom a prevádzkovať zariadenie „priamo od kolies“.

- Povedzte nám o zariadení pomocou hydrovlnnej metódy.

Vývojárom a tvorcom pilotných priemyselných zariadení je moskovské výskumné a výrobné centrum „TEROS-MEPhI“, na čele ktorého stojí V. S. Afanasyev. 24. júla 2008 bol prezidentovi predstavený inovatívny vývoj spoločnosti Ruská federácia D. A. Medvedev a zaslúžili si jeho veľkú pochvalu. Spoločnosť TEROS-MEPhI podporuje aj Rada federácie a ruská vláda.

V marci 2010 som navštívil montážne miesto firmy TEROS-MEPhI Jeho Svätosť patriarcha Moskva a All Rus' Kirill. So záujmom sa zoznámil s inovatívnym vývojom a požehnal začiatok demonštračného projektu „Archa“. Projekt zahŕňa vytvorenie umelého biosférického objektu s autonómnymi systémami podpory života na báze hydrovlnných technológií.

Oblasti efektívnej aplikácie technológií na báze hydrovlnnej metódy: čistenie odpadových vôd z rôznych priemyselných, poľnohospodárskych podnikov a bytových a komunálnych služieb akéhokoľvek stupňa znečistenia; odstránenie z odpadových vôd organickej hmoty spôsobujúce „kvitnutie“ vodných útvarov (tvorba modrozelených rias); čistenie priemyselných odpadových vôd a podzemných vôd kontaminovaných arzénom a inými toxickými látkami; čistenie dažďových odtokov, infiltrácia skládok a skládok odpadu na ochranu pred znečistením vodných plôch, riek a morí; čistenie a odsoľovanie morskej vody, odstraňovanie železa, odsoľovanie prírodných vôd rôzneho stupňa znečistenia; čistenie podzemných a povrchových vôd od chemických znečisťujúcich látok s vysokou molekulovou hmotnosťou (metyléter, perzistentné organické polutanty, polyaromatické uhľovodíky atď.); neutralizácia perzistentných organických polutantov nehorľavou metódou, chemické činidlá a toxické látky; čistenie priemyselných odpadových vôd pri rafinácii ropy a plynu, ako aj čistenie ropy a ropných produktov od síry a iných nežiaducich nečistôt; odstraňovanie ropných kalov a zvyškov rôznych chemikálií v nádržiach, nádržiach, kontajneroch, potrubiach; čistenie toxických priemyselných odpadových vôd v textilnom a kožiarskom priemysle; čistenie vody z kvapalného rádioaktívneho odpadu s vysokým obsahom soli; vytváranie modifikovaných emulzií voda-palivo; recyklácia odpadových palív a mazív vytváraním stabilných emulzií voda-palivo a ich následným vysokoteplotným spaľovaním so súčasnou výrobou energie; vytvorenie vysoko účinných zariadení na výrobu biopalív, ako je etanol, z ťažobného a drevospracujúceho odpadu, na čistenie odpadových vôd celulózky a papierne; vytvorenie nákladovo efektívnych pomocných zariadení pre agropriemyselný sektor.

Ako už bolo spomenuté vyššie, zariadenia založené na vodných vlnách sa vyznačujú nízkou spotrebou energie, teplotný režim jeho prevádzka nepresahuje 100 °C. Spotrebný materiál(filtre, membrány, iónomeničové živice, sorbenty, chemické činidlá atď.) nie sú potrebné. Produktivita jedného modulu s lineárnymi rozmermi 10x3x3 metre je až 50 metrov kubických vyčistenej odpadovej vody alebo odsolenej vody za hodinu (za deň - súprava 20 nádrží). Ide v podstate o mini závod na výrobu destilátu z morskej vody, sladkej vody akéhokoľvek stupňa znečistenia, priemyselných a domácich odpadových vôd.

Aká úspešná je implementácia nového zariadenia?

V roku 2002 bol vytvorený pilotný závod na čistenie a odsoľovanie morskej vody s kapacitou 1 m³ za hodinu, ktorý bol odoslaný do Saudskej Arábie. Od roku 2004 je v jednom zo štátnych zariadení v Moskovskej oblasti v prevádzke artézska úpravňa vody s kapacitou 50 m³ za hodinu. Zariadenie na čistenie artézskej vody zo studní s kapacitou 3 m³ za hodinu bolo odoslané do Komiskej republiky do Severnaya Neft OJSC. V regióne Nižný Novgorod, v závode na batérie v Bore, bolo spustené zariadenie na odželezňovanie vody s kapacitou 7 m³ za hodinu.

Na základe nariadenia vlády bolo vytvorené zariadenie na neutralizáciu toxických chemikálií a reakčných hmôt na báze hydrovlnnej metódy. Bolo vyvinuté a úspešne otestované pilotné zariadenie na čistenie nízkoaktívneho kvapalného rádioaktívneho odpadu pre podniky jadrového priemyslu.

Vnútri medzinárodný program Spustených bolo šesť zariadení na kavitačnú prípravu zmesi toxických látok a odpadových vôd na zneškodnenie v plazmovej peci.

Okrem toho sa uskutočnili experimenty na zlepšenie kvality kaspickej ropy (odstránenie síry a iných nežiaducich nečistôt) a zníženie bodu tuhnutia ropy (z +8 na –15 °C).

Získali sa licencie na návrh a výrobu zariadení pre jadrové zariadenia. Vyrábané úpravne vody majú všetky potrebné certifikáty a osvedčenia o uvedení do prevádzky. Vývoj, ktorý využíva hydrovlnnú metódu, je chránený 15 ruskými a zahraničnými patentmi.

Zdá sa, že nová technológia je v záujme Ruska aj iných krajín. Ako je možné organizovať medzinárodnú spoluprácu v oblasti zavádzania metódy vodného čistenia?

Najprijateľnejšou možnosťou takejto spolupráce je iniciovanie medzinárodného projektu pod záštitou Organizácie Spojených národov pre priemyselný rozvoj (UNIDO). Zainteresované strany rokujú na medzivládnej úrovni. Na ruskej strane rokovania vedie Rosprirodnadzor - federálna služba pre dozor v oblasti environmentálneho manažmentu, ktorý je súčasťou Ministerstva prírodných zdrojov a životného prostredia Ruskej federácie. V procese vyjednávania sa určuje predmet projektu, načasovanie jeho realizácie, očakávaný výsledok, zúčastnení partneri a donori. Potom zmluvné strany kontaktujú sekretariát UNIDO a podpíšu potrebné dohody.

Počas realizácie projektu vzniká inovatívne pilotné priemyselné zariadenie, ktoré sa testuje v krajinách participujúcich na projekte. Potom sa prijme rozhodnutie na stupnici priemyselná produkcia a v prípade potreby s pomocou UNIDO sa pripravujú podmienky pre ďalšiu propagáciu zariadenia.

Redakcia "UNIDO v Rusku"

Zdroje:

www.unido-russia.ru/archive/num1/art14/

www.newsland.ru/News/Detail/id/551725/

Ťumen čaká revolúcia. V mestskom vodovodnom a kanalizačnom systéme. Do roku 2031 bude radikálne modernizovaný. Dôjde k prechodu na podzemné zdroje zásobovania vodou. Za týmto účelom bude vybudovaný nový podzemný odber vody a úpravňa vody Metelyovskaya, ktorá v súčasnosti využíva vodu z rieky Tura, bude kompletne zmodernizovaná a prebudovaná na čistenie podzemných vôd. Globálna rekonštrukcia čaká aj čistiarne odpadových vôd. Už sa to začalo a ovplyvní všetky stupne čistenia odpadových vôd – pribudnú ďalšie bloky a zvýši sa kapacita stavieb. Okrem toho sa v meste plánuje vytvorenie všeobecného kanalizačného systému, ktorý pomôže vyriešiť problém rozvoja dažďovej kanalizácie. Na Medziregionálnej vedeckej a praktickej konferencii mladých odborníkov skupiny spoločností Rosvodokanal o tom hovoril Pavel Perevalov, zástupca vedúceho mestskej správy Ťumen.

Obrovský objem výstavby nových vodovodných a hygienických zariadení v meste Ťumen, porovnateľný s objemom existujúcej infraštruktúry, uskutoční spoločnosť Vodokanal Ťumeň, ktorá je súčasťou skupiny spoločností Rosvodokanal.

„Ťumen je unikátne mesto, ktoré má dlhodobú stratégiu modernizácie vodovodných a kanalizačných systémov podloženú praktickým dokumentom, ktorý obsahuje finančné a ekonomické zdôvodnenie a možnosť realizácie všetkých plánov,“ povedal Pavel Perevalov. "Ťumen je takmer jediným mestom v Rusku, kde má táto stratégia špecifickú finančnú a ekonomickú podporu vo forme koncesnej zmluvy."

Zároveň poznamenal, že naše mesto sa určite stane platformou pre zavádzanie moderných technológií a prístupov do práce v oblasti zásobovania vodou a sanitácie. Mladí špecialisti ponúkajú obrovské množstvo inovácií, ktoré majú za cieľ skvalitniť úpravu vody a celkovo zefektívniť procesy zásobovania vodou, odvádzanie odpadových vôd, čistenie odpadových vôd a fungovanie firmy.

„Som si istý, že všetky prezentované projekty budú žiadané,“ vyjadril sa Pavel Perevalov, „pretože množstvo myšlienok, čerstvých, zaujímavých inovatívnych, ktoré dnes potrebujeme, aby sme sa posunuli vpred, je tu veľmi veľké. Možno sa na tejto konferencii nájdu prvé myšlienky a počiatky nových technológií a prístupov. A o 10-15 rokov pochopíme, že práve na takýchto konferenciách mladých odborníkov sa zrodil prvý, nesmelý nápad, ktorý by v konečnom dôsledku umožnil aplikovať špecifickú technológiu, ktorá presne zasiahne cieľ riešenia konkrétneho problému. .“

Dôležitosť podujatia, na ktorom mladí odborníci vyjadrujú svoje nápady zamerané na optimalizáciu činností organizácií zásobujúcich zdroje, tiež poznamenal zástupca guvernéra regiónu Tyumen Vyacheslav Vakhrin.

„Naše mesto sa stáva lákadlom pre mladé talenty pracujúce v sektore zásobovania vodou a sanitácie. Pravdepodobne kvôli tomu, že v Ťumeni je vždy veľké množstvo praktických prípadov, na základe ktorých môžete experimentovať, špekulovať a ísť ďalej. Mladé a zvedavé mysle rodia nové progresívne prístupy a technológie. Je dôležité, aby sa v týchto diskusiách a debatách zrodilo a vykryštalizovalo niečo, čo potom tvorí základ pre praktické kroky, a to aj v rámci partnerstva medzi regiónom a skupinou spoločností Rosvodokanal,“ vysvetlil Vjačeslav Vakhrin. — Minulý rok sme len diskutovali o plánoch na uzavretie koncesnej zmluvy v oblasti zásobovania vodou a hygieny, ale teraz už v tom žijeme. Ide o jednu z najväčších koncesných zmlúv v krajine. S objemom investícií viac ako 22 miliárd rubľov, ktoré zabezpečujú rozsiahlu výstavbu sietí a zariadení. Výsledkom je, že obyvatelia mesta Tyumen dostanú vysokokvalitné a spoľahlivé služby v oblasti zásobovania vodou a sanitácie.

Medziregionálna vedecká a praktická konferencia mladých odborníkov zo skupiny spoločností Rosvodokanal je každoročné podujatie, na ktorom stovky mladých vedcov zdieľajú svoje nápady a vývoj, nastoľujú naliehavé problémy a navrhujú riešenia. Nápady, ktoré tu zazneli, sa často následne realizujú v praxi.

„Myšlienka usporiadať takú dôležitú udalosť pre celé odvetvie patrí do Ťumenského vodokanálu; po prvýkrát sa v Ťumeni stretli mladí inovátori v oblasti zásobovania vodou a hygieny v roku 2012,“ povedala Marina Alexandrova, personálna riaditeľka spoločnosť Ťumeň Vodokanal (skupina spoločností Rosvodokanal), ktorá dohliada na organizáciu tohto podujatia v našom meste - každoročne si pre účasť na konferencii v každom z miest, kde skupina spoločností Rosvodokanal pôsobí, vyberte najlepšie projekty. Za niekoľko rokov, čo sa vedecká a praktická konferencia koná, sa zrealizovali desiatky nápadov mladých odborníkov a väčšina z nich si vyslúžila uznanie na federálnej úrovni.“

Tento rok sa konferencie zúčastňujú víťazi regionálnych etáp zo 6 veľkých miest Ruska: Krasnodar, Voronež, Omsk, Barnaul, Orenburg, Ťumen, ako aj zástupcovia z Moskvy a malých miest Ťumenskej oblasti. Ich projekty sú určené ako na využitie nových technológií v oblasti čistenia vôd a odpadových vôd, tak aj na zavádzanie nových prístupov, najmä - mobilných aplikácií, čo vám umožní ešte viac zefektívniť komunikáciu s klientmi. Nastoľujú sa otázky zavádzania nových komerčných služieb a energeticky účinných technológií.

Tu je niekoľko tém navrhnutých mladými vedcami na diskusiu: „Intenzifikácia procesov biologického čistenia pomocou bioloadingu“ (Barnaul), „Technológia zlepšovania po núdzových obnovovacích prácach“ (Omsk), „Recyklácia snehových hmôt pomocou tepelnej energie odpadová voda z kanalizačného systému“ (Tyumen), „Technológie na úsporu energie vo výrobnom procese“ (Voronež), „Predaj vyčistenej vody“ (Voronež), „Vernostný program Water Points“ (Omsk), „Komerčná dodávka vody pomocou automatický dávkovač vody“ (Omsk), „Legalizácia používania GIS na mobilné zariadenia Pre efektívnu prácu pohotovostné posádky“ (Barnaul), „Dodržiavanie antimonopolných opatrení ako opatrenie na predchádzanie antimonopolným rizikám“ (Tyumen), „Inteligentný systém vykazovania dlhu“ (Krasnodar), „Vytvorenie laboratória na overovanie meracích zariadení na báze Ťumen Vodokanal LLC“ , „Zvýšenie netarifných príjmov z laboratórnych služieb“ (Omsk), „Optimalizácia účtovníctva zásob ako efektívny nástroj riadenia nákladov v podnikoch zásobujúcich vodou a odpadovými vodami“ (Tyumen), „Úspory rozpočtu premenou vozového parku na stlačený zemný plyn “ (Orenburg), „Zvyšovanie efektívnosti výrobné procesy pomocou mobilných riešení“ (Tyumen).

Ako objasnila tlačová služba Tyumen Vodokanal, obhajoba projektov mladých odborníkov prebieha v troch oblastiach - „Výroba a technológia, organizácia výrobných procesov“, „Ekonomika a financie, obchod, marketing“, ako aj „Podpora podnikania“ . Projekty prezentované na konferencii budú odborne posúdené a môžu sa stať základom pre nové technologické a obchodné riešenia tak v regionálnych podnikoch, ako aj celoštátne.

Domáca, komunálna a priemyselná spotreba predstavuje menej ako jednu pätinu spotreby vody na celom svete a iba 5 % v Afrike, Strednej Amerike a Ázii. Veľký nedostatok existuje v rozvojových krajinách, kde viac ako 1 miliarda ľudí nemá prístup k čistej vode a mnohí ďalší sú odkázaní na nespoľahlivé dodávky. Nerovnosti sú aj v distribúcii vody, chudobné mestské obyvateľstvo získava vodu z nespoľahlivých a nekvalitných zdrojov a prepláca dodávateľov. Dopyt mestského obyvateľstva je často uprednostňovaný viac ako potreby vidieckych oblastí.

Medzi priemyselnými a rozvojovými krajinami existujú rozdiely v povahe problémov aj v možnostiach zásobovania vodou.

V priemyselných krajinách sú prietoky vody zvyčajne vyššie, dopyt je mierny a dôraz sa kladie na znižovanie spotreby a efektívnejšie využívanie vody, aby sa predišlo potrebe pridávať nové zásoby alebo úplne znižovať zásoby.

V rozvojových krajinách je nízka ponuka spojená s vysokým dopytom a dôraz sa kladie na hľadanie nových zdrojov vody. Nízka účinnosť pozorovaná všade existujúce systémy zásobovanie vodou a zlá organizácia hospodárenia. Veľká časť chudobných a znevýhodnených ľudí v mestách nemá prístup k dodávke vody.

Vyčerpanie vodných zdrojov spôsobuje zhoršenie kvality vody v rozvinutých aj rozvojových krajinách.

Existuje celý rad možností na uspokojenie širokej škály potrieb zásobovania vodou. V rozvojových krajinách je prioritou rozšírenie zásobovania vodou v mestách a mestách vidiecke oblasti, ako aj obnova zdrojov zásobovania mestských oblastí vodou.

Riadenie dopytu

Riadenie reakcie na dopyt sa v mnohých priemyselných krajinách stáva čoraz bežnejším. Jeho potenciál znižovania spotreby je priamo úmerný prevládajúcej úrovni využívania vody. Riadenie dopytu má skvelé príležitosti v USA, kde je priemerná spotreba na osobu asi 400 litrov za deň. V rozvojových krajinách je toto číslo vo všeobecnosti nižšie. Táto situácia je však výrazne odlišná rozdielne krajiny, a potenciál na úspory majú aj používatelia, ktorí sú najnáročnejší na vodu. Napríklad v Naí Dillí sa denná spotreba vody z vodovodu na domácnosť pohybuje od 700 litrov pre domácnosť s nízkymi príjmami po 2 200 litrov pre bohatých. Tarify sú prevažne dotované vládou, čo ponecháva len málo stimulov na šetrenie spotreby vody.

Spotreba vody na umývanie a sanitáciu predstavuje významný podiel na spotrebe vody v domácnostiach a priemysle. Je potrebné vypracovať normy, predpisy a sankcie na podporu technológií na úsporu vody, a to aj pre výrobcov domácich spotrebičov a zariadení, ako aj vyplácanie dotácií spotrebiteľom, ktorí sa rozhodnú prejsť na zariadenia na úsporu vody. V Dánsku spotreba vody na obyvateľa klesla za 10 rokov o 24 % v dôsledku rozsiahleho prijatia technológií na úsporu vody, vrátane toaliet, spŕch a práčok.

V mnohých regiónoch sveta, vrátane Spojených štátov, Južnej Afriky a Európy, blokové tarify s nízkymi poplatkami za vodu a progresívnym zvyšovaním so zvyšujúcou sa úrovňou spotreby boli úspešné pri obmedzovaní alebo znižovaní dopytu po vode. Pre ich efektívnosť je nevyhnutné realizovať lacné, ale účinné vodomery.

Alternatívne dodávky vody

Úroveň strát vody z netesností, nelegálnych napojení a problémov s meraním zostáva stále vysoká. V ázijských mestách predstavuje 35 – 40 % celkových zásob vody a v niektorých mestách toto číslo dosahuje 60 %. Stabilizácia a zníženie strát v potrubných systémoch môže pomôcť zlepšiť dodávky vody. Napríklad údaje pre Spojené kráľovstvo ukazujú pokles dennej spotreby vody na obyvateľa o 29 litrov v dôsledku zavedenia povinných preventívnych kontrol úradmi na zisťovanie únikov. Realizácia tohto programu a ďalších opatrení na racionálne využívanie vody viedli k tomu, že zvažovanie plánov na výstavbu novej priehrady v Yorkshire sa rozhodlo odložiť.

Zachytávanie dažďovej vody cez strešné nádrže, nádrže a iné metódy je efektívnym spôsobom domáce zásobovanie vodou.

Rámček 5.6: Zachytávanie dažďovej vody v mestách je čoraz bežnejšie

V Nemecku existujú špeciálne dotácie, ktoré povzbudzujú obyvateľov, aby postavili nádrže na zber dažďovej vody a následne používali filtrovanú vodu. Z dôvodu úspory na mesačné výdavky na zásobovanie vodou a iné benefity sa prostriedky investované do zberu dažďovej vody vracajú za 12 rokov. V Tokiu v Japonsku je 70 % všetkých toaliet v Ryogoku Kokugkan, budove zápasov sumo, zásobovaných dažďovou vodou.

Ďalším významným zdrojom môže byť recyklácia odpadových vôd. V roku 1999 oblasť San Francisco Bay Area v Kalifornii opätovne využívala veľké množstvo odpadovej vody – dostatočné na uspokojenie potrieb 2 miliónov ľudí. Do roku 2020 sa plánuje takýmto spôsobom uspokojiť potreby 6 miliónov ľudí. IN poľnohospodárstvo 32 % tejto vody sa využíva, 27 % ide na doplnenie zásob podzemnej vody, 17 % na podporu zavlažovania pôdy, 7 % na priemyselné potreby. Zvyšná časť sa vynakladá na environmentálne a iné účely.

Ako riešenie problému lokálneho nedostatku vody sa často navrhuje možnosť jej presunu medzi povodiami. Dôsledky takýchto akcií si vyžadujú starostlivé štúdium, najmä v prípadoch, keď nie je zabezpečený spätný tok do povodia, ako je to v prípade iných metód príjmu vody.

Priaznivé faktory

Rovnako ako v iných sektoroch je dôležité implementovať politické, inštitucionálne a organizačné reformy na implementáciu riadenia dopytu a nájsť alternatívne riešenia zásobovania vodou. Iniciatívy zahŕňajú nasledovné:

• v Spojenom kráľovstve, Spojených štátoch a Austrálii si udeľovanie licencií na nové odbery vody vyžaduje, aby sa preskúmali všetky ekonomicky životaschopné návrhy riadenia dopytu;
• Efektívne hospodárenie je základom pre efektívne hospodárenie s vodou a lepšie plánovanie, ale neexistuje univerzálny prístup k riadeniu vlády alebo súkromného sektora. Na zlepšenie efektivity práce vládne agentúry je potrebné posilniť inštitucionálne právomoci a zodpovednosť za prijaté rozhodnutia;
• Pre zachovanie prístupu k zásobovaniu vodou je potrebné zaviesť efektívne legislatívne mechanizmy a cenovo dostupné platby pre chudobných v mestských a vidieckych oblastiach.

MIT vyvinula robota na detekciu netesností v potrubiach

Moderné vodovodné systémy strácajú v dôsledku netesností v priemere 20 % vody. Nielenže zhoršujú kvalitu zásobovania vodou, ale môžu spôsobiť vážne škody na budovách a cestách aj eróziou základov. Systémy detekcie úniku sú drahé a pomalé: nefungujú dobre tam, kde sú inštalované drevené, hlinené alebo plastové potrubia, ktoré tvoria väčšinu svetových zásob vody.

Výskumníci (MIT) sa snažia tento problém vyriešiť. Podľa vedcov, nový systém dokáže rýchlo a lacno nájsť aj drobné netesnosti bez ohľadu na materiál, z ktorého sú rúry vyrobené. Vývoj a testovanie takéhoto systému trvalo deväť rokov – celý ten čas na ňom pracoval profesor strojárstva Kamal Youcef Toumi a jeho tím PipeGuard. Vedci sa chystajú prezentovať svoje zistenia na nadchádzajúcej medzinárodnej konferencii IEEE/RSJ o inteligentných robotoch a systémoch (IROS) v septembri.

V lete 2017 tím testuje 12-palcové betónové rozvody vody v Monterrey v Mexiku. V tomto meste administratíva povolila vykonanie testov nie náhodou – každý rok Monterrey stratí asi 40 % vody kvôli únikom a škody v podobe ušlého zisku sa odhadujú na približne 80 miliónov dolárov. Netesnosti zároveň vedú k celkovému znečisteniu vody, keďže uniknutá voda sa niekedy vracia do rozvodov.

Systém využíva malého gumeného robota, ktorý vyzerá podobne ako badmintonový loptičku. Zariadenie je možné integrovať do vodovodného systému cez akýkoľvek požiarny hydrant. Tam sa pasívne vznáša s prúdom a zaznamenáva svoju polohu. Robot zároveň deteguje aj malé zmeny tlaku a meria jeho hodnotu pomocou gumenej „sukne“, ktorá vypĺňa priemer potrubia.

Zariadenie sa potom sieťou odstráni z iného hydrantu a údaje sa analyzujú. Nie je potrebné nič kopať a dokonca ani prerušovať dodávku vody. Okrem pasívneho robota, ktorý sa pohybuje potrubím ťahaným silou vody, tím vyvinul aktívnu verziu, ktorá dokáže ovládať svoj vlastný pohyb.

PipeGuard má v úmysle komercializovať svoj robotický systém detekcie netesností s cieľom znížiť celkový odpad. Napríklad v Saudskej Arábii, kde väčšina pitnej vody pochádza z drahých odsoľovacích zariadení, sa stratí asi 33 % v dôsledku úniku. A prvé terénne testy začiatkom roka 2017 sa tam uskutočnili.

Pipetech LLC, spoločnosť zaoberajúca sa servisom potrubí v Al Khobare, poskytla na experiment hrdzavý kus potrubia s dĺžkou asi 1,6 km a priemerom 2 palce. Toto potrubný systémčasto používané na testovanie a certifikáciu nových technológií. Testovanie robotov v potrubiach s ohybmi a T-spojmi zahŕňalo vytvorenie umelého úniku, aby sa demonštrovali schopnosti systému.

V tomto experimente robot úspešne detekoval netesnosti a odlíšil ich od falošných signálov spôsobených zmenami tlaku alebo veľkosti potrubia, drsnosťou alebo orientáciou potrubia v priestore. Podľa člena tímu PipeGuard a postgraduálneho študenta You Wu sa testy uskutočnili 14-krát počas troch dní a zakaždým boli úspešné. A čo viac, robot detekoval malý únik, ktorý bol približne 3,5 litra (galónov) za minútu, čo je o jednu desatinu menej ako minimálna veľkosť, ktorú štandardné detekčné metódy dokážu v priemere zistiť.

Po testovaní v teréne v Monterrey tím plánuje vytvoriť flexibilnejšiu, skladaciu verziu svojho robota, ktorý sa dokáže rýchlo prispôsobiť rúram rôznych priemerov. Napríklad potrubný systém Boston je „zmes“ 6-, 8- a 12-palcového potrubia. Mnohé z nich boli inštalované tak dávno, že mesto nemá presné údaje o ich presnej polohe. Nová verzia robota sa bude môcť otvárať ako dáždnik a pracovať v potrubiach rôznych priemerov.

Podľa výskumníkov má robot hodnotu nielen znížiť plytvanie vodou, ale aj zabezpečiť bezpečnejšie a spoľahlivejšie zásobovanie vodou. Schopnosť robotického systému odhaliť najmenšie úniky umožní včas renovačné práce dávno pred skutočne vážnou nehodou. Okrem toho sa roboty dajú použiť ako vo vodovodnom potrubí, tak aj v iných rozvodoch, ako je zemný plyn.

Takéto potrubia sú tiež často staré a nie sú označené na mapách. Môže sa v nich hromadiť plyn, čo vedie k vážnym výbuchom. Úniky plynového potrubia je však zvyčajne ťažké odhaliť, kým nie sú dostatočne veľké na to, aby človek zacítil pridané odoranty. V skutočnosti bol systém MTI pôvodne vyvinutý na detekciu týchto únikov a neskôr bol prispôsobený pre vodovodné potrubia.

PipeGuard dúfa, že robot nakoniec nebude hľadať len netesnosti, ale bude mať aj špeciálny mechanizmus, ktorý bude možné použiť na opravu malých netesností na mieste.

Poltoratskikh Svjatoslav

Sladká voda je najcennejším prvkom života na Zemi. Je nevyhnutný pre uspokojovanie základných ľudských potrieb, zdravotnú starostlivosť, výrobu potravín, výrobu energie a udržiavanie regionálnych a globálnych ekosystémov. PPodľa UNEP má Rusko tretinu všetkých svetových zásob sladkej vody. Vodné zdroje sú však rozdelené nerovnomerne: 80 % ruskej populácie žije tam, kde je sústredených len 8 % vody. Okrem toho sa každý rok zhoršuje environmentálny deficit. čistá voda, jeho kvalita sa zhoršuje. Táto práca popisuje moderné metódyčistenie vody, ako aj iné moderné metódy šetrné k životnému prostrediu v zásobovaní vodou a sanitácii.

Stiahnuť ▼:

Náhľad:

Moderné technológie šetrné k životnému prostrediu v zásobovaní vodou a sanitácii.

Sladká voda je najcennejším prvkom života na Zemi. Je nevyhnutný pre uspokojovanie základných ľudských potrieb, zdravotnú starostlivosť, výrobu potravín, výrobu energie a udržiavanie regionálnych a globálnych ekosystémov. Hoci 70 percent zemského povrchu pokrýva voda, len malá časť – 2,5 percenta – tvorí sladká voda, z toho 70 percent tvoria ľadovce. Zvyšná voda je prítomná ako pôdna vlhkosť. Výsledkom je, že ľudia môžu využívať len menej ako 1 percento svetových zásob sladkej vody.

Rusko má podľa UNEP tretinu všetkých svetových zásob sladkej vody. Vodné zdroje sú však rozdelené nerovnomerne: 80 % ruskej populácie žije tam, kde je sústredených len 8 % vody. Okrem toho sa každým rokom zhoršuje nedostatok ekologickej vody a zhoršuje sa jej kvalita.

Súčasná environmentálna situácia podporuje širšie využitie moderné technológie pri čistení vody.

Tie obsahujú:

1. sorpcia ozónu - ozonizácia s následným sorpčným čistením na filtroch s granulovaným aktívnym uhlím. Tento spôsob čistenia preukázal výrazné zvýšenie účinnosti čistenia vody na organické kontaminanty, zníženie koncentrácie organochlórových zlúčenín, zvyškového hliníka a pachov v pitnej vode.
2. membránové technológie.

V celosvetovej praxi zásobovania pitnou vodou začali v posledných rokoch zaujímať vedúce postavenie membránové technológie vďaka svojej univerzálnej schopnosti zvyšovať účinnosť úpravy mnohých skupín kontaminantov, vrátane ukazovateľov epidemickej bezpečnosti vody. Záujem o membránové technológie je spojený aj so zabezpečením maximálnej kompaktnosti a automatizácie s minimom chemických činidiel zavádzaných do vody a garanciou vysokej spoľahlivosti fungovania konštrukcií.

Moderné membrány demonštrujú nepopierateľnú účinnosť a všestrannosť pri čistení vody od rôznych typov kontaminantov. Hlavnou črtou moderných membránových technológií je ich „ekologická“ čistota – absencia spotrebovaných činidiel, a teda nebezpečné pre životné prostredie výpustmi a sedimentmi, čím vzniká problém ich zneškodňovania.

Existuje technológia nanofiltrácia a ultrafiltrácia.

Membránové procesy ultrafiltrácie a nanofiltrácie už dlho priťahujú pozornosť odborníkov na zásobovanie vodou vďaka svojej „všestrannosti“ - schopnosti súčasne odstraňovať množstvo kontaminantov rôznej povahy: biologické (baktérie a vírusy), organické (humínové kyseliny atď.). koloidné, suspendované a tiež rozpustné v iónovej forme. Rozdiely v membránových procesoch sú v úrovni čistenia vody, ktorá závisí od veľkosti pórov membrán.

Technológia nanofiltrácie ktorý je známy už pomerne dlho a už sa začína využívať v zásobovaní pitnou vodou pre účinné znižovanie obsahu organických zlúčenín a železa, ako aj tvrdosti. Metóda nanofiltrácia sa už široko používa na čistenie povrchových a podzemných vôd, a to aj vo veľkých mestských štruktúrach (napríklad na staniciach v Paríži - 10 000 m 3 /h a Holandsko - 6000 m 3/h).

Použitie ultrafiltračných membrán (s veľkosťou pórov 0,01-0,1 mikrónu) má však veľmi obmedzený rozsah a nie je univerzálne na čistenie vôd rôzneho zloženia. Preto sa v schémach čistenia vody používa ultrafiltrácia v kombinácii s inými technológiami (koagulácia a oxidačno-sorpcia). Hlavnými výhodami ultrafiltrácie sú jej veľmi vysoká špecifická produktivita a schopnosť spätného preplachovania membrán, aby sa odstránili nečistoty z membrán.

Preto sa snažia vytvoriť technológiu, ktorá kombinujeúčinnosť nanofiltrácie a jednoduchosť ultrafiltrácie.

Na určenie prevádzkových charakteristík membránových obvodov pomocou zariadení na reverznú osmózu a nanofiltráciu bol vyvinutý špeciálny počítačový program.

Opísané technológie sa používajú pri vývoji:

1. Systémy na čistenie vody pre centralizované zásobovanie vodou.
2. Systémy na čistenie vody pre štvrte a komplexy priemyselných a komerčných budov;
3. Systémy na zlepšenie kvality vody z vodovodu pre jednotlivé obytné a kancelárske budovy;
4. Systémy na úpravu vody na napájanie vykurovacích sietí a kotlov obytných a priemyselných budov;
5. Systémy na zlepšenie kvality napájacej vody z technických vodovodov mestských podnikov;

Bezvýkopové metódy opravy a obnovy

V dôsledku nevyhovujúceho stavu odvodňovacích komunikácií prudko vzrástla potreba modernizácie a opráv drenážnych potrubí s dôrazom na používanie ekonomických a efektívnych bezvýkopových technológií a v podmienkach hustej mestskej zástavby a dopravnej vyťaženosti je ekonomicky realizovateľné používať bezvýkopové metódy opravy a obnovy.

Dôsledkom negatívnych javov na drenážnych sieťach je presakovanie odpadových vôd do podzemných horizontov, čo vedie ku kontaminácii podzemných vôd, vyplavovaniu zeminy v medzikruží a v dôsledku toho k poruchám potrubí a iných konštrukcií do vzniknutých dutín. Súčasne môže podzemná voda prenikať cez existujúce defekty v telese potrubia, čo sa prejavuje zvýšením celkového prietoku odpadových vôd vstupujúcich do čistiarní a vážnym narušením ich prevádzkového režimu, čo v konečnom dôsledku vedie k zníženiu účinnosť čistenia odpadových vôd.

Moderné technológie lokálnych opráv potrubí pomocou bezvýkopových technológií umožňujú vykonávať rýchle a efektívne opravy potrubí na jednotlivých i viacerých miestach, kde dochádza k porušeniu spojov pozdĺž trasy potrubia, čím sa výrazne znižujú straty prepravovanej kvapaliny.

Dnes sa používajú najmodernejšie metódy, vrátane:

• nanesenie cementovo-pieskového náteru na vnútorný povrch potrubia,
• výkres pevných polymérových hadíc,
• polyetylénové rúry do existujúceho potrubia,
• zvládli metódu opravy potrubia v potrubí pre veľké priemery potrubí.

Ako materiál na lokálne opravy sa odporúča použiť priemyselný odpad, najmä nepoužívané výrobky z polyetylénu, polypropylénu, iných polymérov, ako aj staré pneumatiky automobilov.

Odpad je jemne mletý a upravený spojivami.

Tieto technológie umožňujú vrátiť nefunkčné komunikácie do aktívnej prevádzky, zvýšiť ich životnosť minimálne o 50 rokov, zvýšiť priepustnosť, a pre vodovodné siete, čo je obzvlášť dôležité, zachovať vysokú kvalitu prepravovanej vody, znížiť počet nehôd a minimalizovať neproduktívne straty vody.

Moderné technológie čistiarní odpadových vôd

Hlavnými smermi rozvoja čistiarní odpadových vôd je ich rekonštrukcia s prechodom namoderné technológie na odstraňovanie dusíka a fosforua implementácia systémovultrafialová dezinfekcia. Kombinácia týchto dvoch technológií dnes umožňuje vrátiť do prírody vodu, ktorá plne spĺňa domáce hygienické a hygienické požiadavky a európske normy.

Odstránenie živín

Ultrafialová dezinfekcia odpadových vôd

GIS možno použiť na analýzu vyššie uvedeného

GIS – geografický informačný systém,je založená na databáze charakteristík kvality v rôznych prvkoch priestorovo distribuovaných informácií.

Napríklad GIS sa používa na analýzu kvality pitnej vody,systémy sledovania vody a odtoku, hodnotenia kanalizačných systémov na posúdenie súčasných a budúcich potrieb kanalizácie a kanalizácie. GIS umožňuje každej službe automaticky aktualizovať svoje údaje a udržiavať ich integritu.

Vodárenské a bytové a komunálne služby používajú GIS na identifikáciu drenážnych kolektorov, čerpacích staníc a tlakových potrubí. Po identifikácii sú tieto objekty a projekty zmapované v jednom systéme.

GIS pomáha pri identifikácii a lokalizácii škôd na sieti spôsobených prírodnými katastrofami, ako sú zemetrasenia.