По экологическим проблемам — вихрем!
В России накопилось много экологических проблем, не решаемых в течение многих лет. Одна из причин этой ситуации — в отсутствии экономичных способов решения этих проблем, поскольку предлагаемые варианты оказываются весьма затратными. Нередко предложенный способ на самом деле позволяет решить некую экологическую проблему, но порождает новую, не менее сложную. Поэтому одной из важнейших задач общества является поиск способов преодоления экологических проблем, свободных от недостатков.
Решить некоторые проблемы более экономичным и экологичным способами способен аппарат вихревого слоя, созданный коллективом исследователей НИИ химии ННГУ им. Н. И. Лобачевского и дзержинского предприятия «АППАРАТ-НН». Это устройство уже производится по заказам заинтересованных предприятий.
Как известно, в сточных водах, сбрасываемых после обработки в аэротенках на биологических очистных сооружениях в природные водоемы, остаются патогенные микроорганизмы. Для того, чтобы они не заражали водоемы, сточные воды подвергаются хлорированию, что приводит к попаданию в них токсичных для гидробиотов (обитателей природных водоемов) хлора и продуктов его метаболизма, например, хлорфенолов. Поэтому в настоящее время ведется поиск других способов стерилизации сточных вод, не приводящих к такому негативному последствию.
Один из них, уже внедренный на ряде водоканалов России, заключается в обработке сточных вод ультрафиолетом. Однако такой способ электроемок, а оборудование для такой обработки производится за рубежом. Второй способ заключается в использовании явления кавитации (от лат. сavita — пустота: процесс образования и последующего схлопывания пузырьков в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей в виде кавитационных пузырьков или пустот, которые могут содержать разреженный пар). Кавитация стерилизует, но тоже весьма электроемка. На основании экспериментов, проведенных нижегородскими исследователями, можно сделать вывод, что наименее электрозатратную стерилизацию сточных вод обеспечивает аппарат вихревого слоя. В этом аппарате сточные воды подвергаются не только кавитационному воздействию, но и воздействию переменного электромагнитного поля, а также механическому, так как стальные стержни до трех тысяч раз в минуту ударяют друг о друга, и под смертельные удары попадают и патогенные микроорганизмы.
Аппарат вихревого слоя способен решить и другую экологическую проблему, возникающую на биологических очистных сооружениях. На них образуется отход, называемый избыточным активным илом (актилом). Одним из способов освобождения от него является «поедание» актила метанобразующими бактериями в специальных устройствах-метатенках. Но эти бактерии «едят» актил медленно, поэтому на многих биологических очистных сооружениях пропустить через метантенки весь актил не удается: он остается и становится пылевидным отходом, раздуваемым ветром. Исследования показали, что если актил перед метантенками пропустить через аппарат вихревого слоя, то «прожорливость» бактерий заметно возрастает.
Аппарат вихревого слоя эффективен также для решения экологических проблем, возникающих на тепловых электростанциях. На них для охлаждения конденсаторов паровых турбин используется оборотная вода. Одним из основных требований, предъявляемых к качеству этой воды, является предотвращение развития в ней микроорганизмов и микроводорослей, образующих на внутренней поверхности труб «леса», из-за которых повышается гидродинамическое сопротивление.
Для предотвращения развития биообразований в оборотную воду ныне добавляют ядохимикаты — биоциды, приводящие к образованию капель отравленной воды. Увы, они разносятся ветром на обширные территории, нанося вред персоналу станции, окрестным жителям и местной флоре и фауне. Чтобы исключить использование биоцидов, предлагается обрабатывать воду ультразвуком. Но он, будучи убийственным для микроорганизмов и микроводорослей, все же уступает по эффективности аппаратам вихревого слоя.
Перспективным направлением использования этого аппарата может быть и обеззараживание балластных вод с целью предотвращения загрязнения ими морских экосистем. Как известно, некоторые эксплуатируемые в теплых морях транспортные суда, освободившись от груза, заливают в специальные емкости-танки морскую воду для сохранения своих мореходных качеств. На обратном пути в этой воде бурно размножаются попавшие туда гидробиоты, но сбрасывать такую воду обратно в море запрещено международными конвенциями. Владимир Войтович, к. т. н., доцент ННГАСУ, ведущий научный сотрудник НИИ химии ННГУ им. Н. И. Лобачевского, лучший изобретатель Нижегородской области
