Снижение негативного влияния осадка сточных вод на почву путем его электроосмотического обезвоживания

Цель исследования – снижение негативного воздействия осадка сточных вод производства картонно-бумажной продукции на почву путем их обезвоживания с помощью дегидратора и подготовки к дальнейшей утилизации. Крупнотоннажные отходы осадка сточных вод промышленных предприятий при утилизации размещаются на полигонах захоронения, что неизбежно приводит к негативному влиянию на почвенный покров, захламлению территорий и выводу из хозяйственного оборота земельного фонда. В ходе проведенного исследования изучены известные методы обезвоживания влагосодержащих материалов и рассмотрено техническое решение для снижения объема образования данного вида отходов на примере картонно-бумажного производства. Предложена электроосмотическая установка, содержащая электроизоляционный корпус с электродами: анод, выполненный в виде токопроводящей крышки, и катод, выполненный в виде токопроводящего перфорированного днища корпуса, которые имеют между собой пространство для обезвоживаемых отходов. Для изучения процесса обезвоживания осадка проведена серия экспериментов на установке-дегидраторе при варьируемых параметрах напряжения между электродами. Результаты экспериментального исследования явились основой статистических выражений взаимного влияния напряжения между электродами, длительности обработки отхода, количества отведенной влаги. Получена модель, описывающая количество отводимой влаги за время обработки отхода. Установлены наиболее продуктивный режим работы установки и время обработки порции отходов. Доказано, что при помощи электроосмотического устройства эффективно удаляется до 70% влаги из объема отходов осадка сточных. Это позволяет значительно снизить их объемы, сократить площади при возможном или временном размещении и снизить экологическую нагрузку на природную среду.

1. Yuan Meng, Weiyi Liu, Heidelore Fiedler, Jinlan Zhang, Xinrui Wei, Xiaohui Liu, Meng Peng & Tingting Zhang. Fate and risk assessment of emerging contaminants in reclaimed water production processes // Frontiers of Environmental Science & Engineering. - 2021. - Vol. № 15. - № 104. DOI: 10.1007/s11783-021-1392-8/.

2. Mohammad Boshir Ahmed, John L. Zhou, Huu Hao Ngo, Wenshan Guo, Nikolaos S. Thomaidis, Jiang Xu. Progress in the biological and chemical treatment technologies for emerging contaminant removal from wastewater: A critical review // Journal of Hazardous Materials - Vol. 323. - Part A. - 2017. - S. 274-298. D0I:10.1016/j.jhazmat.2016.04.045.

3. Jial iGuo, Lei Zheng, Zifu Li. Microwave drying behavior, energy consumption, and mathematical modeling of sewage sludge in a novel pilot-scale microwave drying system // Science of The Total Environment - Vol. 777. - № 146109. - 2021. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.146109.

4. Пат. на полезную модель: RU195068 U1 Российская Федерация, МПК B01D61/56. Электроосмотическое устройство обезвоживания пористого материала / Холуденева А.О.; заявитель и патентообладатель Холуденева А.О.;заявка: 2019122911, 2019.07.16, опубл.: 14.01.2020.

5. Kholudeneva A.O., Efremova S.Yu., Konovalov V.V. Studying the electrodynamic parameters of dehydration of moisture-containing waste using an electroosmotic dehy-drator // HELIX - Vol. 10. - Issue 2. - 2020. - Hp. 104-111. DOI: 10.29042/2020-10-2-104-111.

6. Kholudeneva A.O. Substantiation of electric field impact use on the process of moisture separation from porous waste structures // International transaction journal of engineering management & applied sciences & technologies. - Vol. 11. - Iss. 3. - № 11A03K. - 2020. DOI: 10.14456/ITJEMAST.2020.51.

7. Холуденева А.О. Теоретические обоснования возможности внедрения автоматизированной информационно-измерительной системы управления процессом электроосмоса / Сб. научных трудов Межд. научно-практ. конф. «Информационные технологии в экономических и технических задачах». - Пенза: Изд-во ПензГТУ, 2016. - С. 197-199.

8. Холуденева А.О. Математическое моделирование факторов, влияющих на энергоэффективность электроосмотического обезвоживания осадков сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности / Сб. научных трудов Всероссийской научно-практ. конф. «Актуальные вопросы современной науки: теория и практика научных исследований» - Пенза: Изд-во ПензГТУ, 2017. - С. 184-188.

9. Kholudeneva A.O. The study of the characteristics of electroosmotic porous waste dehydration subject to the influence of the physical model of osmosis and voltage dynamics // Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems. - 2018. Vol. 10. - № 10. - С. 2142-2146/

10. Холуденева А.О., Ефремова С.Ю. Исследование особенностей водоминерально-органического отхода целлюлозно-бумажного производства / Сб. научных трудов по материалам Всероссийской научно-практ. конф. «Экологический мониторинг опасных промышленных объектов: современные достижения, перспективы и обеспечение экологической безопасности населения». - Саратов: Изд-во Амирит, 2019. - С. 185-188.

11. Холуденева А.О. Изучение особенностей энергосберегающей технологии снижения негативного воздействия осадков сточных вод // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. - 2019. - № 10-1 (37). - С. 180-184.