Сведения об авторах

Микропузырьковая технология очистки промышленных сточных вод

 

Сон  К. Э., Московский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет), Москва, Россия

 

Температура плазмы значительно выше температуры ионизации и диссоциации любых молекул, что обеспечивает распад различных устойчивых загрязняющих соединений. Поэтому плазменные методы обработки отходов, в том числе содержащих микроорганизмы, — одни из наиболее эффективных. В газовой плазме образуется большое количество химически активных радикалов и ионов, а также колебательно возбужденных молекул. Это существенно ускоряет протекание химических реакций. В отличие от других способов обработки водных и газовых сред плазменные методы позволяют в промышленных масштабах эффективно уничтожать вирусы и споры микроорганизмов.

 

Однако из всех известных технологий плазменные методы самые энергоемкие и дорогостоящие. Эффективность обработки жидкостей с их использованием, заметно ниже, чем газовых сред. Непосредственный пробой в жидкости требует применения высоковольтной аппаратуры, а при создании плазмы в газе у границы раздела фаз газ – жидкость эффективность влияния на растворенные в жидкости вещества лимитируется скоростью межфазного обмена.

 

В связи с этим актуальны задачи:

— повышения эффективности (в том числе, уменьшения энергоемкости) плазменных методов при обработке сточных промышленных и бытовых вод;

— обеспечения  химических и биологических показателей, позволяющих производить  сброс очищенной воды в водоемы в соответствии требованиями действующих санитарных норм.

 

Для решения этих задач предлагается применять электрический пробой в барботированной воздухом загрязненной жидкости при высоких (до 70–95 %) значениях газосодержания и размере дисперсной фазы менее миллиметра.

 

Такой подход позволяет использовать эффекты снижения напряжения пробоя до величин, меньших напряжения пробоя в воздухе, реализовать большой межфазный обмен благодаря высокой удельной площади раздела фаз.  В этом случае разряд горит в паровом слое на площади раздела фаз,  что позволяет достичь высокой эффективности обработки загрязненной (даже непрозрачной) среды за счет большой поверхности, где имеется плазма. Кроме того, доведение в плазменном реакторе объемного газосодержания до 95 % при содержании органических отходов в воде 10–30 % и выше дает возможность окислять их кислородом воздуха. Плазма используется лишь для поддержки окисления, поскольку самостоятельно такая смесь не горит.

 

По сравнению с другими плазменными методами энергозатраты резко снижаются. Более того, отходы с содержанием органических веществ ~ 20 % и выше могут служить низкокалорийным топливом.

 

Благодаря разработанным техническим решениям предложенный плазменный метод и устройства на его основе  становятся конкурентоспособными по сравнению с известными технологиями обработки жидкостей, загрязненных органическими веществами.

 

 Microbubble Method of Industrial Wastewater Treatment

 

Son K. E., Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University), Moscow, Russia

  

It is proposed to use the electrical breakdown in air bubbled wastewater with the high gas content (up to 70–95 %) and the size of dispersed phase less than 1 mm.