Очистка газовоздушных смесей от дурнопахнущих веществ в системах водоотведения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Исраилов Руслан Васильевич

• Исраилов Руслан Васильевич
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Исраилов Руслан Васильевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 СЕРОВОДОРОД В ВЕНТЕЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСАХ. ПРОИСХОЖДЕНИЕ, СВОЙСТВА, МЕТОДЫ УДАЛЕНИЯ

1.1 Свойства сероводорода

1.2 Источники поступления сероводорода в атмосферный воздух

1.3 Методы удаления сероводорода из газовоздушных сред

1.3.1 Физико-химические методы

1.3.2 Комбинированные методы

1.3.3 Биологический метод очистки воздуха от сероводорода

1.3.4 Окислительный метод очистки воздуха от сероводорода

1.4 Цель исследований и постановка задач

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Глава 2 МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

2.1 Предмет исследований

2.2 Объект исследований

2.3. Схемы экспериментальных установок

2.4.1 Определение основных технологических параметров абсорбера

2.4.1.1 Определение массы поглощаемого вещества и расхода поглотителя

2.4.1.2 Расчет скорости газа и диаметра абсорбера

2.4.2 Определение основных технологических параметров электролизёра

2.4.2.1 Определение вида анодного покрытия и выхода хлора по току при электролизе поглотительного раствора

2.4.2.2 Экспериментальная установка для определения вида анодного покрытия и выхода хлора по току при электролизе поглотительного раствора

2.4.2.3 Определение концентрации активного хлора в растворе гипохлорита натрия

2.4.2.4 Определение количества продуктов, выделяющихся в

газообразную фазу при электролизе

2.4.3 Порядок выполнения исследований на лабораторной установке

очистки газовоздушных смесей от сероводорода

2.5 Принятые критерии эффективности очистки газовоздушной смеси от сероводорода

2.6 Погрешности измерений

2.7 Методика статистической обработки экспериментальных данных

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Результаты определения основных технологических параметров электролиза хлоридного раствора абсорбента

3.1.1 Результаты гальваностатического получения гипохлорита натрия с химическим анализом продукта

3.1.2 Результаты исследований количества и качественного состава газов, образующихся при электролизе хлоридного раствора абсорбента

3.2 Результаты определения основных технологических параметров абсорбера

3.2.1 Результаты однофакторных экспериментов на лабораторной установке очистки газовоздушных смесей от сероводорода

3.2.1.1 Влияние массы окислителя на остаточную массу СВ

3.2.1.2 Влияние соотношения расходов газовоздушной смеси и абсорбента

3.2.1.3 Влияние высоты загрузки абсорбера

3

3.2.2 Результаты исследований в режиме с циркуляцией поглотительного раствора

3.2.3 Результаты многофакторного эксперимента

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Глава 4 АНАЛИЗ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1 Основные закономерности сорбции сероводорода электролитическим гипохлоритом натрия

4.2 Влияние дозы окислителя на процесс сорбции сероводорода раствором электролитического гипохлорита натрия в противоточном абсорбере

4.3 Влияние вида анодного покрытия на восстановление концентрации гипохлорита натрия при электролизе поглотительного раствора

4.4 Статистическая обработка и анализ результатов многофакторного эксперимента

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

Глава 5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНИМОСТИ ТЕХНОЛОГИИ

5.1 Рекомендации к выбору технологии очистка газовоздушных смесей от дурнопахнущих веществ в системах водоотведения

5.2 Рекомендации по расчёту проточного электролизера

5.3 Технологическая схема очистки

5.4 Экономическое обоснование технологии очистка газовоздушных смесей от дурнопахнущих веществ в системах водоотведения

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Очистка газовоздушных смесей от дурнопахнущих веществ в системах водоотведения»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Существенный фактор отрицательного воздействия систем водоотведения на окружающую среду - это поступление в воздух дурнопахнущих веществ (ДПВ), основным компонентом которых (свыше 98,8 %) является сероводород (ЯД СВ) - вещество 2-го класса опасности, бесцветный газ с резким запахом «тухлых яиц», ощущаемый обонянием человека при концентрации от 0,007 мг/м3.

Кроме того, сероводород вступает в реакцию с парами воды, образуя серную кислоту, которая разрушает металлические и железобетонные конструкции. Наибольшему урону подвержены участки коллекторов, работающие неполным сечением, и открытые сооружения.

Ни одна из существующих технологий очистки газовоздушных смесей от сероводорода в системах водоотведения не получила широкого практического применения ввиду ряда общих существенных недостатков: высокая себестоимость очистки, сложность в эксплуатации, вторичное загрязнение окружающей среды выбросами продуктов окисления СВ.

Наиболее перспективным способом очистки газовоздушных смесей от сероводорода, отвечающим современным требованиям экологии и обладающим высокими технико-экономическим показателями, простым в эксплуатации и исключающим вторичное загрязнение окружающей среды, является метод абсорбции водной средой, содержащей окислитель в виде гипохлорит-иона, который в замкнутой системе может быть восполнен электрохимическим путём. Всё вышеизложенное и определяет актуальность диссертационной работы.

Диссертация выполнена в рамках научного направления ЮРГПУ (НПИ)

имени М.И. Платова «Технологии, сооружения и аппараты по очистке природных

и сточных вод» по теме № 2836 «Разработка научных основ повышения

экологической безопасности окружающей среды и эффективности управления

современными водохозяйственными инженерными системами» и при финансовой

поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках гранта

«Аспиранты» по теме «Исследование электрохимического окисления

6

сероводородсодержащих газовых смесей летучих углеводородов», договор № 20-33-90134.

Степень разработанности темы исследования. Общий подход к очистке газов приведен в работах Линевича С.Н., Майоровым В.А., Страуса В., Другова Ю.С., Смирнова А.Д., Никольского А.Е., Белова О.П., Швыдкого В.С., Алферовой Л.А., Асс Г.Ю., и др. Вопросы биологических методов очистки отражены в работах Винарова А.Ю., Быкова В.А., Смирнова В.Н., Соколова В.П. и др. Исследованиям применения физико-химических методов очистки газов посвящены работы Телякова Н. М., Борескова Г. К., Луговской И. Г, Гриценко А. И., Николаева В.Ю., Диденко В. Г. Сахабутдинова Р. З, Ануфриева А. А, Гарифуллина Р. М, Шаталова А. Н. и др. Вопрос окисления дурнопахнущих газов в том числе сероводорода гипохлорит-ионом рассматривался в работах российских ученных Фесенко Л. Н., Игнатенко С. И., Фомичёва В. Т. и зарубежных авторов Nil Carter C., Spelding C. W., Bernard D.

Объект исследования. Сероводородсодержащие газовоздушные смеси вентиляционных выбросов систем водоотведения.

Предмет исследования. Закономерности очистки газовоздушных смесей от сероводорода методом абсорбции водной средой, содержащей окислитель в виде гипохлорит-иона, получаемый электрохимическим путём в потоке хлоридсодержащего поглотительного раствора.

Цель работы. Научное обоснование, разработка и внедрение в природоохранную практику технологии обезвреживания сероводорода в парогазовых отходах очистки сточных вод.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- изучить природу происхождения дурнопахнущих веществ в газовоздушной смеси в системах водоотведения;

- выполнить анализ существующих методов обезвреживания сероводорода в парогазовых отходах очистки сточных вод;

- оценить возможность окисления сероводорода в газовоздушной смеси в противоточном абсорбере поглотительным раствором, содержащим окислитель -гипохлорит-ион;

- изучить влияние экспериментальных факторов на окисление растворенным в абсорбере хлором сероводорода в противоточном абсорбере и на их основе представить математическое уравнение, описывающее изучаемый процесс;

- определить влияние состава анодного покрытия на выход активного хлора при электролизе;

- выполнить оценку химического состава раствора абсорбента на различных этапах очистки газовоздушной смеси в циркуляционном режиме;

- обеспечить снижение концентрации дуропахнущих веществ, в т.ч. сероводорода, до нормативных значений (ПДК) с целью предотвращения коррозии оборудования и сооружений в системах водного хозяйства;

- разработать технологию очистки газовоздушных смесей от дурнопахнущих веществ, включающих сероводород, в системах водоотведения методом абсорбции водной средой, содержащей окислитель - гипохлорит-ион, получаемый электрохимическим путём, и провести сравнительную экономическую оценку с применяемыми на практике.

Научная новизна:

- разработан способ очистки газовоздушной смеси дурнопахнущих веществ в основном от сероводорода путём окисления гипохлорит-ионом, получаемым электрохимически в поглотительном растворе противоточного абсорбера, позволяющий существенно снизить стоимость процесса очистки газовоздушной смеси;

- установлены основные факторы, влияющие на эффект очистки вентиляционных выбросов от сероводорода, к ним относятся: концентрации окислителя в абсорбенте, высота загрузки абсорбера, соотношение расходов газовоздушной смеси и абсорбента, которые легли в основу полинома первой степени. Впервые установлено, что продуктом деструкции дурно-пахнущих веществ в абсорбере

является при недостатке окислителя молекулярная сера, а при избытке - серная кислота, в результате окисления сероводорода. Полученные факторы позволяют рассчитать необходимые параметры и повысить эффективность и качество процесса, по сравнению с аналогичными способами очистки газовоздушной смеси;

- определено влияние материла анодного покрытия электролизёра на выход активного хлора при электролизе для выбора оптимального режима окисления сероводорода с использованием оксидов металлов платиновой группы: иридий, рутений. Рекомендовано использовать окисно-рутениевых титановых анодов состава ОИРТА 50/50, что позволит при сравнении с принятыми на практике методами достигнуть снижение затрат на 57,0 % при расходе обрабатываемого воздуха 6 000 м3/ч, при содержании сероводорода в парогазовой смеси 10 мг/м3.

Теоретическая и практическая значимость работы:

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность абсорбции сероводорода водной средой, содержащей окислитель - гипохлорит-ион, получаемый электрохимическим путём в потоке поглотительного раствора, в противоточном абсорбере;

- изучена и подтверждена зависимость изменения эффекта очистки газовоздушной смеси от СВ от основных технологических параметров процесса;

- изложены положения, описывающие влияние основных технологических параметров окисления сероводорода на эффект очистки газовоздушной смеси;

- раскрыты существенные различия качественного состава продуктов в абсорбенте в зависимости от условий проведения процесса;

- разработана и подтверждена на практике технология очистки газовоздушных смесей от сероводорода в противоточном абсорбере с многократным применением поглотительного раствора, позволяющая снизить негативное воздействия систем водоотведения на окружающую среду;

- на основании сравнения с известными и применяемыми на практике технологиями доказана экономическая эффективность использования предлагаемого метода;

- даны рекомендации по выбору технологической схемы очистки газовоздушных смесей от сероводорода с учётом его концентрации в системах водоотведения, имеющие значения для выбора технологии для конкретного потребителя;

- разработанная технология внедрена ООО «Проектный научно-исследовательский институт водоснабжения и водоотведения» (г. Ростов-на-Дону) в проект: «Реконструкция ОСК г. Аксая в п. Ковалевка Аксайского района», в виде производственной установки производительностью 4 000 м3/ч по очищаемому воздуху с исходной концентрацией сероводорода 1,25 мг/м3.

Методология и методы исследования. Для достижения поставленных целей проводились теоретические и эмпирические исследования на модельной газовоздушной смеси в лабораторных условиях согласно установленным методикам. Основой экспериментального этапа стали теоретические принципы аналитической химии и исследования физико-химических характеристик растворов поглотителей, проведённые с использованием унифицированных методов фотометрии и качественного, а также количественного анализа. Анализ полученных экспериментальных данных осуществлялся с помощью компьютерных программ, таких как «MS Excel», «STATISTICA 10» и «MathCad».

Положения, выносимые на защиту:

- научное обоснование применения метода абсорбции сероводорода водной средой, содержащей окислитель - гипохлорит-ион, получаемый электрохимическим путём в потоке многократно используемого поглотительного раствора, в противоточном абсорбере для очистки газовоздушных смесей в системах водоотведения;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований влияния различных факторов в том числе природы анодного покрытия на эффективность очистки газовоздушных смесей от сероводорода с использованием предлагаемого метода;

- рекомендации по применению метода абсорбции сероводорода водной средой, содержащей окислитель - гипохлорит-ион, получаемый электрохимическим путём

в потоке многократно используемого поглотительного раствора, в противоточном абсорбере для очистки газовоздушных смесей в системах водоотведения;

- технологическая схема очистки газовоздушных смесей в системах водоотведения методом абсорбции сероводорода водной средой, содержащей окислитель - гипохлорит-ион, получаемый электрохимическим путём в потоке многократно используемого поглотительного раствора, и области его применения;

- результаты технико-экономической оценки разработанной технологии.

Степень достоверности результатов исследования обеспечивается использованием современных методик сбора и обработки исходной информации, применением современных общепринятых методик экспериментальных исследований и химических анализов, а также использованием сертифицированного оборудования и приборов, обладающих требуемой точностью. Показана воспроизводимость результатов исследования в лабораторных и производственных условиях.

Апробация результатов исследования. Основные положения, изложенные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях ЮРГПУ(НПИ) (г. Новочеркасск, 2016-2023 гг.), «ТЕХНОВОД» (г. Москва, г. Кисловодск, 2021,2023 гг.), «Яковлевские чтения» (НИУ МГСУ, г. Москва, 2023 гг.), «Традиции и инновации в строительстве и архитектуре» (ФГБОУ ВО СамГТУ, г. Самара, 2021-2023 гг.).

Личный вклад автора состоит в разработке и формировании экспериментальной базы, а также в методах проведения исследовательской работы, осуществлении научных исследований, обработке и систематизации полученных данных, а также их апробации. Кроме того, проведены технико-экономические расчёты и подготовлены ключевые публикации по итогам проделанной работы.

Область исследования соответствует требованиям паспорта научной специальности 2.1.4. «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов» пункту 4 - «Методы обработки илов, осадков и жидких концентратов сточных и природных вод, обезвреживания парогазовых отходов

очистки сточных вод, конструкции используемых сооружений, установок, аппаратов и механизмов».

Реализация результатов работы. Разработанная технология очистки газовоздушных смесей от сероводорода использована ООО «ПНИИВиВ» в проектной документации закрытых очистных сооружений канализации в п. Ковалевка Аксайского района Ростовской области; успешно применяется ООО НПП «ЭКОФЕС» при разработке и производстве блочно-модульных станций «ОВДУГ» очистки газовоздушных смесей в системах водоотведения, а также внедрены в учебный процесс кафедры «Водное хозяйство, инженерные сети и защита окружающей среды» в виде лабораторной установки.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ общим объёмом 4,898 п.л. (вклад соискателя - 2,417 п.л.), в том числе 2 - в журналах, включённых в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание учёной степени кандидата наук, патент РФ на изобретение - 1.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, заключения, списка литературы и приложений. Работа представлена на 144 страницах, включая 49 рисунок, 24 таблиц и 4 приложения, содержит 133 наименования источников литературы.

Глава 1 СЕРОВОДОРОД В ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСАХ.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ, СВОЙСТВА, МЕТОДЫ УДАЛЕНИЯ

Дурнопахнущие вещества являются существенным фактором отрицательного воздействия систем водоотведения на окружающую среду. В частности, сероводород, на долю которого по массе приходится свыше 98,8 % (таблица 1.1), токсичен и приводит к разрушению металлических, бетонных и железобетонных конструкций и различных систем и коммуникаций. Наряду с СВ, в газовоздушной смеси присутствует незначительное количество этилмеркаптана, также оказывающего негативное воздействие на окружающую среду [81,68].

Таблица 1.1 - Дурнопахнущие вещества в газовоздушной смеси систем водоотведения

ДПВ ПДК рз., мг/м3 ПДК н.м., мг/м3 Класс опасности Влияние на строительные конструкции Концентрация, мг/м3

1 2 3 4 5 6

Азота диоксид 5 2 2 агрессивное 0,054-0,365

Аммиак 20 2 4 неагрессивное 0,004-0,25

Ацетальдегид 5 0,01 4 неагрессивное 0,0037- 0,0073

Сероводород 10 0,008 2 агрессивное 10-60

Этилмеркаптан 1 5 х 10-5 3 слабоагрессивное 0,15 х 10-5 -0,085

Наряду с технической проблемой остро стоит вопрос воздействия сооружений канализации в черте жилых районов селитебной территории [113].

Учитывая низкие пороги ПДК по дурнопахнущим веществам, вентиляционные выбросы систем водоотведения подлежат выпуску в атмосферу только после их очистки.

Сероводород (ЯД СВ, сернистый водород, сульфид водорода,

дигидросульфид) - бинарное химическое соединение водорода и серы, бесцветный

газ с резким неприятным запахом - дурнопахнущее вещество (ДПВ). Долгое

нахождение на объектах с высоким содержанием СВ в воздухе приводит к

параличу обонятельного нерва, после чего запах сероводорода перестает

ощущаться, что может привести к опасности для здоровья и жизни человека.

Сероводород воздействует на центральную нервную систему и на окислительные

13

процессы организма, снижая способность крови насыщаться кислородом [40, 106]. Симптомы острого отравления сероводородом (таблица 1.2): головная боль, отдышка, рвота, жжение и боль в горле, тахикардия и судороги. Симптомы хронического отравления: сильные колебания настроение, сонливость, усталость, бессонница и нарушение привычного поведения.

Таблица 1.2 - Симптомы отравления сероводородом

Концентрация сероводорода в воздухе, мг/м3 Симптомы отравления

От 0,008 до 0,130 включ. Головокружение, чувство беспокойства, потеря обоняние, утомляемость

Св. 0,13 до 1,50 включ. Ухудшение психического состояния, депрессия

» 1,5 » 70,0 » Ухудшение зрения

»70 »700 » Деменция, потеря сна, сбои сердечного ритма, рвота, сильный кашель

Св. 700 Потеря сознание, смерть

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует устанавливать значение концентрации сероводорода в воздухе, при которой возникают первые обратимые от его воздействия симптомы отравления (раздражение глаз), равную величине в 18,75 раз большую чем порог запаха, т.е. 0,15 мг/м3, а для чувствительных групп населения (астматиков и аллергиков) в 350 раз большую чем порог запаха, т.е. 2,8 мг/м3 [8, 4].

Сероводород в газообразном виде высоко токсичен и ядовит, что объясняется способностью гидросульфида с помощью гемовой группы взаимодействовать с железом гемоглобина, что приводит к образованию сульфгемоглобина ^и11НЬ) [11], окраска крови при этом изменяется до черно-зеленой, что приводит к удушью. Негативные обратимые последствия отравления у человека снимаются вдыханием чистого воздуха [4,62].

Опасность сероводорода помимо воздействия на организм человека, заключается в высоких коррозионных свойствах по отношению к строительным конструкциям. Реакция сероводорода с железом в составе сплавов металлов в присутствии воды приводит к преобразованию железа в сульфид железа и

выделению атомарного водорода, который проникая в металл растрескивание [130].

вызывает его

1.1 Свойства сероводорода

Сероводород мало растворим в воде (Ка = 6,9х10-7; р Ка = 6,89 ), форма молекулы изогнута и полярна (р = 0,102 Д, 92°) (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Форма молекулы сероводорода

При нормальных условиях сероводород - бесцветный газ тяжелее воздуха, сжижается при -60,33°С и затвердевает при -82,9 °С, вследствие этого он концентрируется в нижних слоях атмосферы в районе выделения и медленно мигрирует в верхние слои.

СВ является сильным восстановителем, окислительно-востановительные потенциалы:

5 + 2е- ^ Б2-(Ек = -0,444В);

5 + 2Н+ + 2е- ^ Н2Б(Ек = 0,1445).

1.2 Источники поступления сероводорода в атмосферный воздух

Источниками сероводорода в атмосферном воздухе могут быть природные и промышленные объекты (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Источники поступления сероводорода в атмосферный воздух

Природными источниками сероводорода часто выступают моря и океаны. К примеру, Черное море - это резервуар сероводорода объёмом 555 000 км3, где на глубине свыше 200 метров водообмен заканчивается, в этих слоях вода безжизненна из-за отсутствия кислорода. Эмиссия сероводорода с этих глубин невелика в связи с чем он накапливается в глубинных водах [1, 20]. Однако, исследования возможности применения данной водогазовоздушной смеси в качестве источника энергии приводит к периодическим выбросам сероводорода в атмосферу [30].

Антропогенные источники. В нефтегазоносных бассейнах мира выявлено около 33 тысяч газосодержащих месторождений углеводородов, из ни 1,2 % содержат сероводородсодержащий газ с концентрацией по И2Б 10-20 мг/дм3, в

редких случаях до 250 мг/дм3. Процессы появлении сероводородсодержащего газа принято делить на две группы: сульфатно-биохимический и сероорганически-термохимический [85, 62]. На предприятиях добычи нефти и газа используют специальные системы очистки воздуха [66].

Сероводород образуется на всех этапах, начиная от системы приёма и транспортировки сочных вод и заканчивая канализационными очистными сооружениями (рисунок 1.3) [6]. Учитывая тот факт, что сооружения канализации (коллекторы, вентиляционные шахты, насосные станции) находятся непосредственно в черте жилой зоны или находятся вблизи неё, то выбросы сероводорода значительно снижают качество жизни населения [16, 12].

Процесс образования сероводорода в сточных водах принято условно разделять на три этапа.

I этап (рисунок 1.3, схема 1) - брожение выпавшего в коммуникациях и сооружениях органического осадка с выделением газов: метана, углекислого газа и сероводорода:

СН3СООН ^ СН4 + С02;

СН3ОН + Н2^ СН4 + Н20;

СН35Н + Н2^ СН4 + Н2Б;

С02 + 4Я2 ^ СН4 + 2Н20.

II этап (рисунок 1.3, схема 2) - образование сероводорода в анаэробных условиях в биопленке в затопленной части сооружений и коммуникаций в результате диссимиляционной сульфатредукции сульфатредуцирующими бактериями:

4Я2 + Б02- + 2Н+ ^ Н2Б + Н20.

Водород в основном выделяется при анаэробной переработке биомассы целлюлозы [39].

III этап (рисунок 1.3, схема 3) - выделение сероводорода из биопленки в

подсводном пространстве при работе сооружений в незатопленном виде и

коммуникаций неполным сечением. В воздушном пространстве над поверхностью

сточной воды происходит растворение сероводорода и углекислого газа в

17

конденсационной биопленке, где на её поверхности в присутствии кислорода происходит образование растворимых в воде солей и выщелачивание из бетона сульфата кальция (извести) в следствии химических реакций:

2Н2Б + 02 ^ 25 + 2Н20, 25 + 302 + 2Н20^ 2Н2Б04, Са(0Н)2+Н2504 ^ СаБ04 + 2Н20.

Рисунок 1.3 - Механизм образования сероводорода в сооружениях и коммуникациях канализации

Образующийся сернокислый кальций представляет собой сметанообразную массу и вымывается потоком жидкости при изменении наполнения сооружений и коммуникаций. При увеличении слоя отложений в подсводном пространстве и снижении концентрации кислорода в толще биопленки начинаются процессы

диссимиляционной сульфатредукции сульфатредуцирующими бактериями с образованием сероводорода.

Данные, полученные при изучении воздушной среды канализационных насосных станций и камер гашения напора, свидетельствуют о том, что содержание H2S в выбрасываемом в атмосферу воздухе составляет до 60 мг/м3 (зарегистрированные несколько пиков до 350 мг/м3 не учитываются ввиду редкости зарегистрированных значений) [68, 32].

1.3 Методы удаления сероводорода из газовоздушных сред

Практика эксплуатации систем и сооружений объектов водоотведения показывает, что они подвержены быстрому износу, что обусловлена реакцией сероводорода с парами воды, в следствии которой образуется серная кислота, разрушающая металлические, бетонные и железобетонные конструкции. Наибольшему урону подвержены участки коллекторов, работающие неполным сечением, и открытые сооружения.

В результате многолетних исследований и поиску новых методов и технологий удаления сероводорода из газовоздушных сред накоплена и сформирована широкая теоретическая и практическая база. Общий подход к очистке газов приведен в работах Линевича С.Н., Майоровым В.А., Страуса В., Другова Ю.С., Смирнова А.Д., Никольского А.Е., Белова О.П., Швыдкого В.С., Алферовой Л.А., Асс Г.Ю., и др. Вопросы биологических методов очистки отражены в работах Винарова А.Ю., Быкова В.А., Смирнова В.Н., Соколова В.П. и др. Исследованиям применения физико-химических методов очистки газов посвящены работы Телякова Н.М., Борескова Г.К., Луговской И.Г, Гриценко А. И., Николаева В.Ю., Диденко В. Г. Сахабутдинова Р.З, Ануфриева А.А, Гарифуллина Р.М, Шаталова А.Н. и др. Вопрос окисления дурнопахнущих газов в том числе сероводорода гипохлорит-ионом рассматривался в работах российских ученных Фесенко Л.Н., Игнатенко С.И., Фомичёва В.Т. и зарубежных авторов Nil Carter C., Spelding C. W., Bernard D.

Способы удаления сероводорода из газовоздушных сред классифицируются на две основные группы: биологические и физико-химические (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 - Методы очистки вентиляционных выбросов от сероводорода Наибольшее распространение получили физико-химические методы, т.к. они допускают практически любую исходную концентрацию СВ в вентиляционных выбросах, а также том факт, что резкое изменение содержания сероводорода в меньшей степени влияет на эффективность его удаления из газовоздушной среды.

1.3.1 Физико-химические методы Физико-химические методы это общее название для множество методов, основные из которых: окислительные, каталитические, сорбционные и методы, комбинирующие в себе несколько технологий.

Методы физической абсорбции основаны на улавливании сероводорода из воздуха различными абсорбентами. Характеристики абсорбентов, нашедших применение в практике газоочистки, представлены в таблица 1.3. [33,88]

Несмотря на высокую эффективность представленных методов физической абсорбции их недостатками являются: необходимость поддержания температуры очищаемой газовоздушной среды не менее 20 °С и высокие затраты на приобретение абсорбентов, регенерация которых технологически невозможна.

Таблица 1.3 Характеристика абсорбентов

№ п/п Абсорбент Емкость поглотителя, моль/моль Концентрация поглотителя в растворе Температура абсорбции, °С Степень абсорбции, %

% г/дм3

1 2 3 4 5 6 7

1 Мышьяково-содовый (окситиомышьяково-натриевая соль) 1/1 17,38 20-45 92-98

2 Мышьяково-содовый (окситиомышьяково-натриевая соль) 3/1 1618 35-50 94-99

3 Этаноламины 1/2 1015 20-50 96-98

4 Содовый - 15-18 - 40 90

5 Аммиачный раствор 1/1 5-15 2 20-30 85-90

6 Цианамид кальция 3/1 150200 30-45 98-99

7 Раствор соды и сульфата никеля 15-25 30-40 95-97

8 Раствор фосфата калия 1/1 40-50 - 20-40 92-97

9 Нормальный метил- 2-пирролидон 26-40 96-98

Вакуум-корбонатный метод основан на разработанном 1920 г. в Америке «Сиборд-процессе», дополненном вакуумной установкой на стадии регенерации

сероводорода фирмой «Коппес» в 1938 г. [83]. СВ поглощается из воздуха карбонатными растворами натрия или калия:

Na2C03 + H2S ^ NaHS + NaHC03; с последующей регенерация раствора поглотителя:

NaHS + 0,502 ^ NaOH + Si; NaOH + NaHC03 ^ Na2C03 + H20.

Получение в результате «Сиборд-процесса» концентрированного гидросульфидного раствора является достоинством данной технологии. Однако, данный метод достаточно затратный [53,117].

Фосфатный метод разработан фирмой «Shell Development» и основан на поглощении сероводорода 40-процентным раствором трикалийфосфата:

К2Р03 + H2S ^ KHS + К2НР04.

Существенным недостатком данного метода является необходимость проведения процесса при температуре свыше 40 °С и достижение минимального содержания сероводорода после очистки газовоздушной смеси свыше 1,5 г/м3 [80, 125].

Мъшъяково-щелочные методы в зависимости от поглотителя разделяются на мышьяково-содовый и мышьяково-аммиачный. В общем виде сероводород поглощают солью пятивалентного мышьяка [125]:

Na4As2S502 + H2S ^ Na4As2S60 + Н20; после чего регенерируют раствор:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Исраилов Руслан Васильевич, 2025 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. A sulfur budget for the Black Sea anoxic zone / I. N. Neretin, I. I. Volkov, M. E. Bottcher [et al] // Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. -2001. - Vol. 48. - P. 2569 - 2593.

2. Canela C. Gasphase destruction of H2S using TiO2/UV-VIS / C. Canela, R. M. Alberici, W. F. Jardim // Journal of Photochemistry and Photobiology A : Chemistry. - 1998. - № 112. - P. 73-80.

3. Emergency Planning and Community Right-To-Know Act of 1986 (42 U.S.C. 11001 et seq.), (also known as Superfund Amendments and Reauthorization Act of 1986, Title III). - USA : U.S. Government Publishing Office, 1986.

4. Hirsch A. R. Long-term effects on the olfactory system of exposure to hydrogen sulphide / A. R. Hirsch, G. Zavala // Occup Environ Med. - 1999. - Vol. 56(4). -P. 284-7. DOI : 10.1136/oem.56.4.284.

5. Hunter P. H. Control of Volatile Organic Compound Emissions : Conventional and Emerging Technologies / P. H. Hunter, S. T. Oyama. - New York : John Wiley & Sons, 2000. - 279 p.

6. Hvitved-Jacobsen Т. Sewer processes. Microbial and Chemical Process Engineering of Sewer Networks / T. Hvitved-Jacobsen, J. Vollertsen, A. H. - Miami : Taylor & Francis Group, LLC, 2013. - 399 р.

7. Kitayama J. Effect of Discharge Gap Width and Gas Pressure on Ozone Generation characteristics of Aiz-Fed Ozone Generator / J. Kitayama // 13 Ozone World Congress, 1977. - Vol. 2. - P. 126-130.

8. Klemens А.К., Hintenberg H., Hofer H. Ztschr. // Elektrochem. - 1937. - Bd. 43. - S. 708.

9. Ma H. H2S and NH3 removal by silent discharge plasma and ozone combosystem / H. Ma, P. Chen, R. Ruan // Plasma Chemystry and Plasma Processing. - 2001. - Vol. 21, No. 4. - P. 611-624.

10. Makhmudov M. Absorption and adsorption methods for natural gas purification from hydrogen sulfide and mercaptans / M. Makhmudov, S. Azimov //

Universum: технические науки. - 2022. - № 9-5(102). - P. 62-64.

125

11. McCutcheon A. D. Sulphaemoglobinaemia and glutathione / A. D. McCutcheon, M. D. Melb, E. H. Flack // Lancet. - 1960. - Vol. 276(7144). - P. 240-242. DOI: 10.1016/S0140- 6736(60)91429-X.

12. Modeling Odors and Hydrogen Sulfide in the Sewers of San Francisco / J. Vollertsen, N. Revilla, T. Hvitved-Jacobsen [et al] // Proceedings of the Water Environment Federation. - 2014. - Vol. 2014. - P. 1-11.

13. Naydenov A. Complete oxidation of benzene on manganese dioxide by ozone / A. Naydenov, D. Mehandjiev // Applied Catalysis A: General. - Vol. 17. Is. 1. -P. 17-22.

14. Oyama S. T. A Comparative Study of Ethanol Oxidation with ozone on supported molybdenum and manganese oxide catalysts / S. T. Oyama, W. Li, W. Zhang // Studies in surface science and catalysis. - 1999. - Vol. 121. - P. 105-110.

15. Peacock D. G. Chemical Engineering / D. G. Peacock, J. F. Richardson. - 3rd Edition. - Vol. 3 : Chemical and Biochemical Reactors & Process Control (Chemical Engineering Technical Series). - United Kingdom, Oxford, 2012. - 778 p.

16. Sivret Е. Sewer odour abatement monitoring - An Australian survey / E. Sivret, R. Stuetz // Water science and technology. - 2012. - Vol. 66, Is. 8. - P. 1716-1721.

17. Авторское свидетельство № 150436 A1 СССР, МПК B01D 53/52, B01D 53/73. Комплексный способ очистки вентиляционного воздуха от сероводорода и промстоков от вредных примесей в производстве корда / Агранохик Е. З., Барочина Б. Я., Голянд С. М. - № 668404/23 ; заявл. 30.05.1960 ; опубл. 26.09.1962

18. Авторское свидетельство № 1709900 СССР, МПК B01J 23/86, C01B 17/04. Способ извлечения серы из сероводородсодержащих газов / Ян Адольф Лагас Йоханнес Борсбом, Х. Б. Питер, В. Г. Джон ; заявитель ВЕГ-Газинститут Н.В. (фирма), Компримо Б.В. (фирма). - № 4202432 ; заявл. 16.04.1987 ; опубл. 30.01.1992

19. Адлер Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Марков, Ю. В. Грановский. - Москва : Наука, 1976. -156 с.

20. Альтернативная сероводородная энергетика черного моря. Состояние, проблемы и перспективы. Часть I / И. М. Неклюдов, Б. В. Борц, О. В. Полевич [и др.] // Альтернативная энергетика и экология. - 2006. - № 12. - С. 23-30.

21. Аналитическая химия. В 3 т. Т. 2. Инструментальные методы анализа. Часть 1 / Под ред. проф. А. А. Ищенко. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2019. — 472 с. — ISBN 978-5-9221-1866-8 (Т. 2)

22. Ахмадуллина А. Г. Очистка пластовых вод от сероводорода окислением кислородом воздуха в присутствии гетерогенного катализатора / А. Г. Ахмадуллина, Р. П. Кочеткова, Л. И. Шпилевская // Журнал прикладной химии. - 1985. - Т. 58, № 4. - С. 916-920.

23. Ахназарова С. Л. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии : учебное пособие для химико-технологических вузов / С. Л. Ахназарова, В. В. Сафаров. - Москва : Высшая школа, 1978. - 319 с.

24. Бабаев А. А. Ресурсосберегающие технологии электрохимической очистки вод от сероводорода : специальность 11.00.11 : диссертация ... кандидата технических наук / Бабаев Азаддин Азизага оглы. - Новочеркасск, 1999. - 148 с.

25. Беляев И. А. Особенности применения блок-контейнеров электротехнического оборудования для электроснабжения различных объектов северных территорий РФ / И. А. Беляев // Актуальные научные исследования в современном мире. - 2020. - № 7-2(63). - С. 46-49.

26. Бетонные и железобетонные конструкции монолитные : ФЕР-2001-06 : сборник № 6. - Москва, 2019

27. Бобылёв В. Н. Физические свойства наиболее известных химических веществ : справочное пособие / В. Н. Бобылёв. - РХТУ им. Д. И. Менделеева. -Москва, 2003. - 24 с.

28. Боголюбов В. М. Общая физиотерапия : учебник / В. М. Боголюбов, Г. Н. Пономаренко. - Москва ; Санкт-Петербург : ИНТФ "Стройлеспечать". - 1998. - 480 с.

29. Богомолов М. В. Методы удаления запахов в системах транспортировки и очистки сточных вод / М. В. Богомолов, Ф. В. Кармазинов, С. В. Костюченко // Водоснабжение и санитарная техника. - 2016. - № 7. - С. 33-42.

30. Бондаренко Г. Н. Проблема извлечения сероводорода из глубинных вод Черного моря / Г. Н. Бондаренко, И. Л. Колябина, О. В. Маринич // Геология и полезные ископаемые мирового океана. - 2009. - № 2. - С. 92-97.

31. Буравлёв А. Эконометрика : учебное пособие / А. Буравлёв. - Москва : Бином, 2012. - 166 с.

32. Габибов Р. А. Процесс образования сероводорода в канализации и последствия его выделения в окружающую среду / Р. А. Габибов, А. М. Телятникова // Молодой ученый. - 2020. - № 21 (311). - С. 463-465.

33. Гавриков М. А. Очистка сточных вод от изопропанола и сульфидов / М. А. Гавриков // Химическая промышленность. - 1976. - № 2. - С. 29-30.

34. Гладилин А. В. Эконометрика / А. В. Гладилин, А. Н. Герасимов, Е. И. Громов. - Москва : Феникс, 2011. - 304 с.

35. Глущенко Е. С. Анализ эффективности очистки воздуха с очистных сооружений канализации сорбционными методами / Е. С. Глущенко, А. А. Кадысева // Вестник евразийской науки. - 2022. - Т. 14. - № 6. - URL : https://esj.today/PDF/01SAVN622.pdf.

36. ГОСТ Р 58785-2019 Качество воды. Оценка стоимости жизненного цикла для эффективной работы систем и сооружений водоснабжения и водоотведения (с Изменением № 1). - Введ. 2019-12-29. - Москва : Стандартинформ, 2020. - 16 с.

37. Государственные сметные нормативы. Федеральные единичные расценки на строительные и специальные строительные работы. Часть 9. Строительные металлические конструкции (с Изменениями от 27.02.2010, от 13.07.2011, от 08.11.2011) : ФЕР 81-02-09-2001. - Москва. - 36 с.

38. Гурский Д. Вычисления в MATHCAD 12 / Д. Гурский, Е. Турбина. -Санкт-Петербург : Питер, 2006. - 544 с.

39. Гусев М. В. Микробиология / М. В. Гусев, Л. А. Минеева. - Москва : Издательство МГУ, 2004. - 448 с.

40. Давыдова С. Л. Нефть как топливный ресурс и загрязнитель окружающей среды [Электронный ресурс] / С. Л. Давыдова, В. И. Тагасов. - Москва : Изд-во РУДН, 2004. - URL: http://bibHofond.ru/view.aspx?id=117804 (дата обращения: 17.10.2020).

41. Джонсон Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке : методы обработки данных ; перевод с английского / Н. Джонсон, Ф. Лион. -Москва : Мир, 1980. - 610 с.

42. Дубров А. М. Обработка статистических данных методом главных компонент / А. М. Дубров. - Москва : Статистика, 1978. - 164 с.

43. Заявка 2010135591 Российская Федерация, МПК B01D39/02, B01J20/06. Фильтрующий материал для очистки воды от железа, марганца и сероводорода и способ его получения / Губайдулина Т. А., Каминская О. В., Апкарьян А. С. ; заявитель Учреждение РАН Ин-т физики прочности и материаловедения Сиб. от-ния ВАН (ИФПМ СО РАН). - № 2010135591/05 ; заявл. 25.08.10 ; опубл. 27.02.12.

44. Земляные работы (с учетом изменений и дополнений) : ФЕР-2001-01: сборник № 1. - Москва : Госстрой России, 2001. - 116 с.

45. Золотова Е. Ф. Очистка воды от железа, марганца, фтора и сероводорода / Е.Ф. Золотова, Г.Ю. Асс. - Москва : Стройиздат, 1975. - 176 с.

46. Игнатенко С. И. Рациональные методы очистки сероводородных вод от молекулярной серы : специальность 05.23.04 «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов» : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Игнатенко Сергей Иванович ; Ленинградский институт инженеров ж.-д. транспорта им. В. Н. Образцова. - Ленинград, 1987. - 160 с.

47. Изучение мелких взвешенных частиц в атмосфере Волгограда / Дж. Швайс, Т. Вейн, Э. Ю. Безуглая [и др.] // Мониторинг загрязнения атмосферы в городах. - Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 1998. - Выпуск 549. - С. 32-45.

48. Исследование коррозионных и электрохимических свойств оксидных покрытий анодов для производства низкоконцентрированного гипохлорита натрия

/ И. В. Пчельников, С. И. Игнатенко, А. А. Бабаев [и др.] // Инженерный вестник Дона. - 2014. - № 1. - URL : ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2014/2242

49. К вопросу о контроле летучих загрязняющих соединений, формирующих запах, при деятельности канализационных очистных сооружений / Е. В. Зарицкая, П. А. Ганичев, А. Ю. Михеева [и др.] // Здоровье населения и среда обитания -ЗНиСО. - 2020. - № 10. - С. 52-55. DOI : 10.35627/2219-5238/2020-331-10-52-55

50. К вопросу очистки вентиляционных газовоздушных выбросов от сероводорода / Л. Н. Фесенко, А. Ю. Черкесов, Р. В. Исраилов [и др.] // Технологии очистки воды "ТЕХНОВОД-2021" : материалы XIII Международной научно-практической конференции, Сочи, Красная Поляна, 14-17 декабря 2021 г. / ЮжноРоссийский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова. - Новочеркасск : ООО "Лик", 2021. - С. 274-278.

51. Калинин В. А. Геодинамические эффекты физико-химических превращений в твердой среде / В. А. Калинин, М. В. Родкин, И. С. Томашевская / отв. ред. В. А. Магницкий ; АН СССР, Ин-т физики Земли им. О. Ю. Шмидта. -Москва : Наука, 1989. - 154 с.

52. Каратыщев И. В. Сравнение методов удаления запахов в системах транспортировки и очистки сточных вод / И. В. Каратыщев, И. Д. Кожухарь, Е. Р. Краснобай // Инновации. Наука. Образование. - 2021. - № 47. - С. 1730-1740.

53. Каталымов А. В. Переработка твердого топлива : учебное пособие для вузов / А. В. Каталымов, А. И. Кобяков. - Москва ; Калуга : МГУИЭ : Изд-во Н. Бочкаревой, 2003. - 248 с.

54. Кафаров В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии / В. В. Кафаров. - Москва : Химия, 1976. - 464 с.

55. Кацер Р. П. Исследование сорбции гидросульфид-иона на природных сорбентах / Р. П. Кацер, В. М. Ропот // Химия и технология воды. - 1986. - Т. 3, № 3. - С. 81-82.

56. Кашия В. Г. Экологически чистые методы освоения водородосодержащих компонентов черного моря / В. Г. Кашия // Альтернативная энергетика и экология. - 2004. - № 2. - С. 10.

57. Клюшенкова М. И. Защита окружающей среды от промышленных газовых выбросов : учебное пособие / М. И. Клюшенкова, А. В. Луканин. - Москва : МГУИЭ, 2012. - 144 с.

58. Кондакова Н. В. Канализационные очистные сооружения как источник эмиссии загрязняющих атмосферу веществ / Н. В. Кондакова, Н. С. Серпокрылов // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре. Строительство и строительные технологии : сборник статей 78-ой всероссийской научно-технической конференции, Самара, 19-23 апреля 2021 г. / под ред. М. В. Шувалова, А. А. Пищулева, А. К. Стрелкова. - Самара : Самарский государственный технический университет, 2021. - С. 631-636.

59. Кондакова Н. В. Очистные сооружения канализации как источник выделения воздушно-капельных загрязняющих веществ / Н. В. Кондакова // Эффективные технологии в области водоподготовки и очистки в системах водоснабжения и водоотведения : материалы I Всероссийской студенческой научно-практической конференции, Волгоград, 17-19 марта 2021 г. - Волгоград : Волгоградский государственный технический университет, 2021. - С. 37-40.

60. Коренман Я. И. Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых продуктов : в 4-х книгах / Я. И. Каренман. - 2-е изд. - Книга 3 : Электрохимические методы анализа. - Москва : КолосС, 2005. - 232 с.

61. Кочетков А. Ю. Катализаторы жидкофазного окисления сернистых соединений в сточных водах / А. Ю. Кочетков, Р. П. Кочеткова, С. А. Резников. - Водоочистка. - 2007. - № 7. - С. 13-20.

62. Кочкаров Ж. А. Химия в уравнениях реакций : учебное пособие / Ж. А. Кочкаров. - 4-е. изд. - Ростов-на-Дону : Феникс, 2017. - 331 с.

63. Кремер Н. Ш. Эконометрика / Н. Ш. Кремер, Б. А. Путко / под ред. Н.Ш. Кремера. - Москва : ЮНИТИ, 2010. - 328 с.

64. Крылов О. В. Гетрогенный катализ : учебное пособие для вузов / О. В. Крылов. - Москва : ИКЦ «Академкнига», 2004. - 679 с.

65. Кудрявцева И. Д. Возможности ускорения процессов электроосаждения

металлов из электролитов, содержащих коллоиды и тонкие взвеси их соединений,

131

разряжающихся на катоде / И. Д. Кудрявцева, В. Н. Селиванов, Ф. И. Кукоз // Электрохимия. - 1984. - Т. 20, № 1. - С. 63-68.

66. Лагутин В. В. Проблемы сероводородной и радиационной безопасности при разработке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений / В. В. Лагутин // Успехи современного естествознания. - 2005. - № 5. - С. 125.

67. Линевич С. Н. Комплексная обработка и рациональное использование сероводородсодержащих природных и сточных вод / С. Н. Линевич. - Москва : Стройиздат, 1987. - 88 с.

68. Лосева Я. П. Эффективность рассеивания испарений от резервуаров канализационных очистных сооружений города Владивостока / Я. П. Лосева, Я. В. Мищенко, С. М. Гриванова // Фундаментальные исследования. - 2013. - №2 117. - С. 1383-1388.

69. Лосева Я. П. Эффективность рассеивания испарений от резервуаров канализационных очистных сооружений города Владивостока / Я. П. Лосева, Я. В. Мищенко, С. М. Гриванова // Фундаментальные исследования. - 2013. - №2 117. - С. 1383-1388.

70. Львовский Е. И. Статистические методы построения эмпирических формул : учебное пособие / Е. И. Львовский. - Москва : Высшая школа, 1982. -224 с.

71. Мазгаров А. М. Технологии очистки попутного нефтяного газа от сероводорода : учебно-методическое пособие / А. М. Мазгаров, О. М. Корнетова. -Казань, 2015. - 70 с.

72. Макаров Е. Инженерные расчеты в Mathcad 15 : учебный курс / Е. Макаров. - Санкт-Петербург : Питер, 2011. - 400 с.

73. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования : официальное издание // Научные труды Международной академии науки, практики, организации производства. - Москва : Ин-т "Информэлектро", 1994. - 80 с.

74. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (вторая редакция) : официальное издание / В. В. Косов, В. Н. Ливщиц, А. Г. Шахназаров [и др.]. - Москва : ИЭ РАН «Экономика», 2000. - 421 с.

75. Морозов С. А. Особенности эксплуатации сверхмалых канализационных очистных сооружений северного исполнения с мембранной технологией / С. А. Морозов, Н. С. Серпокрылов // Градостроительство и архитектура. - 2022. - Т. 12, № 2(47). - С. 14-22. DOI 10.17673/10.17673/Vestnik.2022.02.03.

76. МУК 4.1.1255-4.1.1274-03 Измерение массовой концентрации химических веществ люминесцентными методами в объектах окружающей среды: сборник методических указаний : официальное издание / [Разраб.: Т.В. Юдина и др.]. - Москва : Минздрав России, 2003 (1-я Обр. тип.). - 271 с.

77. МУК 4.1.1269-03 Методы контроля. Химические факторы. Измерение массовой концентрации сероводорода флуориметрическим методом в воздухе рабочей зоны и атмосферном воздухе населенных мест : сборник методических указаний. - Москва : Минздрав России, 2003. - 272 с.

78. Мурин В. И. Технология переработки природного газа и конденсата : справочник : в 2 ч. / В. И. Мурин, Н. Н. Кисленко. - Москва : ООО "Недра-Бизнесцентр", 2002. - 517 с.

79. Некоторые особенности образования и накопления сероводорода в природном газе / Г. И. Амурский, Я. А. Берето, Э. С. Гончаров [и др.] // Основные проблемы развития сырьевой базы газовой промышленности СССР. - Москва : ВНИИГАЗ, 1981. - С. 60-68.

80. Общая химическая технология : учебник для химико-технических специальностей вузов : в 2 т. ; Т. 2 : Важнейшие химические производства / И. П. Мухленов, А. Я. Авербух, Д. А. Кузнецов [и др.]. - 4-е изд., перераб. и доп. / под ред. И. П. Мухленова. - Москва : Высшая школа, 1984. - 263 с.

81. Орлов В. А. Изучение процесса появления дурно пахнущих запахов в канализационных сетях и анализ средств их удаления / В. А. Орлов, А. В. Саймуллов, О. В. Мельник // Вестник МГСУ. - 2020. - Т. 15, Вып. 3. - С. 409431.

82. Очистка вентиляционных выбросов канализационных сооружений и насосных станций от сероводорода / Л. Н. Фесенко, А. Ю. Черкесов, Р. В. Исраилов [и др.] // Яковлевские чтения : сборник докладов XV Международной научно-технической конференции, посвященной памяти академика РАН С.В. Яковлева, Москва, 19 марта 2020 г. / М-во образования и науки Рос. Федерации, Нац. исследоват. Моск. гос. строит. ун-т. - Москва : Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2020. - С. 173-177.

83. Очистка выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух при производстве продукции (товаров), а также при проведении работ и оказании услуг на крупных предприятиях : ИТС 22—2016 : информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. - Москва : Бюро НДТ, 2016. - 198 с.

84. Очков В. Ф. МаШСАО 14 для студентов, инженеров и конструкторов / В. Ф. Очков. - Санкт-Петербург : БХВ-Петербург, 2007. - 368 с.

85. Патент № 2057577 С1 Российская Федерация, МПК В0Ш 53/52, В0и 2/06, В0Ы 27/224. Способ очистки газа от сероводорода, катализатор для очистки газа от сероводорода и способ его получения / Абаскулиев Д. А., Крейндель А. И., Гартман В Л. [и др.]. - № 5027399/26 ; заявл. 17.02.1992 ; опубл. 10.04.1996

86. Патент № 2081847 Российская Федерация, МПК6 С02F1/46. Устройство для очистки воды от сульфидов / Ханин А. Б., Глебов Н. А., Иванов А. Д. ; заявитель и патентообладатель Науч.-исслед. ин-т кожи. - № 5064691/25 ; заявл. 10.08.92 ; опубл. 20.06.97.

87. Патент № 2099292 Российская Федерация, МПК6 С02F1/74. Способ очистки сточных вод от сульфидов / Витковская Р. Ф., Панов В. П., Петров С. В., Терещенко Л. Я., Уханова Е. И. ; заявитель и патентообладатель Санкт-Петербургский гос. ун-т технологии и дизайна. - № 95117347/25 ; заявл. 12.10.95 ; опубл. 20.12.97.

88. Патент № 2202840 Великобритания С 02 F 1/74. Удаление сероводорода

из воды. - заявл. 05. 10. 1988 // Изобретения стран мира. - 1980. - № 10.

134

89. Патент № 2548974 С2 Российская Федерация, МПК В0Ю 53/14. Способ очистки углеводородных газовых смесей от сероводорода (варианты) / Остроухов С. Б., Поляков С. В., Фомичев В. Т., Чурикова В. И. - № 2012153089/05 ; заявл. 07.12.2012 ; опубл. 20.04.2015

90. Патент № 2727450 С1 Российская Федерация, МПК B64F 5/60, B64D 13/08. Мобильный комплекс аэродромно-технического обеспечения полетов летательных аппаратов / Казьмин И. А., Органов С. Н., Ряжских В. И. [и др.] ; заявитель Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж), Общество с ограниченной ответственностью "Завод специального машиностроения". - № 2019136561 ; заявл. 13.11.2019 ; опубл. 21.07.2020

91. Патент № 2740021 С2 Российская Федерация, МПК С01В 17/04, В0Ш 53/86. Установка очистки газа от сероводорода / Ионов В. И., Исмагилов Ф. Р., Курочкин А. В., Подшивалин А. В. ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью научно-исследовательский и проектный институт "ПЕГАЗ". -№ 2016144275 ; заявл. 10.11.2016 ; опубл. 30.12.2020

92. Патент № 2818437 С1 Российская Федерация, МПК В0Ш 53/14, С01В 17/04. Способ очистки вентиляционных выбросов от сероводорода / Исраилов Р. В., Пчельников И. В., Фесенко А. Л., Черкесов А. Ю., Щукин С. А.; заявитель Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие «ЭКОФЕС». - № 2023127694 ; заявл. 25.10.2023 ; опубл. 02.05.2024

93. Патент № 55-33955 Япония МПК С 02 F 1/74, С 01 В17/06, 17/62. Способ очистки сточных вод от сероводорода. - заявл. 03.09.1980 // Изобретения стран мира. - 1981. - № 6.

94. Патент на полезную модель № 66690 Ш Российская Федерация, МПК В0Ш 19/00. Установка для очистки нефти от сероводорода (варианты) / Ахметзянов Ш. Х., Акмаева А. А., Магсумов Т. М. - № 2006140819/22 ; заявл. 17.11.2006 ; опубл. 27.09.2007

95. Патент на полезную модель № 88099 U1 Российская Федерация, МПК F17D 1/04, C10L 3/06. Установка подготовки газа / Кузнецов Л. Г., Кузнецов Ю. Л., Ефремов А. А., Бураков А. В., Абрамов А. И. ; заявитель и патентообладатель Кузнецов Л. Г., Кузнецов Ю. Л., Ефремов А. А., Бураков А.В., Абрамов А. И. - № 2009124406/22 ; заявл. 22.06.2009 ; опубл. 27.10.2009

96. Перспективы утилизации сероводорода на НПЗ путем прямого гетерогенного окисления в серу / Ф. Р. Исмагилов, С. Р. Хайрулин, Н. М. Добрынкин и [др.]. - Москва : ЦНИИТЭнефтехим, 1991. - 63 с.

97. Печуро Н. С. Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа / Н. С. Печуро, В. Д. Капкин, О. Ю. Песин. - Москва : Химия, 1986. - 352 с.

98. Правительство Российской Федерации постановление от 13 сентября 2016 года № 913 О ставках платы за негативное воздействие на окружающую среду и дополнительных коэффициентах, [Поправка : Постановление Правительства от 01.03.2022 № 274]

99. Применение электрохимического окисления сероводородсодержащих газовых смесей летучих углеводородов к системам транспортировки и очистки сточных вод / Л. Н. Фесенко, А. Ю. Черкесов, Р. В. Исраилов [и др.] // Инженерный вестник Дона. - 2022. - № 8(92). - С. 237-248. - URL : http: //www. ivdon.ru/uploads/article/pdf/IVD_42_7_Israilov.pdf_f2702377a2.pdf.

100. Происхождение сероводородсодержащих природных газов нефтегазоносных бассейнов / Г. И. Амурский, Э. С. Гончаров, И. П. Жабрев [и др.] // Советская геология. - 1977. - № 5. - С. 56-68.

101. Прохоров В. И. Исследование параметров воздушной среды на сооружениях системы водоотведения / И. В. Прохоров, М. А. Разаков // Известия ТулГУ. Науки о Земле. - 2023. - № 2. - С. 45-59.

102. Раковская М. И. Микробиологическая характеристика активных илов, очищающих сероводородсодержащие сточные воды /М. И. Раковская, М. Ф. Лазарева // Микробиология. - 1961. - Т. 30, Вып. 3. - С. 431-417.

103. Раковская М. И. Микробиологическая характеристика биопленки, очищающих сероводородсодержащие сточные воды /М. И. Раковская, М. Ф. Лазарева // Микробиология. - 1961. - Т. 30, Вып. 4. - С. 487-491.

104. Рамм В. М. Абсорбция газов / В. М. Рамм. - 2-е изд., перераб. и доп . -Москва : Химия, 1976 . - 654 с.

105. Рапопорт Я. Д. Опреснение соленых и очистка сточных вод способом гиперфильтрации / Я. Д. Рапопорт, С. Ф. Абрамович, М. А. Ахмедов. - Москва, 1975. - 57 с. - (Обзорная информация / М-во мелиорации и водного хоз-ва СССР. Гл. упр. науки. ЦБНТИ; 8).

106. Рекомендации по качеству воздуха для Европы, Копенгаген, Европейское региональное бюро ВОЗ, 2000 (региональные публикации ВОЗ, серия №91). - 2-е изд. - Москва : Весь Мир, 2004. -URL : http://www.euro.who.int/air/activities/20050223_4.

107. Рид Р. Свойства газов и жидкостей : справочное пособие / Р. Рид, Дж. Праусниц, Т. Шервуд. - Ленинград : Химия, 1977.

108. Родионов А. И. Техника защиты окружающей среды : учебник для вузов / А. И. Родионов, В. Н. Клушин, Н. С. Торочешников. - 2-е изд., перераб. и доп. -Москва : Химия, 1989. - 512 с.

109. Родионов А. И. Технологические процессы экологической безопасности / А. И. Родионов, В. Н. Клушин, В. Г. Систер. - Калуга : Изд-во Н. Бочкаревой, 2000. - 800 с.

110. Рублевская О. Н. Мероприятия по предотвращению распространения неприятных запахов на объектах ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга" / О. Н. Рублевская // Водоснабжение и санитарная техника. - 2013. - № 10. - С. 46-55.

111. Саенко О. Е. Аналитическая химия: учебник для средних специальных учебных заведений / О. Е. Саенко. - 2-е изд. - Ростов на-Дону : Феникс, 2018. -287 с. - (Среднее профессиональное образование)

112. Сравнительный анализ электрохимических методов получения хлорсодержащих реагентов для обеззараживания воды / Л. Н. Фесенко,

С. И. Игнатенко, А. А. Бабаев [и др.] // Водоснабжение и канализация. - 2013. - № 5-6. - С. 52-56.

113. Телятникова А. М. Влияние сооружений на сетях канализации на качество атмосферного воздуха / А. М. Телятникова, С. В. Федоров, В. В. Шабалин // Промышленное и гражданское строительство. - 2022. - № 5. - С. 66-71.

114. Территориальные сметные цены на перевозки грузов для строительства (редакция 2015 года) : ТССЦпг 81-01-2001: территориальные сметные нормативы. - Санкт-Петербург, 2015. - 36 с.

115. Технико-экономический анализ и исследование кислотной промывки катодов электролизера растворами соляной и сульфаминовой кислот / Л. Н. Фесенко, И. В. Пчельников, С. И. Игнатенко [и др.] // Технологии очистки воды "ТЕХНОВОД-2023" : материалы XIV Международной научно-практической конференции, Кисловодск, 18-21 апреля 2023 г. / Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова. -Новочеркасск: ООО "Лик", 2023. - С. 277-284.

116. Ткаченко Н. И. Микробиологическая очистка сероводородных сточных вод сульфатно-целлюлозного производства / Н. И. Ткаченко, Л. Б. Померанц // Прикладная биохимия и микробиология. - 1972. - Т. 8, Вып. 5. - С. 569-573.

117. Торочешников Н. С. Техника защиты окружающей среды : учебное пособие для вузов / Н. С. Торочешников, А. И. Родионов, Н. В. Кельцев [и др.]. -Москва : Химия, 1981. - 368 с.

118. Утилизация отходов производства и потребления : учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов" / Федеральное агентство по образованию РФ, Гос. образовательное учреждение высш. проф. образования "Ярославский гос. технический ун-т" ; [Соколов Э. М. и др.]. - Ярославль : ЯГТУ, 2006. - 270 с.

119. Утилизация серы в процессах очистки и переработки углеводородного сырья / З. П. Пай, А. И. Ермакова, Н. Н. Кундо [и др.] // Химия в интересах

устойчивого развития. - 1994. - № 2. - С. 483-486.

138

120. Фесенко Л. Н. Блочно-модульные электролизные станции: преимущества и недостатки / Л. Н. Фесенко, А. Ю. Черкесов, И. В. Пчельников // Технологии очистки воды "ТЕХНОВОД-2023" : материалы XIV Международной научно-практической конференции, Кисловодск, 18-21 апреля 2023 г. / ЮжноРоссийский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова. - Новочеркасск : ООО "Лик", 2023. - С. 185-192.

121. Фесенко Л. Н. Исследование электрохимического окисления сероводородсодержащих газовых смесей летучих углеводородов / Л. Н. Фесенко,

A. Ю. Черкесов, Р. В. Исраилов // Инженерный вестник Дона. - 2021. - № 8(80). -С. 391-407. - URL : http: //www. ivdon. ru/uploads/article/pdf/IVD_35_7_Israilov. pdf_88a7f016bb.pdf.

122. Фесенко Л. Н. Научное обоснование, разработка технологии очистки и дальнейшего использования вод, содержащих йод, бром, сероводород : специальность 05.23.04 «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов»: диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Фесенко Лев Николаевич. - Москва, 2004. - 377 с.

123. Фесенко Л. Н. Прямой электролиз подземной воды в условиях производства / Л. Н. Фесенко, И. В. Пчельников, А. С. Пчельникова // Водоснабжение и санитарная техника. - 2023. - № 6. - С. 4-11. DOI 10.35776/VST.2023.06.01

124. Филиппов Ю. В. Электросинтез озона / Ю. В. Филиппов,

B. А. Вобликова, В. Т. Пантелеев. - Москва : Изд-во МГУ, 1989. - 120 с.

125. Химия нефти и газа : учебное пособие для вузов / А. И. Богомолов, А. А. Гайле, В. В. Громова [и др.]. - 2-е изд., перераб. / под ред. В. А. Проскурякова, А. Е. Драбкина. - Ленинград : Химия, 1989. - 424 с.

126. Химия элементов : учебное пособие / Т. С. Чанышев, Л. Г. Сергеева, Л. Н. Зорина [и др.] / под общ. ред. А.М. Сыркина. - Уфа : Изд-во УГНТУ, 2001. -93 с.

127. Черкесов А. Ю. Очистка от дурнопахнущих веществ вентиляционных

выбросов в системах водоотведения / А. Ю. Черкесов, Р. В. Исраилов,

139

И. А. Денисова // Технологии очистки воды "ТЕХНОВОД-2023" : материалы XIV Международной научно-практической конференции, Кисловодск, 18-21 апреля 2023 г. / Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова. - Новочеркасск : ООО "Лик", 2023. - С. 157-163.

128. Черкесов А. Ю. Исследования абсорбционной очистки вентиляционных и канализационных газовоздушных выбросов от сероводорода / А. Ю. Черкесов, Р. В. Исраилов, С. А. Щукин // Водоснабжение и санитарная техника. - 2020. - № 9. - С. 58-64.

129. Черкесов А. Ю. Очистка газовоздушных смесей от дурнопахнущих веществ в системах водоотведения / А. Ю. Черкесов, Р. В. Исраилов // Водоснабжение и санитарная техника. - 2023. - № 10. - С. 22-30. Б01: 10.35776ZVST.2023.10.03.

130. Шрейдер А. В. Влияние водорода на нефтяное и химическое оборудование : учебник / А. В. Шрейдер, И. С. Шпарбер, Ю. И. Арчаков. - Москва : Машиностроение, 1976. - 142 с.

131. Экспериментальные исследования биохимической очистки газов в рабочей зоне перекрытых очистных сооружений сточных вод / В. Ю. Белоусова, Н. В. Кондакова, С. Н. Резникова [и др.] // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. - 2021. - № 2(36). - С. 25-28. Б01 10.52684/2312-3702-2021-36-2-25-28.

132. Эффективность капитальных вложений : сборник утвержденных методик / под общ. рук. акад. Т. С. Хачатурова. - Москва : Экономика, 1983. - 128 с.

133. Якименко Л. М. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов / Л. М. Якименко. - Москва : Химия, 1974. - 600 с.

ПНИИВиВ

агентство с ограниченной ответственностью ПРОЕКТНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ

344000. Россия, г. Ростов-на-Дону. ул. Серафимовича. 45/54а. к.31 ИНН 6164300445 КПП 616401001 ОГРН 1106164005056 Тел./факс: [phone]: [phone]; [phone]. www.pniiviv.ru. E-mail.: pniiviv@bk:ru

исх. №/7 от 18.08.2023 г.

СПРАВКА

об использовании научно-исследовательских работ по разработке технологии очистки газовоздушных смесей от дурнопахнущих веществ в системах

водоотведения

Настоящим подтверждаем, что результаты диссертационной работы «Очистка газовоздушных смесей от дурнопахнущих веществ в системах водоотведения», выполненной аспирантом ФГБУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова» Исраиловым Русланом Васильевичем под руководством к.т.н. Черкесова А.Ю. были использованы при разработке проекта «Реконструкция ОСК г. Аксая в п. Ковалевка Аксайского района».

Метод очистки газовоздушных смесей от дурнопахнущих веществ в системах водоотведения был заложен ООО «ПНИИВиВ» для очистки вентиляционных выбросов закрытых сооружений очистки сточных вод от сероводорода. Ожидаемый технико-экономический эффект от внедрения на ОСК г. Аксая в п. Ковал евка Аксайского района разработанной Исраиловым Р. В. технологии составит 725 тыс. руб./год.

Директор ^^' п / Афанасьев Р.Г.

ООО «ПНИИВиВ»

4

ООО

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ

346400, Россия. Ростовская область, г. Новочеркасск, пр. Баклановский. 200В; 3 этаж, 10 комната • тел./факс [phone], тел. 26-05-07, 26-56-13; w-site: http://ecores.ru, e-mail: [e-mail]; ИНН 6150923383, КПП 615001001, р/с 40702810600300002422 ПАО КБ «Центр-Инвест» г. Ростов-на-Дону, к/с 30101810100000000762, БИК 046015762, ОКГЮ 31638802, ОКОГУ 49013; ОКВЭД 73.10, 29.24.1; ОГР11 1026102225885

исх. № 170 от 17.05.2023 г.

г. Новочеркасск 17 мая 2023 г.

Разработанная Исраиловым Русланом Васильевичем в рамках диссертационной работы на соискание кандидата технических наук технология очистки газовоздушных смесей от дурнопахнущих веществ в системах водоотведения применяется в деятельности ООО НИИ «ЭКОФЕС» при разработке и проектировании блочно-модульных станций очистки вентиляционных выбросов от дурнопахнущих веществ «ОВДУГ». Внедрение данной разработки позволило обеспечить эффективность очистки вентиляционных выбросов закрытых сооружений очистки сточных вод от сероводорода, а также сократить на 57% эксплуатационные затраты при очистке 1 м-1 воздуха с содержанием сероводорода 10 мг/м3 по сравнению с применяемыми на сегодняшний день методами.

Зам. директора по научной работе

СПРАВКА

о внедрении результатов диссертационной работы

ООО НПП «ЭКОФЕС»,

к.т.н.

С.И. Игнатенко

£ -»- / о т г

М.П.

г. Новочеркасск

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы в учебный процесс

Материалы диссертационной работы Исраилова Руслана Васильевича по теме «Очистка газовоздушных смесей от дурнопахнущих веществ в системах водоотведения» на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 2.1.4 - «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов» внедрены с 2023 года в учебный процесс кафедры «Водное хозяйство, инженерные сети и защита окружающей среды» на основании решения кафедры (протокол № 12 от «18» июля 2023 г.).

Полученные результаты включены в курс «Проектирование систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха» для подготовки бакалавров по направлению 08.03.01 «Строительство» направленности «Теплогазоснабжение, вентиляция, водоснабжение и водоотведение зданий, сооружений и населенных пунктов», а также в научно-исследовательскую работу в семестре при подготовке магистров по направлению 08.04.01 «Строительство» направленности «Водоснабжение и водоотведение городов и промышленных предприятий».

Заведующий кафедрой Начальник

ВХИСЗОС, профессор, д.т.н. учебно-методического управления

к.т.н., доцент

/Фесенко Л.Н.

¡РООТШШКОЖАЖ ФШДЖРАЩЖШ

НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

№ 2818437

СПОСОБ ОЧИСТКИ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОВ ОТ СЕРОВОДОРОДА

Патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное предприятие "ЭКОФЕС" (К11)

Авторы: Исраилов Руслан Васильевич (ЯС ), Пчельников Игорь Викторович (1111), Фесенко Александр Львович (Яи), Черкесов Аркадий Юльевич (Я11), Щукин Сергей Анатольевич (Я11)

Заявка №2023127694

Приоритет изобретения 25 октября 2023 Г. Дата государственной регистрации в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 02 мая 2024 Г. Срок действия исключительного права на изобретение истекает 25 октября 2043 г,

Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности