ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

В современных условиях естественные и искусственные водоемы, озера, пруды, реки и моря подвергаются природному и техногенному воздействию, при этом вода изменяет свою минерализацию и загрязняется различными примесями. В их число входят: нефть, продукты ее переработки и соответствующие отходы, тяжелые металлы и их соединения, нитраты и всевозможные химикаты и вещества, в т.ч. ядовитые. Известно, что при наличии в воде поверхностно-активных веществ (ПАВ), образующих на поверхности водоема тонкие пленки, испаряемость воды замедляется. Однако для воды нет критерия «загрязнение», чаще всего оперируют понятием «минерализация», состав которой варьируется в широких пределах. В качестве минеральных элементов в воде во взвешенном состоянии иногда находятся соединения металлов, например железа, которые, обладая высокой теплопроводностью, будут дополнительно разогревать воду и повышать ее испаряемость. Что касается пленок ПАВ, то они могут образовываться только в стоячей воде. В реках, крупных озерах и морях течения, ветер, волны, циркуляция воды и т.п. препятствуют образованию пленок. Основными загрязнителями природной воды являются многочисленные сбросы промышленных и бытовых сточных вод, стоки прилегающих территорий, «кислотные» дожди и пр. В связи с этим испаряемость воды изменяется и нарушается гидрология рек, озер, морей и даже океанов, несмотря на некоторую природную самоочистку воды. Установлено, что при возрастающем заборе уровень воды в Волге повышается. Поэтому проведение указанных выше испытаний воды с различными примесями - это актуальный проект.

Для проведения тепловых испытаний воды создана лабораторная установка, которая включает штатив 1 (рис. а) с регулируемой по высоте укосиной, источник тепла 2, коническую неметаллическую емкость 3 со сменяемой водой 4. В качестве источника тепла использовали кварцевый (галогенный) электрический светильник мощностью 150 Вт, помещенный в отражатель, который направлял тепловое излучение на воду. Высоту Н расположения отражателя относительно воды регулировали и после серии опытов установили на отметке 150 мм. Наружный диаметр конической емкости - 110 мм, площадь испарения (с учетом того, что вода не полностью заполняет емкость) ~ 34,5 см ². Для повышения производительности испытаний и получения сравнимых результатов одновременно использовали три такие лабораторные установки с различными типами воды. В каждой емкости объем воды составлял 150 мл, воду нагревали до температуры 36-38°С. Время одного опыта составляло 4 часа, повторяемость опытов с одинаковой водой, не считая поисковых экспериментов, - четырехкратная. Подобная методика проведения опытов соответствует критериям ускоренных испытаний.

Для опытов мерные сосуды А, Б, В (рис.б) наполняли одинаковым объемом воды (150 мл), что соответствовало высоте столба воды h ₀, h ₁, h ₂ h ₃. После опытов воду сливали в те же мерные сосуды, и по величине столба воды определяли оставшийся объем воды. По результатам четырех опытов определили среднее значение оставшейся воды. В процессе испытаний использовали 9 типов воды (см. таблицу), в качестве контроля принимали родниковую воду. Данные таблицы свидетельствуют, что по сравнению с контролем испаряемость воды может быть меньше и больше. Грунтовая вода из подземного источника и так называемая биоочищенная вода завода «Каустик» имеют большую испаряемость по сравнению с контролем. Это объясняется тем, что названные типы воды содержат повышенное количество трехвалентного железа, хлоридов и некоторых других ингредиентов. Подземная (грунтовая) вода имела коричневатый оттенок, что свидетельствует о начличии в ней избыточного железа. Это вода Сеноманского горизонта, характеризующаяся как железосодержащая и слабосоленая. Несмотря на биоочистку сочной воды завода «Каустик», содержание железа в ней составляет 0,29 мг/л, а хлоридов 1045 мг/л, что и предопределяет ее «поведение» при нагреве. Несколько повышенную испаряемость имеет и водопроводная вода, это результат ее доведения до требований стандарта на питьевую воду.

Вода Волгоградского водохранилища, Волжская вода в Красноармейском районе и вода одного из городских прудов настолько загрязнена, что их испаряемость значительно меньше и ниже контроля. Но «теплостимулирующие» добавки в незначительном количестве имеются лишь в воде возле химзаводов. Сточная вода завода «Каустик», несмотря на наличие в ней огромного количества трехвалентного железа (1,89 мг/л) и хлоридов (1568 мг/л), настолько загрязнена (взвешенные вещества 145 мг/л) - это производственные отходы, что ее испаряемость крайне низкая (на 48% меньше контроля). Благоприятные показатели - почти на уровне родниковой воды - характерны для воды в реке Ахтуба. Это пока самая чистая вода открытых прироодных источников вокруг города Волгограда.

Таким образов, сравнительные тепловые испытания в сочетании с известными признаками воды (железосодержащая, слабосоленая и т.п.) позволяют определить важнейший показатель - испаряемость воды. При повышенном количестве взвешенных частиц и отсутствии «теплостимуляторов» испаряемость воды снижается.