1. Реакции и процессы разделения, выделения и очистки веществ, проводимые с применением ионообменных материалов: ионообменных смол, цеолитов, и др.

2. Процессы обмена ионов между почвами и содержащейся в них (омывающей их) водой.

3. Иониты — твердые нерастворимые вещества, способные обменивать свои ионы на ионы из окружающего их раствора. Обычно это синтетические органические смолы, имеющие кислотные или щелочные группы. Иониты разделяются на катиониты, поглощающие катионы, и аниониты, поглощающие анионы. Широко применяются иониты для опреснения вод, в аналитической химии для разделения веществ методом хроматографии, в химической технологии. В зависимости от природы матрицы различают неорганические и органические иониты.

4. [Править] Органические иониты

5. Органические иониты — это в основном синтетические ионообменные смолы. Органическая матрица изготавливается путем поликонденсации мономерных органических молекул, таких как стирол, дивинилбензол, акриламид и т. д. В эту матрицу химическим путем вводятся ионогенные группы (фиксированные ионы) кислотного или основного типа. Традиционно вводимыми группами кислотного типа являются -СООН; -SО₃Н; -РО₄Н₂ и т. п., а основного типа: ≡N; =NH; -NH₂; -NR³⁺ и т. п. Современные ионообменные смолы, как правило, обладают высокой обменной ёмкостью и стабильностью в работе.

6. Иониты способны к набуханию в воде, что обусловлено присутствием гидрофильных фиксированных групп, способных к гидратации. Однако беспредельному набуханию, то есть растворению, препятствуют поперечные связи. Степень поперечной связанности задается при синтезе ионитов через количество вводимого сшивающего агента — дивинилбензола (ДВБ). Стандартные смолы, используемые для умягчения, содержат 8 % ДВБ. Доступные в настоящее время смолы могут содержать от 2 до 20 %. В целом степень набухания ионитов определяется количеством сшивки ДВБ, концентрацией гидрофильных ионогенных групп в объеме зерна ионита и тем, какие противоионы находятся в ионите. Обычно однозарядные ионы, особенно ионы водорода и гидроксила, приводят к наибольшему набуханию; многозарядные противоионы приводят к некоторому сжатию и уменьшению объема зерен.

7. [Править] Неорганические иониты

8. Неорганические иониты — это в основном иониты природного происхождения, к которым относятся алюмосиликаты, гидроксиды и соли поливалентных металлов. Наиболее распространенными и применяемыми для очистки воды неорганическими природными ионитами являются цеолиты.

9. Цеолиты — это минералы из группы водных алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных элементов, которые характеризуются наличием трехмерного алюмокремнекислородного каркаса, образующего системы полостей и каналов, в которых расположены щелочные, щелочноземельные катионы и молекулы воды. Общий объем системы полостей и каналов цеолита составляет до 50 % объема каркаса цеолита. Катионы и молекулы воды слабо связаны с каркасом и могут быть частично или полностью замещены путем ионного обмена и дегидрации. Ионообменные свойства цеолитов определяются особенностями химического сродства ионов и кристаллической структуры цеолита. При этом необходимо соответствие размеров входных отверстий в цеолитовый каркас и замещающих ионов, так как каркас цеолита имеет жесткую кристаллическую структуру и в отличие от органических смол не может набухать с изменением объема.

10. Ионным обменом на цеолитах удается выделять ионы, извлечение которых другим методом часто представляет большую сложность. Установлена способность цеолитов адсорбировать радиоактивные ионы цезия из растворов, удалять NH₄⁺, извлекать ионы Cu, Pb, Zn, Cd, Ba, Co, Ag и других металлов, очищать природные газы. Ионоситовый эффект позволяет адсорбировать из газовых и жидких систем пары азота, CO₂, SO₂, H₂S, Cl₂, NH₃. Кроме этого, цеолиты могут быть использованы для удаления растворенного железа, марганца и жесткости.

11. В отличие от органических смол существует ряд особенностей цеолитов. Так, общая минерализация обрабатываемой воды должна быть не менее 80 мг/л, так как при меньшем содержании солей происходит растворение алюмосиликатного каркаса цеолита. При рН обрабатываемой воды ниже 6 также возрастает вероятность разрушения кристаллической решетки.

12. Динамическая обменная емкость цеолитов ниже динамической обменной емкости органических смол в тех же условиях, что связано с более медленной кинетикой обмена на цеолитах. Остаточная жесткость воды после цеолитов составляет около 0,3 мг-экв/л, тогда как после органических смол — не более 0,1 мг-экв/л.

3. Схема расчета отстойников и флотаторов

Горизонтальные отст.

1. определение требуемого эффекта осветления:

2. по табл. по начальному содержанию ЗВ и требуемому эффекту очистки определяем продолжительность отстаивания

3. определяем гидравлическую крупность:

Где Н – глубина проточной части отс., м

К- коэффициент использования объема проточной части отстойника

T -продолжительность отстаивания, с, соответствующая заданному эффекту очистки и полученная в лабораторном цилиндре в слое ;

- показатель степени, зависящий от агломерации взвеси в процессе осаждения

4. Расчет длины и ширины отст.

Ширина:

Где V- объем сточных вод, м³/с

v₀- скорость рабочего потока, мм/с

длина:

где v_тб- турбулентная составляющая скорости, мм/с

5. общий объем проточной части

W_отс=B*H*L

Производительность одного отстойника , м³/ч, следует определять исходя  из заданных геометрических размеров сооружения и требуемого эффекта осветления сточных вод по формулам:    

 а) для горизонтальных отстойников    

 ;                                  (32)

 б) для отстойников радиальных, вертикальных и с вращающимся сборно-распределительным устройством    

 ;  

Где     - диаметр отстойника, м;

 - диаметр впускного устройства, м;

В системах очистки наибольшее применение нашли песколовки с горизонтальным прямолинейным движением воды, горизонтальные с круговым движением воды, круглой формы с тангенциальным подводом воды и аэрируемые. Отстойники. Отстойник является основным сооружением механической очистки сточных вод, используется для удаления оседающих или всплывающих грубодисперсных веществ. Различают первичные отстойники, которые устанавливают перед сооружениями биологической или физико-химической очистки, и вторичные отстойники.

Горизонтальные отстойники применяют при расходах сточных вод более 15 000 м³/сут. Глубина отстойников Н достигает 1,5 – 4 м, отношение длины к глубине 8 – 12 (до 20). Ширина отстойника зависит от способа удаления осадка и обычно находится в пределах 6 – 9 м. Применяются также отстойники, оборудованные скребковыми механизмами тележечного ила или ленточного типа (рис. 2), сдвигающими выпавший осадок в приямок. Объем приямка равен двухсуточному (не более) количеству выпавшего осадка. Из приямка осадки удаляют насосами, гидроэлеваторами, грейферами или под гидростатическим давлением. Угол наклона стенок приямка принимают равным 50  60.

Рис. 2. Горизонтальный отстойник: 1 – водопроводящий лоток; 2 – привод скребкового механизма; 3 – скребковый механизм;4 – водоотводящий лоток; 5 – отвод осадка

Радиальные отстойники применяют при расходах сточных вод более 20 тыс. м³/сут. Эти отстойники по сравнению с горизонтальными имеют некоторые преимущества: простота и надежность эксплуатации, экономичность, возможность строительства сооружений большой производительности. Недостаток – наличие подвижной формы со скребками.

Известны радиальные отстойники трех конструктивных модификаций – с центральным впуском, с периферийным впуском и с вращающимися сборно-распределительными устройствами. Наибольшее распространение получили отстойники с центральным впуском жидкости (рис. 3). Первичные радиальные отстойники оборудованы илоскребами, сдвигающими выпавший осадок к приямку, расположенному в центре. Из приямка осадок удаляется насосом или под действием гидравлического давления. Вторичные радиальные отстойники оборудованы вращающимися илососами, которые удаляют активный ил непосредственно из слоя осадка без сгребания его в приямок.

Рис. 3. Радиальный отстойник: 1 – труба для подачи воды; 2 – скребки; 3 – распределительная чаша; 4 – водослив; 5 – отвод осадка

Флотаторы

К достоинствам применения флотаторов в очистке сточных вод относятся малые габариты и простота обслуживания. Блок флотационной очистки устраняет необходимость периодической замены большого объема фильтрующей загрузки в песчаных фильтрах.

Принцип работы:

Мельчайшие пузырьки выделяющегося воздуха образуют с частицами, взвешенными в жидкости, агрегаты, обладающие положительной плавучестью и всплывающие в верхний слой жидкости, где они образуют флотационную пену.

В пене сконцентрированы нерастворенные в воде загрязнения (взвешенные вещества и нефтепродукты), которые затем убираются пеносборником.

4. В самом общем виде и экологическое управление и экологический менеджмент можно определить как комплексную разностороннюю деятельность, направленную на реализацию экологических целей проектов и программ.

Различного рода организации становятся все более заинтересованными в том, чтобы добиться достаточной экологической эффективности и демонстрировать ее, контролируя воздействие своей деятельности, продукции или услуг на окружающую среду с учетом своей экологической политики и целевых экологических показателей. Они делают это в условиях все большего ужесточения законодательства, развития экономической политики и других мер, направленных на охрану окружающей среды, а также в условиях общего роста озабоченности заинтересованных сторон вопросами окружающей среды, включая устойчивое развитие.

По мере того, как растет озабоченность сохранением и улучшением качества окружающей среды и защитой здоровья людей, организации любого масштаба обращают все большее внимание на потенциальные воздействия своей деятельности, продукции или услуг на окружающую среду. Экологическая эффективность организации приобретает все большее значение для внутренних и внешних заинтересованных сторон. Для достижения высокой экологической эффективности требуется, чтобы организация приняла на себя обязательства применять систематический подход и постоянно улучшать систему управления окружающей средой.

Система экологического менеджмента представляет собой modus operandi для промышленности, необходимый для достижения целей экологической политики и поэтапного решения конкретных задач. Существует четкая параллель между требованиями к организации системы "всеобъемлющего менеджмента качества" TQM (Total Quality Management) и системы экологического менеджмента EMS. Отметим, что ядром философии менеджмента в развитых странах считается всеобъемлющая система качества (ТQM), которая нацелена на эффективном получении качественной продукции и услуг (через весь жизненный цикл - от сырья через производство к жизни самой продукции и окончательному размещению отходов).

В самом общем виде и экологическое управление и экологический менеджмент можно определить как комплексную разностороннюю деятельность, направленную на реализацию экологических целей проектов и программ.

В российской литературе (в том числе, в переводах документов ISO 14000) термин "экологический менеджмент" заменен "управлением качеством окружающей среды", а в некоторых случаях - "экологическим управлением". Вместе с тем, для этих понятий на основе анализа существующих нормативных документов, учебно-методической литературы, практики деятельности можно выделить ряд существенных различий, определяемых субъектами экологического управления и экологического менеджмента, мотивацией деятельности, ролью ответственных лиц, отношением к результатам деятельности и др.

Таким образом, Экологическое управление - деятельность государственных органов и экономических субъектов, главным образом направленная на соблюдение обязательных требований природоохранительного законодательства, а также на разработку и реализацию соответствующих проектов и программ.

Экологический менеджмент - инициативная и результативная деятельность экономических субъектов, направленная на достижение их собственных экологических целей, проектов и программ, разработанных на основе принципов эффективности экологической деятельности субъекта.

Основные цели и соответствующие критерии оценки их достижения в экологическом менеджменте связаны с процессами постоянного улучшения. Последовательное из года в год улучшение должно достигаться во всех экологически значимых аспектах деятельности экономических субъектов, где это практически достижимо. Подобное улучшение в целом невозможно имитировать и фальсифицировать, что создает необходимую основу для оценки экологической состоятельности экономических субъектов. Таким образом эффективный экологический менеджмент обеспечивает предприятию кредит доверия в отношениях со всеми заинтересованными в его деятельности сторонами. В этом заключается основное преимущество экологического менеджмента в сравнении с традиционным формальным экологическим управлением.

Появление ISO 14000 - серии международных стандартов систем экологического менеджмента на предприятиях и в компаниях - называют одной из наиболее значительных международных природоохранных инициатив. Система стандартов ISO 14000 ориентирована не на количественные параметры (объем выбросов, концентрации веществ и т.п.) и не на технологии (требование использовать или не использовать определенные технологии, требование использовать "наилучшую доступную технологию"). Основным предметом ISO 14000 является система экологического менеджмента (ЭМС).

Предполагается, что система стандартов будет обеспечивать уменьшение неблагоприятных воздействий на окружающую среду на трех уровнях:

1. Организационном - через улучшение экологического "поведения" корпораций.

2. Национальном- через создание существенного дополнения к национальной нормативной базе и компонента государственной экологической политики.

3. Международном - через улучшение условий международной торговли.

Документы, входящие в систему, можно условно разделить на три основные группы:

- принципы создания и использования систем экологического менеджмента (ЭМС);

- инструменты экологического контроля и оценки;

- стандарты, ориентированные на продукцию.