О качестве воды и учёте её потребления Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

Промышленные испытания (табл. 5) доказали, что при производстве низкоалюминатного БПЦ расход дорогостоящей глины, содержащей к тому же повышенное количество Ре203 > 1,2 %, по сравнению с другими компонентами, уменьшается на 54,08 %, что приводит к снижению Ре203 в клинкере с 0,8 до 0,4% и влажности шлама на 2,3...2,5 %. Увеличение силикатного модуля до 7.8 не ухудшает нормального завершения минералообразования клинкера (СаОсв = 0,8.1,2 %). При этом повышается размолоспособность и качественные характеристики клинкера и БПЦ: белизна, гидравлическая активность и морозостойкость.

Результаты исследований хорошо согласуются с рядом зарубежных публикаций о производстве высокопрочного морозостойкого супербелого портландцемента на основе низкоалюминатного клинкера с жестко регламентированным содержанием Бе203 = 0,30.0,35%, и могут быть использованы при организации производства БПЦ в Ростовской области.

Водоснабжение населённых пунктов подконтрольно органам государственного санитарного надзора и предусматривает ряд требований по качественным характеристикам воды, поступающей её потребителям. В частности, питьевая вода должна подвергаться очистке, так как воды поверхностных и подземных источников обычно непригодны для пищевых целей из-за мутности, цветности, более высокого, чем допустимо для питьевой воды, содержания бактерий. В настоящее время в большинстве случаев природные воды не удовлетворяют санитарным нормам и правилам не только и не столько по вышеуказанным критериям, сколько по загрязнению её рядом соединений антропогенного характера (в том числе тяжелых металлов, нефтепродуктов, фенолов и др.).

Осветления и обесцвечивания воды достигают коагуляцией взвешенных частиц сернокислым алюминием или хлорным железом с последующей фильтрацией. Для обеззараживания в исходную или фильтрованную воду вводят жидкий хлор, хлорную известь или озон, а достаточно осветленная вода может обеззараживаться ультрафиолетовыми излучениями. Слишком жесткая (соли кальция и магния) вода умягчается реагентными (до 0,5 - 0,7 мг-экв/л) или катио-нитовыми (до 0,03 мг-экв/л) методами, при наличии в воде более 0,3 мг/л железа её обезжелезивают аэрацией, при этом кислород воздуха окисляет соли двухвалентного железа в соли трехвалентного железа, выпадающие в осадок. Дегазация воды (удаление сероводорода, метана, радона, углекислого газа и др.) производится, как правило, аэрацией, а избыток фтора (бо-

Литература

1. Грачьян А.Н., Гайджуров П.П., Зубехин А.П., Ротыч Н.В. Технология белого портландцемента. М., 1970.

2. Зубехин А.П. Эффективные способы обжига и отбеливания клинкера при получении декоративных цементов. М., 1979.

3. Зубехин А.П. Разработка теоретических основ и технологии белого портландцемента из сырья с различным содержанием окрашивающих соединений: Артореф. дис. ... д-ра техн. наук. М., 1984. 37 с.

4. Зубехин А.П., Голованова С.П. К теории белизны и цветности цемента // Цемент и его применение. 1999. № 1. С. 23-26.

5. Голованова С.П., Зубехин А.П., Кирсанов П.В. Низкоалю-минатный белый портландцемент повышенной морозостойкости // Цемент и его применение. 2000. № 3. С. 27-30.

6. Кирсанов П.В. Низкоалюминатный белый портландцемент: Автореф. дис. ... канд. техн. наук.-Ростов н/Д, 2001.

26 июня 2003 г.

лее 1,5 мг/л) удаляют фильтрованием воды через активированную окись алюминия. Дезодорация воды (удаление веществ, обусловливающих привкусы и запахи) достигается сорбцией их активированным углем, двуокисью хлора, перманганатом калия или окислением озоном. [1].

Очистку воды от ряда антропогенных соединений, фенолов, СПАВ, нефтепродуктов, тяжелых металлов и т.д., пытаются осуществить фильтрацией, что далеко не всегда дает желаемые результаты. Пищевая ценность загрязненной воды не только уступает ценности экологически чистой воды, но часто может быть оценена отрицательно.

Реально вода, поставляемая потребителям по водопроводным сетям населенных пунктов, далеко не удовлетворяет санитарным нормам и правилам. Её качество и режимы подачи вызывают справедливые нарекания потребителей, что признаётся санитарными органами и не отрицается поставщиком.

Качество воды традиционными методами трудно проконтролировать, особенно в масштабе времени, близком к реальному. Для оперативного, в масштабе реального времени, контроля качества воды целесообразно использовать инструментальные средства, автоматически учитывающие содержание в воде хлора (вредного для организма человека и животных), её кислотность (рН > 7 при 22 °С), прозрачность (освет-лённость), а также давление (Р = 4 атм) в водопроводе и скорость расхода в каждую единицу времени, а по результатам контроля осуществлять, с учетом времени суток, потребление воды и вышеперечисленные под-

Южно-Российский государственный технический университет (НПИ)

УДК 658.562:681.121

О КАЧЕСТВЕ ВОДЫ И УЧЁТЕ ЕЁ ПОТРЕБЛЕНИЯ © 2004 г. М.Д. Скубилин

контрольные параметры качества, взаиморасчеты между поставщиком и потребителем воды. Кроме исключения вольного или невольного субъективизма в результатах контроля качества и количества потребленной питьевой воды, следует ожидать и повышения точности этого контроля, что создает предпосылки к отказу от применения для нужд очистки хлора (в мировой практике на смену хлорированию пришло озонирование воды) и его соединений, к обеспечению потребителей питьевой водой надлежащего качества, к объективной оценке взаимоотношений между поставщиком и потребителем, а также - к автоматизированному регулированию содержания водопроводных сетей, качества воды и её расхода.

В первом приближении достичь желаемой цели можно, воспользовавшись уже известным устройством [2] или [3] для регулирования водопотребления (рис. 1).

Устройство содержит установленные в блоке трубопровода на врезке потребителя датчики: давления (ДД) в водопроводе, скорости расхода (ДР), солености (ДС), прозрачности (ДП) воды, концентрации хлора (ДХ) в воде, (устройство может быть дополнено датчиками других параметров), и в блоке сбора и обработки информации - генератор эталонных импульсов (ГИ), суммирующий счетчик импульсов (СИ), аналого-цифровые преобразователи (АЦП), кольцевой ре-

гистр сдвига (РС), дешифраторы (ДТТТ), элемент ИЛИ, группы элементов И (пИ), элемент задержки (ЭЗ), блок умножения (БМ), регистр оперативной памяти (РОП), формирователь заднего фронта импульса (ФИ), блок суммирования (БС) и индикатор (И). Датчики параметров воды, не ограничиваясь датчиками ДД, ДР, ДС,ДП, ДХ, будучи установленными в блоке врезки в водопровод на отводе к потребителю и электрически соединенными с устройствами преобразования информации и её обработки, способны с минимальной инерционностью при максимальной объективности давать информацию о состоянии водопо-требления.

Это устройство по коэффициентам К1=£(/суток), зависящим от спроса на воду в течение суток, всегда положительным, коэффициентам К2=:(Р(/)), зависящим от текущих значений давления в водопроводе, коэффициентам К3=:(С(/)), зависящим от текущих значений солености воды, коэффициентам К4=:1Щ(/)), зависящим от текущих значений прозрачности воды и коэффициентам К5=:(Х(/)), зависящим от текущих значений концентрации хлора в воде, положительным при удовлетворительном состоянии Р(/), С(/), П(/) и Х(/) и отрицательным при выходе за поле допуска, при превышении ПДК параметров Р(0, С(0, П(0 и Х(0, призвано стимулировать исключение субъективизма на всех этапах жизнедеятельности. Так, если,

ГИ

СИ

ДД

АЦП

ДР

АЦП

ДП

АЦП

ДХ

АЦП

РС

==р| ДШ ¡=

ДШ

т

ДШ

т

ДШ

т

ИЛИ

ФИ

-N "V

-N "V

-N "V

пИ

пИ

пИ

п И

пИ

пИ

п И 7?

БМ -N РОП

-и -

ЭЗ

UL

БС

Рис. 1

например, коэффициенты К1, К2, КЗ и К4 принимают значения, как показано на рис. 2-5, соответственно, при поведении параметров Р(/), С(/) и П(/) (рис. 6-8), а следовательно, и коэффициентов К1, К2, КЗ, К4, мгновенные значения потребности в воде (показано пунктиром) и фактическом её потреблении (показано штрих-пунктиром) (рис. 9) интегральные мгновенные зачетные значения потребления воды "Щ/) оцениваются по "(0=У(0-К1(/)-К2(0-К3(0-К4(0-К5(0, и принимают вид, представленный на рис. 10.

К1

K11

K12

K13

K14 0

a 6

c d e t, ч 18 21 24

Рис. 2

K2

K21

K22

0 K23

K3 K31

P, атм

Рис. 3

K32 0

K33

K4 K41

0,80

0,95

1,00 П, отн

Рис. 4

K42 0

K43

0,002 0,01 С, отн

Рис. 5

Тогда за определённый период времени (с /1 по /2) зачётное значение расхода - потребления воды из соотношения

"=/У(/) К1(/) К2(/) К3(/) К4(/) К5(/)й/.

р®

L

И

f q h k

Рис. 6

P r

t, ч

Отсюда видно, что автоматическая сертификация качества воды по экологическим показателям, т. е. по концентрации в воде солей и хлора, взвешенных частиц и красящих и др. антропогенных веществ, и её учёт по совокупности критериев, с одной стороны, стимулируют поставщика к заботе о качестве воды, состоянию водопроводных сетей и поддержанию нормального давления в них, в силу размещения устройства на отводе к каждому потребителю. С другой стороны, применение описанного устройства стимулирует потребителя к бережному, особенно в периоды повышенного спроса, расходу воды.

С 0,001

0,002

x y z

t, ч

Рис. 7

П (t) 1,00

m n o u

Рис. 8

V®

/

/

\

\

\

\ 4

t, ч

Рис. 9

W(t)

\

4

t, ч

Рис. 10

Таким образом, описанное выше устройство для регулирования водопотребления позволяет обеспечить автоматизированные, за счет варьирования за-

0

s v w

5

4

0

q

h

p

v

o

u

0

w

четных, по совокупности критериев в каждую единицу времени, ставок, учёт значений расхода воды, регулирование её расхода и исключение субъективизма во взаимоотношениях поставщика и потребителя питьевой воды.

Экспериментальная проверка сопоставимости затрат реального потребителя воды из городского водопровода с претензиями поставщика воды подтверждает существенное завышение указанных претензий, а следовательно, требует исключения субъективизма во взаимоотношениях поставщик - потребитель воды.

Таганрогский радиотехнический университет

Литература

1. Скубилин М.Д., Стефаненко В.В. О регулировании качества питьевой воды // Природа и человек: взаимодействие и безопасность жизнедеятельности. Таганрог, 1996.

2. Скубилин М.Д. Устройство для учёта водопотребления: Заявка Ш № 93008722, 001Е 3/00, 006Е 15/36, б. 34, 1996 г.

3. СкубМн М.Д., Стефаненко В.К. Пристрш для д1ферецш-ного облику питно1 води: Заявка иА № 2000031726, 001Е 3/00, 006Е 15/36, б. 8, 2001 г.

31 марта 2003 г.

УДК 621.357.7

ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЕ СПЛАВА НА ОСНОВЕ СЕРЕБРА

© 2004 г. В.И. Балакай

Слаботочные электрические контакты, используемые в радиотехничес-кой, электронной промышленности и приборостроении являются главными потребителями благородных и редкоземельных металлов. Уже сейчас во всем мире сложилась остродефицитная ситуация с серебром, золотом, платиной, палладием и т.д. Высокая стоимость и дефицитность этих материалов ставит задачу экономии, частичной и полной их замены в контактных и других устройствах радиоэлектронной техники без ухудшения основных физико-механических свойств.

В настоящее время у нас и за рубежом для контактов, коммутирующих токи малой мощности в условиях трения скольжения, применяются материалы на основе драгоценных металлов. Основными направлениями экономии драгоценных металлов является получение контактных материалов за счет введения подслоя неблагородных металлов, использование их сплавов и сплавов других металлов, менее дорогих и дефицитных, увеличение коррозионной стойкости драгоценных металлов и т.д.

Широкое распространение в радиоэлектронной промышленности нашли сплавы серебро-сурьма, серебро-палладий, серебро-кадмий, золото-никель, золото-кобальт, золото-медь и т. д. Однако частичная экономия драгоценных металлов за счет применения их сплавов с менее дорогими металлами приводит к изменению их физико-механических свойств, а особенно к изменению их электрических характеристик.

Важное значение для гальванотехники приобретает разработка новых видов покрытий, обладающих повышенной твердостью, износостойкостью, коррозионной устойчивостью, высокими электрическими свойствами и т.д. Также особое место занимает решение проблемы замены токсичных, профессионально вредных цианистых и других электролитов, используемых в промышленности для электроосаждения большинства металлов и сплавов. Среди большого разнообразия гальванических покрытий из благород-

ных металлов особое место занимают серебряные покрытия. Это объясняется, с одной стороны высокими электрическими, химическими и другими свойствами серебра, а с другой - меньшей его стоимостью по сравнению с другими благородными металлами.

Значительный интерес в гальванотехнике представляют сплавы на основе серебра [1 - 4], так как легирование серебра другими металлами позволяет не только улучшить некоторые физико-химические свойства серебра, но и значительно сократить его расход.

Разработаны и внедрены в производство способы осаждения серебра с кадмием, сурьмой, свинцом, никелем, палладием и рядом других металлов. Такие сплавы имеют повышенную твердость и износостойкость по сравнению с чистым серебром, более устойчивы в атмосфере, содержащей соединения серы.

Для электроосаждения сплавов на основе серебра до настоящего времени используют преимущественно цианистые электролиты. Из нецианистых электролитов практическое применение получили дицианоар-гентатные и железистосинеродистые электролиты. Они менее токсичны, чем цианистые. Наряду с этим они имеют и ряд существенных недостатков, к которым следует в первую очередь отнести низкую производительность и неустойчивость состава.

Применение сплавов серебра с другими благородными металлами ограничено из-за их высокой стоимости [5 - 9]. Поэтому весьма выгодно использовать сплавы серебра с неблагородными металлами.

В качестве контактных материалов нашли применение сплавы серебро-медь, серебро-кадмий, серебро-сурьма и др. Причем последний представляет значительный интерес как материал для электрических контактов, работающих на истирание. Данные сплавы имеют повышенную твердость и износостойкость, коррозионную стойкость в среде, содержащей соединения серы, однако при этом ухудшаются электрические характеристики покрытий.