Ю. А. Ищенко.  ВОДОСНАБЖЕНИЕ  И  ЭКОЛОГИЯ:  

ПИОНЕРСКИЙ  ИННОВАЦИОННЫЙ  МЕГАПРОЕКТ
«МИРНАНОВО - 2017»

— минимизация ущербности реагентного метода очистки воды, а также избавление от него,
внедрением в экономику России новейших изобретений актуальной технологической области

« ДЕЛЬТА-ФИЛЬТРОВАНИЕ  ПРИРОДНЫХ  И  СТОЧНЫХ  ВОД »

ISBN 5-85536-070-9

Детализирующие научные публикации:
http://mirnanowo.narod.ru/promstok/promstokfile.htm;
http://mirnanowo.narod.ru/micronutr/micronutrfile.htm;
http://mirnanowo.narod.ru/modelir/modelirfile.htm;
http://mirnanowo.narod.ru/energy/energyfile.htm.

     Настоящий Проект* с годовым социально-экономическим эффектом сотни миллиардов рублей (курс 2008 г.) заключается в широком осуществлении по России наших патентованных в качестве изобретений научно-технических решений в области экологически чистых нанотехнологий Дельта-фильтрования** для высокопроизводительной безреагентной и комплексной очистки воды в хозяйственно-питьевых целях, в природоохране и промышленности, для защиты труб водных распределительных систем от губительной коррозии и накопления энергопоглощающих солевых отложений в них, решения ряда важных социальных задач (с учётом в п.5 изобретений в области альтернативной энергетики экономический эффект уточнится в сторону роста).
     Претворению Проекта в жизнь служат модернизация существующей водоочистки в направление замены реагентного метода традиционного осветления и обесцвечивания воды из открытых источников безреагентной технологией Дельта-фильтрования, создание быстроокупаемых в эксплуатации (~4 мес.) высокоэффективных станций Дельта-фильтрования различного назначения, в т. ч. показательных.


     Пионерский инновационный мегапроект «МИРНАНОВО - 2017»:
     1. Внедрит на водоочистных станциях городского, промышленного и сельскохозяйственного водоснабжения, а также экологии, технико-экономически выгодное гидравлическое структурирование зернистых загрузок высокопроизводительных водоочистных фильтров (регулируемое осаждение загрузок - "РОЗ"), изготовив и врезав конструктивно простые элементы структуризатора в обвязку фильтров, как показано на схеме 1 патента RU 2405614 (есть и др. варианты), что сделает фильтры объёмными (объёмного фильтрования, в т. ч. безреагентного);
     2. В случае механической ненадёжности дренажно-распределительной системы в том или ином ветхом фильтре заменит её на безотказную в работе слоисто-решётчатую гравийную систему по патенту RU 2064811 (п.2 формулы изобретения), или комбинированную со слоем активированного угля или избирательного ионита (для очистки воды от трудно удаляемых обычными методами вредных веществ) - патент RU 2405614 (п.2);
     3. Осуществит многочисленные - для небольших систем водоснабжения и экологии - автономные водоочистные станции любой производительности по сверхкомпактной схеме 2 патента RU 2568720 (п.1);
     4. Повсеместно реализует взамен хлорных технологий обеззараживания воды безопасную и безвредную технологию производства питьевой воды с остаточным композиционным дезинфектантом повышенного пролонгированного действия из разряда разрешённых в составе питьевой воды - патент RU 2570021;
     5. Будет выполнен по нашим гидравлическим и гидрохимическим расчётам, под авторским надзором, с гарантированными технико-экономическими показателями согласно статье, размещённой ниже, и с прицелом на область альтернативной энергетики с массовым производством простейших по конструкции береговых волновых электростанций для питания прибрежных систем водоснабжения, отдельных водопотребителей, получения опреснённой воды из морской и в др. целях, например, для непрерывного извлечения топливного водорода из воды, используя изобретения А. Ю. Ищенко "Способ и станция преобразования гидродинамической энергии волны на откосе" - патенты RU 2598922 и RU 2598921.

__________________________

* Обоснование, цель и последовательность реализации Проекта изложены в официальных документах.
** Сущность нанотехнологий Дельта-фильтрования состоит в следующем:
     - в гидравлическом упорядочении (структурировании) раскладки зёрен (пор) загрузки песчаного фильтра по заданному закону путём быстрого принудительного осаждения её в завершении каждой промывки фильтра;
     - в обеспечении главной роли в очистке воды (от обычных суспензионных микро- крупностью более 100 нм и коллоидных наночастиц крупностью 1 - 100 нм) порам особой формы вокруг точек взаимного контакта зёрен структурированной загрузки по всей её глубине (в отличие от главной роли, в др. случаях, площади внутренней поверхности песка при определённых условиях), а также микрочастицам, которые фиксируются ("заклиниваются") двойными силами прилипания к поверхностям контактирующих зёрен песка, и которые далее аналогично зёрнам песка задерживают наночастицы; в результате вокруг точек контакта зёрен песка образуются дискретные пористые линзы - нанофильтры дельта-образной формы в радиальном сечении каждого такого нанофильтра из отложений (это 1-й признак, который определил название "Дельта-фильтрование"); из этого ясно, что нанофильтры для воды создаваемы не только, образно говоря, кувалдой отдельными экземплярами, но и гидравлически в массовом количестве, возобновляемые из взвесей в толще песка;
     - в режимах безреагентного фильтрования в экспериментально открытой графической области дельта-образной формы (это 2-й признак, который определил название "Дельта-фильтрование"), и в новых, ресурсосберегающих, режимах реагентного фильтрования на широко применяемых в водоснабжении высокопроизводительных скорых фильтрах при условии гидравлического структурирования загрузок;
     - в подробностях публикаций, в т.ч. как о природном явлении дельта-фильтровании, интенсивно задействованном в научно обоснованных нанотехнологиях Дельта-фильтрования воды.


ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

НАНОТЕХНОЛОГИЙ ДЕЛЬТА-ФИЛЬТРОВАНИЯ ВОДЫ

Выжимка из научных трудов Ю. А. Ищенко

     1. Обеспечат быстрыми темпами при мизерных затратах и сроках окупаемости, с большими доходами, преодоление упадка водоснабжения в стране, который проявляется сегодня ухудшением качества водопроводной воды и снижением активности в создании систем водоснабжения. Они позволят загрузить заводы, проектные и строительные фирмы весомым объёмом заказов на основе нашей новейшей техники, в т. ч. потенциально экспортного исполнения; повысить занятость населения на актуальных работах; бизнесу выгодно вложить дремлющий капитал. Обеспечат потребителей качественной водой по действующим научно обоснованным нормам водопотребления.
     2. Дают своевременный шанс государству упредить явные и скрытые потери средств общей величиной сотни миллиардов рублей в год по техногенным причинам, которые предопределены затянувшейся эксплуатацией и дальнейшим внедрением в производство несовершенных централизованных технологий питьевой воды на основе реагентного метода традиционного осветления и обесцвечивания воды для городов и сёл, очистки стоков промышленности и сельского хозяйства. Их несовершенство - следствие крупных недостатков главного звена, а именно, песчаных фильтров. Известные попытки совершенствования технологий до фильтров радикальных результатов не дают. И только благодаря новой операции - структурированию (структуризации) песчаных загрузок фильтров - мы вышли на уровень организации в фильтрах периодического формирования совокупности эффективных микроскопических нанофильтров (структур) из суспензионных и коллоидных частиц, разработав тем самым нанотехнологии Дельта-фильтрования, закреплённые в патенте на изобретение RU 2568720 (с.4, строки 7 - 34), с определёнными параметрами микро- и нанопористой среды, а также гидравлическими режимами процесса очистки воды:
     2.1. Они снижают в 3 раза и более затраты электроэнергии на фильтрование воды широко распространёнными скорыми фильтрами в системах хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения, в теплоэнергетике и очистке сточных вод;
     2.2. Увеличивают производительность существующих скорых фильтров на станциях очистки воды из поверхностных и подземных источников не менее чем в 2 раза, со сроком окупаемости модернизации несколько месяцев. Это позволяет экономить громадные суммы на исключении возведения дополнительных очистных блоков старого типа, направить часть из этих средств на полную замену всей донашиваемой ресурсозатратной и морально устаревшей техники, на ускоренное оснащение всех населённых пунктов России водоочистными станциями нанотехнологий Дельта-фильтрования, а также на др. неотложные цели;
     2.3. Устраняют полностью на большом числе водоисточников, или снижают не менее чем на 15% в более тяжёлых условиях водоочистки, применение коагулянта (реагента), и связанные с этим затраты на его приобретение и технологическое обращение с ним;
     2.4. Снижают потери воды на промывки фильтров в 2-4 раза;
     2.5. Снижают на 15-100% объём экологически опасного шлама и затраты на борьбу с ним (сжигание и пр.), позволяют выгодно использовать шлам, например, в качестве удобрения;
     2.6. Снижают коррозию и зарастание солевыми отложениями труб водопроводных сетей и связанные с этим  затраты на устранение их последствий, и борьбу с ними;
     2.7. Повышают качество питьевой воды, сохраняя природный состав и концентрацию микронутриентов в ней, которые необходимы для организма человека и в животноводстве. Это снижает затраты на борьбу с болезнями; 
     2.8. Упрощают водоочистной каскад от источника до резервуаров чистой воды, делая часто ненужными в работе громоздкие, дорогостоящие отстойники перед фильтрами. Тем самым снижают капитальные вложения и затраты на эксплуатацию водоочистных станций;
     2.9. Исключают необходимость дорогих двух- и многослойных зернистых загрузок скорых фильтров, а также загрузок с малыми коэффициентами неоднородности как энергоёмкие в массовом изготовлении; повышают надёжность станций;
     2.10. Продлевают срок эксплуатации и расширяют условия применения простых однослойных загрузок фильтров из природного кварцевого песка, др. горных пород, искусственных материалов и отходов промышленности, что также экономит средства;
     2.11. Выгодны в режимах осветления, обесцвечивания, обезжелезивания, умягчения, опреснения, обессоливания воды, удаления тяжёлых металлов, марганца, сероводорода, органических веществ, облегчают бесхлорное обеззараживание воды на базе технологии RU 2570021.
     3. Нанотехнологии Дельта-фильтрования обеспечивают промышленное изготовление безреагентных и контактных водоочистных установок ходовых производительностей с характерными для них автоматическими промывкой и структуризацией регенерируемой загрузки. Варианты исполнения - напорные, безнапорные и сверхкомпактные. Это позволит оснастить индустриальными фильтрами системы улучшения качества воды в городском и сельскохозяйственном водоснабжении, а также промышленном оборотном и в теплоэнергетике - в т. ч. ЖКХ, для очистки стоков в водоотведении и жидкостей в химической промышленности:
     3.1. Экономическую эффективность нанотехнологий Дельта-фильтрования выражает универсальная формула

где
n – количество факторов (показателей), диктующих экономическую эффективность способа;
значения от i=1 по i=k - номера показателей, численные значения которых предусмотрено планомерно уменьшать по отчётным периодам;
значения от i=k+1 по i=n - номера показателей, численные значения которых нарастают (типично) по отчётным периодам, например, направленные на достижение численных значений показателей с номерами от i=1 по i=k;
Хр – планируемое численное значение i-гo показателя, %;
Xf - фактически достигнутое численное значение i-гo показателя, %.
При этом термин «показатель» принят согласно Гост Р 52104-2003 «Ресурсосбережение. Термины и определения» (вопреки частому в офиц. источниках не всем понятному сочетанию «показатели и индикаторы»);
    3.2. Детальными технико-экономическими расчётами определены следующие выгодные показатели реализации нанотехнологий Дельта-фильтрования на скорых фильтрах: удельные (уд.) затраты денежных средств - не более 56 рублей на систему водоснабжения уд. производительности 1 куб.м/сут, что требует для крупной городской системы водоснабжения производительностью, например, 550000 куб.м/сут не более 31 млн рублей (5,6 коп./л); общие затраты по РФ - не более 4 млрд рублей (для сокращения объёма расчётов все фильтры РФ приняты скорыми); расчётный срок окупаемости способа только за счёт попутного снижения числа промывок фильтров в 2-4 раза и получения соответственно дополнительного объёма питьевой воды (т. е. без учёта полного или частичного исключения реагента Дельта-фильтрованием, экономию средств на которых можно использовать, при необходимости в отдельных случаях, на защиту ахиллесовой пяты в фильтрах – дренажей, применяя надёжную конструкцию по RU 2064811 (п.2 формулы изобретения)) - от 4,3 месяцев до нескольких дней; доход поэтапно - от 2,5 до ~100 руб./год (ближайшая перспектива на прямых и косвенных затратах, в т. ч. за счёт устранения коррозии труб и утечек воды) с каждого вложенного 1 рубля; укрупнённый суммарный доход по РФ (годовой социально-экономический эффект) - до 400 млрд руб./год по курсу 2008 г., или ~1 трлн руб./год по курсу 2017 г.

© Ищенко Ю. А., 2016 - 2017.
Републикация разрешена автором Проекта.
8-905-399-69-06, linza2004@mail.ru, Ищенко Юрий Алексеевич.