Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка метода и создание экспериментального образца оптоэлектронного устройства для бесконтактного экспресс анализа степени загрязнения сточных вод и качества очистки промышленных стоков на наличие следов загрязнений

Номер контракта: 14.579.21.0047

Руководитель: Фещенко Валерий Сергеевич

Должность: Начальник научно-производственной лаборатории

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
алмазный детектор, уф – диапазон спектра, нефтесодержащие стоки, метод экспресс-анализа

Цель проекта:
Разработка научно-технических решений в области создания оптоэлектронного прибора экспресс-анализа сточных вод и промышленных стоков на наличие следов нефтепродуктов и углеводородных загрязнений на основе высокоэффективных фотоприемных алмазных датчиков ультрафиолетового (УФ)-излучения для обеспечения экологической безопасности водной среды.

Основные планируемые результаты проекта:
В ходе выполнения ПНИ должны быть получены следующие научно-технические результаты:
1 Анализ научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов, относящихся к объектам разработки;
2 Метод бесконтактного оптоэлектронного (далее-ОЭ) экспрес-анализа сточных вод на наличие следов нефтепродуктов и углеводородных загрязнений.
3 Технические решения в области создания оптоэлектронного прибора экспресс-анализа сточных вод и промышленных стоков на наличие следов нефтепродуктов и углеводородных загрязнений на основе высокоэффективных фотоприемных алмазных датчиков УФ-излучения в виде экспериментального образца прибора (ЭО).
4 Технические требования и предложения по реализации (коммерциализации) результатов ПНИ, по разработке, производству продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера - организации реального сектора экономики.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Будет изготовлен экспериментальный образец оптоэлектронного прибора экспресс-анализа сточных вод и промышленных стоков на наличие следов нефтепродуктов и углеводородных загрязнений для обеспечения экологической безопасности водной среды на основе высокоэффективных фотоприемных алмазных датчиков УФ-излучения с большим ресурсом непрерывной работы, высокой стойкостью к химическим продуктам, токсичным и загрязняющим реагентам.
Химическая инертность и высокая стойкость алмазных материалов позволяет использовать датчики на их основе в реальном времени на различных стадиях очистки воды, в том числе в химически агрессивных средах и при высоких температурах.
Поэтому в этой работе предполагается разработка и использование такого датчика для детектирования УФ спектров. В данной работе впервые будет осуществлено комплексное исследование УФ спектров (190 – 220 нм) пропускания городских стоков загрязненными нефтепродуктами. Будет разработана новая система, осуществляющая экспресс-метод анализа сточных вод, обладающая высокой чувствительностью, надежностью, возможностью автоматизации.
Методы ближней УФ и видимой спектроскопии, а так же УФ флуоресценции весьма подходят для экспресс диагностики, так как применяющиеся ими кварцевые трубки и кюветы, совмещают в себе такие свойства как прозрачность в широком диапазоне спектра, так и стойкость к воде и другим растворителям, но эти методы очень не точны из-за высокой вариабельности сырья для производства бензинов и масел.Их погрешность доходит до 400%. Что делает актуальным разработку экспресс-методов обладающих высокой чувствительностью, надежностью, возможностью автоматизации.
В то же время, по литературным данным, в диапазоне 190-225 нм, имеют полосы поглощения ароматические и другие разветвленные углеводороды, которые целенаправленно добавляют в бензины и масла для улучшения их потребительских качеств. Эти добавки производятся небольшим количеством производителей и имеют примерно одинаковый состав, это позволяет сделать предположение, что при переходе в диапазон 190 – 225 нм точность метода УФ спектроскопии возрастёт.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1) Результаты работы могут быть использованы для проведения опытно-конструкторских ра-бот (ОКР), направленных на создание новых видов научно-технической продукции в направлении «Рациональное природопользование» и основанных на использовании инновационных научно-технических решений и оригинальных подходов и отечественных оптоэлектронных устройств:
селективных приемников излучения, работающих в нетрадиционном дальнем УФ-диапазоне спектра,
бесконтактной технологии экспресс-анализа сточных вод и промышленных стоков на наличие следов нефтепродуктов и углеводородных загрязнений на основе высокоэффективных химически стойких алмазных датчиков УФ излучения, отличающихся:
большим ресурсом непрерывной работы,
высокой стойкостью к химическим продуктам, токсичным и загрязняющим реагентам,
что обеспечит увеличение производительности очистных сооружений, повышение качества очистки сточных вод и уменьшение издержек водоочистки.
2) Оптоэлектронное устройство для бесконтактного экспресс анализа сточных вод разработанное в рамках этого проекта будет устанавливаться на следующие системы:
• установки с оборотным водоснабжением для мойки колёс транспортных средств, выезжающих со стройплощадок;
• комплекты оборудования для автоматической мойки колес и днища легковых автомобилей с оборотным водоснабжением перед въездом в утепленные гаражи;
• установки для мойки колёс перед шиномонтажными работами;
• оборудование для систем оборотного водоснабжения моек транспорта.
При использовании товаров, созданных на основе полученных результатов, произойдёт по-вышение производительности труда на моечных комплексах, за счёт регистрации количества загряз-нений в реальном режиме времени и уменьшение отрицательного техногенного воздействия на ок-ружающую среду, за счёт повторного введения в оборот регенерированной очищенной воды.

Текущие результаты проекта:
Проведены теоретические исследования концепции и путей создания ОЭУ экспресс-анализа очистки сточных вод на основе алмазного датчика УФ излучения.
Разработан метод бесконтактного оптоэлектронного экспрес-анализа сточных вод на наличие следов нефтепродуктов и углеводородных загрязнений.
Разработана эскизная техническая документации для изготовления экспериментального образца ОЭУ экспресс-анализа очистки сточных вод на основе алмазного датчика УФ излучения.
Разработаны технологические процессы обработки приборных алмазных структур для изготовления алмазных датчиков, позволяющая изготовить алмазные датчики УФ излучения для ОУЭ.
Разработаны методики определения параметров и изготовление вспомогательных модулей для обеспечения функционирования экспериментального образца ОЭУ.
Разработано и изготовлено вспомогательное оборудование для обеспечения качества ОЭУ экспресс-анализа очистки сточных вод на основе алмазного датчика УФ излучения.