cahtНаучный вестник МГТУ ГАCivil Aviation High Technologies2079-06192542-0119Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)10.26467/2079-0619-2020-23-3-73-82caht-1705Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕMECHANICAL ENGINEERING AND THEORY OF MACHINES AND MECHANISMЕSПрименение высшей водной растительности для доочистки сточных вод аэропортовThe use of higher aquatic vegetation for airports wastewater final purificationНиколайкинаН. Е.NikolaykinaN. E.

Николайкина Наталья Евгеньевна, кандидат технических наук, доцент, заведующая кафедрой химии и биотехнологий

г. Москва

Natalia E. Nikolaykina, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, The Head of Chemistry and Biotechnologies Chair

Moscow

nikols_153@mail.ruНиколайкинН. И.NikolaykinN. I.

Николайкин Николай Иванович, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры безопасности полётов и жизнедеятельности

г. Москва

Nikolay I. Nikolaykin, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, the Professor of Flight and Life Safety Chair

Moscow

nikols_n@mail.ruМосковский политехнический университетРоссияMoscow Polytechnical UniversityRussian FederationМосковский государственный технический университет гражданской авиацииРоссияMoscow State Technical University of Civil AviationRussian Federation2020030720202337382Copyright © Николайкина Н.Е., Николайкин Н.И., 20202020Николайкина Н.Е., Николайкин Н.И.Nikolaykina N.E., Nikolaykin N.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1705

Показано, что при росте авиаперевозок необходимо повышать эффективность очистки ливневых и талых сточных вод с территории аэропортов и прочих авиапредприятий. Предлагается для защиты окружающей среды от сбросов загрязнений аэропортов в природные водоёмы использовать высшую водную растительность. Для дополнительной стадии финальной очистки предлагается применить водный гиацинт – эйхорнию. Дается обоснование выбора растения, описаны его основные характеристики и механизм извлечения загрязнений из водной среды в процессе метаболизма. Приводится методика экспериментов по определению эффективности биологической очистки сточных вод в условиях Центральной полосы России на примере Подмосковья. Даны результаты измерения концентраций взвешенных веществ и нефтепродуктов в воде до и после очистки в прудах-отстойниках. Показана эффективность биологической очистки. Отмечена возможность использования водного гиацинта и для очистки отдельных поверхностных водоёмов. Для круглогодичного использования растений на открытых очистных сооружениях рекомендовано применять защитные конструкции (укрытия), тогда в защищённых условиях процессы метаболизма могут протекать в корневище, стеблях и листьях растения даже в осенне-зимний период. Предложено отработанную биомассу в коммерческих целях утилизировать как добавку к корму скота при соблюдении определенных условий, которые сформулированы. Приведен алгоритм сохранения саженцев в холодный период года и последующей высадки их в водоемы весной. Применение способа биологической доочистки водным гиацинтом экономически целесообразно, однако требуется соблюдать необычные меры экологической безопасности, которые предложены. Подчеркнута целесообразность дальнейших перспективных работ по созданию специализированных экосистем с участием высшей водной растительности, для природоподобной комплексной очистки отдельных видов сточных вод.

It has been shown that with air transportation rise it is necessary to increase the efficiency of storm and wastewater purification from the territory of the airports and other air enterprises. It is suggested to use higher aquatic vegetation to protect the environment from airborne pollutants into natural water reservoirs. For further step of final cleanup it is proposed to use aquatic hyacinth – Eichornia. The rationalization for the plant selection is provided, its essential characteristics and the way for extracting pollutants out of the aquatic environment during the metabolism process are described. The technique of experiments on determining the effectiveness of biological wastewater purification within the conditions of the central part of the country is discussed in terms of Moscow region. The measurement results of suspended materials and petrochemicals concentrations in water before and after purification in sediment ponds are presented. The effectiveness of biological purification is shown. The possibility of using water hyacinth for purification of some superficial water reservoirs is also outlined. It is recommended all the year round to use protecting constructions (covers) in open purification plants, then under protected conditions metabolism processes can proceed in the rhizome, stems and foliage of the vegetation even in the autumn-winter period. It is proposed to recycle the used biomass for commercial purposes as a livestock fodder additive under the certain conditions that have been defined. The algorithm of preserving seedlings in the cold season and their subsequent planting in water reservoirs in spring is discussed. It is economically feasible to use biological final purification by aquatic hyacinth but observing the unusual environmental safety measures that have been formulated is required. Practicability of further prospective work on producing specialized ecosystems involving higher aquatic vegetation for nature-like integrated purification of certain types of wastewater was underlined.

аэропортзащита окружающей средысточные водывзвешенные веществанефтепродуктыбиологическая очисткаводный гиацинтутилизация биомассыairportenvironmental protectionwastewatersuspended materialspetrochemicalsbiological purificationaquatic hyacinthbiomass recyclingReferencesРодионов А.И. Технологические процессы экологической безопасности / А.И. Родионов, В.Н. Клушин, В.Г. Систер. 5-е изд. испр. и доп. М.: Юрайт, 2019. 283 с.Rodionov, A.I., Klushin, V.N. and Sister, V.G. (2019). Tekhnologicheskiye protsessy ekologicheskoy bezopasnosti [Technological processes of environmental safety]. Moscow: Yurayt, 283 p. (in Russian)Родионов А.И. Охрана окружающей среды: процессы и аппараты защиты гидросферы / А.И. Родионов, В.Н. Клушин, В.Г. Систер. 5-е изд. испр. и доп. М.: Юрайт, 2019. 283 с.Rodionov, A.I., Klushin, V.N. and Sister, V.G. (2019). Okhrana okruzhayushchey sredy: protsessy i apparaty zashchity gidrosfery [Environmental protection: hydrosphere protection processes and devices]. Moscow: Yurayt, 283 p. (in Russian)Сергиенко Л.И. Защита водных источников от загрязнения сточными водами на примере г. Волжского Волгоградской области / Л.И. Сергиенко, С.В. Паринов, С.П. Никонорова // Экология урбанизированных территорий. 2019. № 2. С. 6–10. DOI: 10.24411/1816-1863-2019-12006Sergiyenko, L.I., Parinov, S.V. and Nikonorova, S.P. (2019). Protection of water sources from contamination by sewage: a case study of the town of Volzhky of the Volgograd Region. Social and Scientific Journal «ECOLOGY OF URBAN AREAS», no. 2, pp. 6–10. DOI: 10.24411/1816-1863-2019-12006. (in Russian)Бочавер К.З., Клушин В.Н. О доступных эколого-технологических возможностях снижения эмиссии углекислого газа в атмосферу // Экологический вестник России. 2017. № 8. C. 38–43.Bochaver, K.Z. and Klushin, V.N. (2017). O dostupnykh ekologo-tekhnologicheskikh vozmozhnostyakh snizheniya emissii uglekislogo gaza v atmosferu [On the available environmental and technological opportunities to reduce carbon dioxide atmosphere emissions]. Ekologicheskiy vestnik Rossii, no. 8, pp. 38–43. (in Russian)Zubakhin N.P. Purification of coke-plant waste by carbon adsorbents / N.P. Zubakhin, V.N. Klushin, K.G. Starostin, A.V. Nistratov // Coke and Chemistry. 2015. Vol. 58, no. 2. Pp. 75–78. DOI: https://doi.org/10.3103/S1068364X15020088Zubakhin, N.P., Klushin, V.N., Starostin, K.G. and Nistratov, A.V. (2015). Purification of coke-plant waste by carbon adsorbents. Coke and Chemistry, vol. 58, no. 2, pp. 75–78. DOI: https://doi.org/10.3103/S1068364X15020088 (in Russian)Клушин В.Н. Новый агент защиты окружающей среды на нефтепромыслах / В.Н. Клушин, А.А. Карташов, А.В. Нистратов, А.В. Колесников, С.М. Мисакова // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2017. № 3. С. 48–50.Klushin, V.N., Kartashov, A.A., Nistratov, A.V., Kolesnikov, A.V. and Misakova, S.M. (2017). New environmental protection agent on oil fields. Neftepererabotka i neftekhimiya. Nauchnotekhnicheskiye dostizheniya i peredovoy opyt, no 3, pp. 48–50. (in Russian)Mitin A., Nikolaykina, N., Pushnov A. Aerodynamic resistance of a biofilter with a packing of pine cones // Journal of Environmental Engineering and Landscape Management. 2015. Vol. 23, № 2. Pp. 138–146. DOI: https://doi.org/10.3846/16486897.2015.1009912Mitin, A., Nikolajkina, N. and Pushnov, A. (2015). Aerodynamic resistance of a biofilter with a packing of pine cones. Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, vol. 23, no. 2, pp. 138–146. DOI: https://doi.org/10.3846/16486897.2015.1009912. (in Russian)Смирнов В.Н., Винаров А.Ю. Биоутилизация газовых и жидкостных отходов лакокрасочных производств // Биотехнологии в комплексном развитии регионов: сборник трудов международной НПК. Москва, 15-17 марта 2016 г. Закрытое акционерное общество "Экспобиохим-технологии". Москва, 2016. С. 19.Smirnov, V.N. and Vinarov, A.Yu. (2016). Bio-utilization gas and liquid waste paint and varnish manufacture. Biotekhnologii v kompleksnom razvitii regionov: sbornik trudov mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Biotechnologies in the complex development of regions: proceedings of the international scientifically-practical conference], pp. 19. (in Russian)Кручинин Н.А. Ботанический метод очистки воды водоёмов от гептила / Н.А. Кручинин, Г.М. Николаева, И.И. Глухарев, О.В. Долинина [Электронный ресурс] // СИП РИА. 2013. URL: http://www.sipria.ru/tir/geptbot.html (дата обращения 02.04.2020).Kruchinin, N.A., Nikolaeva, G.M., Gluxarev, I.I. and Dolinina, O.V. (2013) Botanicheskiy metod ochistki vody vodoyemov ot geptila [Botanical method of heptyl water purification for reservoirs]. Available at: http://www.sipria.ru/tir/geptbot.html (accessed 02.04.2020). (in Russian)Пупырев Е.И. Комплексные решения в системах ливневой канализации // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13, № 5 (116). С. 651–659. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.5.651-659Pupyrev, E.I. (2018). Integrated solutions in storm sewer systems. Vestnik MGSU, vol. 13, no. 5 (116), pp. 651–659. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.5.651-659. (in Russian)Шанцер И.А. Растения средней полосы Европейской России. 5-е изд. испр. и доп. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2017. 464 с.Shantser, I.A. (2017). Rasteniya sredney polosy Evropeyskoy Rossii [Plants of the European Russia middle strip]. 5th ed., ispravlennoye i dopolnennoye. Moscow: Tovarishchestvo nauchnykh izdaniy KMK, 464 p. (in Russian)Кулагина А.А., Николайкина Н.Е. Исследование процесса доочистки сточных вод водным гиацинтом эйхорния // Исследования в области естественных и технических наук: междисциплинарный диалог и интеграция: в сборнике научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. Белгород, 27 декабря 2018 г. Белгород: Общество с ограниченной ответственностью «Агентство перспективных научных исследований», 2019. С. 37–39.Kulagina, A.A. and Nikolajkina, N.E. (2019). Issledovaniye protsessa doochistki stochnykh vod vodnym giatsintom eykhorniya [Investigation of the wastewater treatment process with aqueous hyacinth Eichornia]. Issledovaniya v oblasti yestestvennykh i tekhnicheskikh nauk: mezhdistsiplinarnyy dialog i integratsiya: v sbornike nauchnykh trudov po materialam Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Studies in the fields of natural and technical science: interdisciplinary dialog and integration in the proceedings collection of the International scientificallypractical conference], pp. 37–39. (in Russian)Николайкин Н.И., Старков Е.Ю. Модель эколого-экономического воздействия авиационных происшествий // Предпринимательство. 2016. № 7. С. 38.Nikolaykin, N.I and Starkov, E.Yu. (2016). Model ekologo-ekonomicheskogo vozdeystviya aviatsionnykh proisshestviy [Environmental Accident Impact Model]. Predprinimatelstvo, no. 7, p. 38. (in Russian)Николайкин Н.И., Старков Е.Ю. Уменьшение экологических последствий от воздействия авиационных происшествий // Научный Вестник МГТУ ГА. 2016. № 225 (3). С. 129–136.Nikolaykin, N.I. and Starkov, E.Yu. (2016). Еcological consequences reduction from aviation accidents impacts. Civil Aviation High Technologies, no. 225 (3), pp. 129–136. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.