Введение к работе
Актуальность работы. При строительстве машиностроительных
предприятий, в состав которых входят гальванические цеха и участки, уже на стадии проектирования учитываются приемы, методы обработки деталей и на этой основе проектируется технологическая линия очистки промышленных стоков. Учитывая современную тенденцию контроля экологического воздействия промстоков на окружающую среду, становится необходимым исследовать наиболее эффективные технологические методы очистки загрязненной воды, позволяющие свести к минимуму их вредное воздействие, либо замыкать поток воды в технологическом цикле.
Определенным и существенным резервом в осуществлении этих мероприятий является применение электрического тока в технологии очистки сточных вод. Среди наиболее перспективных методов использования электрического тока можно считать электрокоагуляционный метод. Электрокоагуляция позволяет исключить расход реагентов, использовать воду после очистки далее в обороте, элекгрокоагуляционные установки занимают незначительные площади.
Несмотря на очевидные преимущества этот метод нуждается в интенсификации: необходим поиск эффективных мер по снижению пассивации анодов, зашламления электродов, а также поддержанию в межэлектродном объеме условий, предотвращающих образование мало- или нерастворимых соединений. Перспективным направлением является использование для питания электрокоагуляторов импульсного тока.
Диссертационная работа выполнена в рамках плановой государственной бюджетной НИР РП-1-1993-94 "Очистка и использование сточных вод и отработанных электролитов гальванического производства", входящей в региональную программу «Экология Нижней Волги».
Цель и задачи работы. Разработка и создание технических средств и технологических решений для снижения экологической нагрузки на окружающую среду на основе процесса электрокоагуляционной очистки промышленных сточных вод, содержащих Fe (III), Fe (II) , Cr(YI), Zn (П) с использованием импульсного тока различной частоты в проектировании и строительстве металлообрабатывающих производств.
Для достижения поставленной цели в ходе работы решались следующие задачи:
-теоретическое и экспериментальное обоснование оптимальных режимов работы электрокоагулятора на импульсном токе по очистке хром- и цинксодержащих сточных вод;
-разработка технологии электрокоагуляционной очистки сточных вод на импульсном токе;
-эколого-экономический анализ электрокоагуляционной очистки хром-и цинксодержащих сточных вод.
Методы исследований включали: титриметрические, объемные, гравиметрические и потенциостатические исследования, фотометрический, потенциометрический и осциллографический анализы.
Научная новизна работы.
Обосновано применение импульсного асимметричного тока для питания электрокоагуляционных установок по очистке промышленных сточных вод. Установлены оптимальные технологические параметры режимов работы электрокоагуляторов, при которых происходит наиболее эффективная очистка обрабатываемых вод.
Выявлены и определены количественные характеристики частоты, скважности, амплитуды и длительности импульсов асимметричного тока на скорость процесса очистки и скорость растворения анодов, кислотности среды промывных вод гальванических цехов.
Разработана методика расчета электрокоагулятора и даны эекомендаиии по эксплуатации установок для электрокоагуляционнои эчистки хром- и цинксодержащих сточных вод нестационарным электролизом.
Дан комплексный эколого-экономический анализ применения зазрабогаїшого метода для очистки хром- и цинксодержащих сточных вод в троектировании и строительстве локальных систем очистки с целью защиты окружающей среды.
Практическая значимость работы.
Предложено использовать импульсный ток для питания электрокоагуляциокных установок по очистке и регенерации хром- и іинксодержащих сточных вод, позволяющий интенсифицировать процесс эчистки, организовать водооборот, использовать продукты электролиза в тромышленности.
Обосновано рациональное расположение электрокоагуляторов в гальванической линии хромирования и цинкования и приведены режимы их эксплуатации.
Определены оптимальные параметры работы электрокоагуляторов на імпульсном токе в промышленных условиях, обеспечивающие защиту окружающей среды.
Реализация результатов работы. Основные результаты работы шробированы и внедрены на предприятиях г.Волгограда ОАО ВЗТДН и ^.Камышина ОАО ХБК им.Косыгина.
На зашиту выносятся теоретические и экспериментальные зезультаты и выводы по использованию в процессах очистки хром- и тянксодержащих сточных вод, а также регенерации цинксодержащих ггочных вод асимметричного переменного тока для питания тектрокоагуляционных установок, а также данные о влиянии параметров імпульсного тока на скорость растворения анодов и осадкообразования.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на:
Международной н.-т.конф. «Высшая школа в решении экологических проблем Нижне-Волжского региона», сентябрь 1994 г. Волгоград.
Научно-практической конференции студентов и молодых ученых Волг, обл., 5-9 дек. 1994 г., Волгоград 1994.
Научно-практической конференции Ростовской-на-Дону академии строительства, г.Ростов-на-Дону, апрель 1995.
Научно-практической конференции студентов и молодых ученых Волгоградской обл ., ноябрь, Волгоград 1995.
Международном научном Симпозиуме «Экология и безопасность жизнедеятельности», Волгоград 1996 г.
Международной научно-практической конференции «Надежность и долговечность строительных материалов», Волгоград,!998 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ и 1 положительное решение на патент.
. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и основных выводов, списка литературы и приложения. Общий объем диссертационной работы - 160 страниц, в т.ч. 146 страниц машинописного текста, 41 рисунка, 16 таблиц, И приложений. Библиография включает 186 наименований. В приложении приведены сведения о расчете электрокоагулятора, электрические и принципиальные схемы генераторов импульсов, акты внедрений.
