Введение к работе
1 -
Актуальность работы . Значительная часть сточных вод со-іеменньїх химических , нефтехимических и пищевых прслприя-|й представляет собой жидкие среды загрязненные твердыми ходами производств , так называемые шламовые стоки . Такие оки невозможно направлять на биологическую очистку, по-ому они подвергаются предварительной очистке в отстойни-IX , фильтрах , центрифугах и т.д. Образующийся в процессе раз-:ления шлам необходимо захоронить , что , в свою очередь , ебует устройства специальных полигонов, которые являются )щнейшими источниками загрязнения атмосферы и грунтовых д, кроме того , такие полигоны занимают значительные пло-зди земли .требуют большие финансовые затраты на вывоз гіама и его захоронение.
; Проблема загрязнения окружающей среды отходами про>;з-дств остается наиболее острой для России. Ежегодное их уве-ічение на душу населения составляет 4 - 6 % . Причем темпы іразования отходов значительно опережают процессы их пере-ботки , утилизации и естественного обеззараживания .
Таким образом , переработка отходов предприятий являеч ^л жнейшей проблемой , позволяющей не только защитить окгу-иощую среду от загрязнения , но и выделит]» ценные про-кты , так называемое вторичное сырье, которые могут быть пользованы для получения таких строительных материалов к цемент или асфальт .
Однако использование шлама для производства строитель-IX материалов во многих случаях возможно только после презрительной очистки сточных вод от таких высокотоксичных ществ , как метанол , ацетон , ЧХУ и др. Эти вещества не толь-растворены в воде, но и удерживаются адсорбционными сини на поверхности твердых частиц , что предопределяет при-нение специального оборудования и термического воздейст-я, чаще всего процессов перегонки или ректификации для их злечения и последующей регенерации.
Цель работы. Защита окружающей среды от загрязнений грдыми отходами посредством извлечения шлама из сточных ц, очистки его и использование в производстве строительных териалов .
2--Основные задачи:
оценка экологических аспектов негативного воздейств твердых и жидких отходов на окружающую среду;
изучение и анализ процессов, связанных с течением жи ких сред в элементах конструкций оборудования для пере) ботки сточных- вод;
разработка конструкции-аппарата для эффективной очи ки шламовых стоков от токсичных веществ ;
составление физической. и математической модели тс ния жидкости в элементах распределительного устройства;
теоретические и экспериментальные исследования по р; работке способа переработки шламовых стоков ;
разработка технологической схемы очистки шлама от ті сичных веществ с выделением их в качестве готового продую а также использование шлама в производстве строительных і териалов ;
промышленные испытания разработанной конструкции г ссообменного аппарата для переработки шламовых отходов ;
1 - оценка эффективности защиты окружающей среды от : грязнения твердыми отходами при использовании разработанн схемы их утилизации.
Основная идея работы состоит в использовании знері струи .орошающего потока для вращения распределительнс устройства жидкости , а также в применении " глухих " та] лок вихревого типа для ступенчатой обработки загрязнение потока " острым " паром .
Методы исследования включали : аналитическое обобщен
известных научных и технических результатов , физическое
математическое моделирование, современные приборы стробе
копического эффекта , мощное программное обеспечение ти
PRO-II , обработку экспериментальных данных методами ма
матической статистики. t .
Научная новизна работы состоит в том, что
разработай эффективный метод защиты окружающей ере от загрязнения твердыми отходами путем извлечения из них -ксичных веществ и последующим использованием шлама,; производства строительных материалов ;
разработана физическая и математическая модели течеі жидких сред в элементах распределительного устройства;
получены экспериментально подтвержденные зависимое! характеризующие распределение жидкости по сечению колонн
- установлена связь между параметрами , обеспечивающими тимальные режимы работы распределительного устройства це-робежного типа, вращение которого создается за счет энергии руи орошающей жидкости;
- разработана расчетная схема "массообменного аппарата, мо-
лирующая реальные условия процесса .
Достоверность научных положений, выводов и рекоменда-!Й доказана применением классических положений гидроди-мики при моделировании изучаемых процессов , подтвержден-IX удовлетворительной сходимостью полученных результатов спериментальных , лабораторных и производственных исследо-ний , патентной чистотой разработанного технического реше-:я, а также применением современных приборов и методик ра-ета .
Практическое значение работы :
для обеспечения защиты окружающей среды и предотвра-;ния потерь сырьевых ресурсов разработана принципиально пая конструкция массообменного аппарата , высокая эффек-вность которого достигается за счет использования центро-жного распределителя жидкости , новизна его подтверждена тентом РФ ( № 2033848 );
разработана технологическая схема переработки химичес-: загрязненных шламовых стоков с целью использования их в честве вторичного сырья для производства строительных мате-:алов ;
разработаны рекомендации по проектированию аппаратов я очистки сильно загрязненных стоков ;
проведена промышленная проверка эффективности работы зработанной конструкции массообменного аппарата;
- разработана методика технологических расчетов массооб-
:ппых процсссоп , моделирующих реальные услоимя и режимы
боты многоступенчатой отпарной и ректификационной совме-
гнных колонн , с использованием современного пакета прог-
мм PRO - II.
Реализация результатов работы :
разработана проектно - конструкторская документация на пповлепие промышленного образца массообменного аппарата ;
прошла испытания и передана в промышленную эксплуа-цшо установка очистки шламовых стоков от метанола ;
разработана технологическая схема переработки шлама и пользования его в производстве строительных материалов ;
рекомендации , выводы и научные результаты работы ис-
ПОЛЬЗОВаНЫ При Проектировании СИСТеМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ В!
от органики в производстве хлороформа, производствах метш ацетата и этилацетата;
- материалы диссертационной работы использованы кафе, рой ПЭБЖ и кафедрой ПАХП в дипломном проектировании
К данной конструкции распределительного устройства ю жидкости проявили интерес представители фирмы " NORTON' специализирующиеся на разработке контактных устройств масс обменных аппаратов .
На защиту выносятся :
способ очистки шламовых стоков от токсичных летуча веществ с выделением их в виде готового продукта;
разработанная конструкция массообменного аппарата пл ночного типа , снабженная "глухими" контактными тарелками ві хревого типа , позволяющие десорбировать легкие компонент "острым" паром ;
конструкция распределительного устройства центробежно типа, защищенная патентом РФ , вращение которого создает струей орошающей жидкости;
результаты экспериментальных исследований , подтвержу гощих разработанный способ очистки шламовых стоков ;
методика расчета комбинированного массообменного апп рата , нижняя десорбционная часть которого снабжена устройс пом для ступенчатой подачи "острого" пара на каждую ст пень , а верхняя - укрепляющая часть ректификационной коло, ны пленочного типа , адаптированная к пакету програм? PRO - II ;
результаты промышленного испытания разработанного сп< соба очистки и утилизации шламового стока .
Апробация работы, Основные положения и результаты р боты докладывались и получили одобрение на международне научно-технической конференции 1998г. , ежегодной научне конференции Волгоградского государственного технически университета , на техническом Совете ОАО " Химпром ".
Публикации . Результаты исследований опубликованы в печатных работах и патенте РФ .
Объем и структура работы . Диссертация состоит из введ ния и 5 глав , заключения , списка литературы и приложени; Общий объем работы 157 страниц, в том числе ; б таблиц, 21 р. сунков , список литературы из 137 наименований , 5 приложение
