Введение к работе
Актуальность работы. Обеспечение санитарного стояния малых населенных мест и вахтовых поселков для нефтяяи-зв, газовиков, геологов и строителей на Крайнем Севере- важная эциальная проблема и необходимое условие дальнейшего террктори-іьного освоения нефтегазоносных районов этого региона и его при-эдных богатств.
Существующая практика освоения и эксплуатации месторождений зряду с экологическим несовершенствам технологии добычи приводят
ухудшению качества и деградации природной среды, для сохранения этенциала естественного самоочищения которой уже недостаточно оделять 6х> от суммы общих затрат на освоение месторождения (при Зще принятой в мировой практике норме- от 30 до 70).
В сравнительной жале оценок естественных природних потенци-
лов районы Севера занимают самые последние места. Так, например,
отенциал самоочищения почв в тундре в 8-Ю раз меньие.чем в юж-
ой тайге. Сброс даяе очищенных стоков в водоемы з условиях уяз-
имого равновесия северной природы зачастую нежелателен. Получен
ий осадок не можзт быть использован в качестве удобрения, его
еобходимо ликвидировать. ' .
Механический перенос на условия Севера традиционных для сред-ей полосы решений в большинстве случаев себя не оправдывает, а ногда и.вовсе неприемлем при проектировании систе;.! водоснабяения, анализации и теплоснабжения. Достаточно отметить сложные мерз-тно-грунтовые условия, вішуздашіде вести прокладку канализациоя-х сетей на искусственных насыпях и опорах вкшз уровня земля с тройством промежуточных станций перекачки.
Канализование северных поселений традиционными методами свя-яо с большими капиталовложениями, серьезными проблемами в эксп-атации этих систем и негативными воздействиями на окружающую, еду, прежде всего водную.Этого в значительной степени мояяо издать при ликвидации сточных вод и их осадков путем сжигания и ларкиания. В настоящее время существуют различные печи для вы-ривания яидкости или сжигания твердых веществ. За рубежом подули "іироксе распространение печи дта сжигания осадков в кипящем ;ие (КС).
Внедрению в отечественную практику этого высокоэффективного оборудования препятствует отсутствие в нашей стране и за рубежом исследований его работы и каких-либо данных для проектирования. Следовательно, весьма актуальным является, исследование его работы и разработка конструкции.
В условиях небольших населенных пунктов Севера данный, метод
может быть использован для обезвреживании бытовых и производствен
ных сточных вод без их предварительной очистки. Это позволит иск
лючить из системы канализации очистные сооружения и уменьшить дли
ну сети. -
Цель и з а д а ч и р а б о ты. Целью работы является получение.научно обоснованных данных для определения оптимальных технологических и экологических параметров процесса сжигания в ки лящем слое - максимальной производительности при минимальном расходе .дополнительного топлива и снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
В соответствии с этим поставлены и решены следующие задачи:
анализ имеющегося опыта'сжигания осадков битовых сточных вод в печах различных конструкций и оценка эффективности аппаратов с кипящим слоем; .'.-
изучение физико-химического состава и теплотехнических своим осадков бытовых сточных вод;" -
расчетные и экспериментальные исследования влияния аэродинамических факторов и конструктивных особенностей топочных камер ш тепловые и массообыеякые характеристики рабочего процесса в аппаратах с-КС; "-.-.".
обоснование критериев оценки и выбор факторов, влияющих на гг
цесо сяигания; . .--.-,
выделение значимых -факторов методом априорного ранжирования постановкой отсеивающих экспериментов;
экспериментальные исследования влияния выделенных <ї,а..горов н технологические и экологические параметры процесса методом много факторного планирования эксперимента и получение математического отображения основных зависимостей;
технико-экономическая оценка метода сжигания в КС.
Научная новизна работы. Разработка методика многокаморного планирования эксперимента для поиска оптимг
з ..'..
них параметров процесса сжигания осадков в топке КС.
Экспериментально изучено влияние значимых факторов(эквивй-лентного диаметра зерен загрузки слоя и степени его .расширения) . на параметры оптимизации процесса: удельную производительность, расход дополнительного топлива и экологический показатель работы топочного устройства - величину"недожога" в золе уноса.
Получено математические'отображение зависимости параметров оптимизации от значимых факторов в виде пилиномов первой и второй степени и графиков.
Определена область оптимальных значений указанных факторов, і которой процесс сжигания осадков идет при максимальной удельяий производительности с минимальными выбросами загрязняющих веществ.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработана новая . конструкция печи КС, защищенная авторским свидетельством; получены данные для расчета и проектирования топочных камер с кипящим слоем для промышленнных установок термической обработки осадков и
Результаты работы позволяют повысить эффективность топок КС и уменьшить их негативное воздействия на 'окружающую среду за :чет оптимизации параметров процесса сжигания по разработанное* методике»
Подтвержденный ожидаемый,-экономический эффект от использования промышленного образца в проекте для ЖК ил. С.1.'.Кирова составил 115 тыс. р. в год (в ценах до 1992 г.). .
, -'Апробация.рабо ты. Основные положения диссертации были доложены и одобрены на научно-практической конференцій "Охрана и рациональное использование природных ресурсов Евр'о-іейского Севера" (Мурманск,1977), научно-технических конференциях ?ИСИ(Горький,І978), -ЛВйМУ им. адмирала С.0.їдакарива(Денішград,І978), і Архангельского областного Совета НТО "Комплексные проблемы их- раны окружающей среды" (Архангельск,1978), If и У Всесоюзных межвузовских конференциях "Проблемы охраны труда" (Каунас,IC-'Ji и Рубечное, 1935), Всесоюзной научно-технической конференции "Запита водного и воздушного бассейнов от загрязнений при постройке а эксплуатации судов" (Ленинград,1990), научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников и аспирантов ЛИСИ
СПблСИ (Ленинград - СПб.,1983-1993).
Публикаций. По теме диссертации опубликовано 15 работ, получено 2 авторских свидетельства на изобретения.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав, виводов,списка использованной Литературы из 125 наименовании,в том числе 7 иностранных. Работа содержит 162 страницы машинописного текста,49 рисунков, 33 таблицу.