Введение к работе
Актуальность проблемы. Современные производственные технологии приводят к сопутствующему образованию значительного количества сточных вод (СВ), что определяется широким использованием в производстве пресной воды (ПВ). Изменение экологической обстановки требует все более глубокой очистки СВ для снижения уровня загрязнения окружающей среды и предопределяет либо поиски новых источников технической воды, либо повторное использование очищенных вод.
Повышение эффективности очистки СВ и снижение затрат на получение ПВ - это две взаимосвязанные проблемы, решение которых позволит создать оптимальную схему водоиспользования на объектах морских технологий (рыбообрабатывающих судах, буровых платформах, судоремонтных и рыбоперерабатывающих заводах), как стационарных так и нестационарных, имеющих морское или береговое базирование.
Принципы рационального использования природных ресурсов требуют решать эту проблему как двуединую задачу, комплексное решение которой, согласно современной концепции исчерпаемости природных ресурсов, заключается в том, чтобы рассматривать СВ в качестве одного из ваиболее легкодоступных ресурсов ПВ. Повторное использование СВ дает не только высокую степень выхода ПВ, но и предотвращает загрязнение вод Мирового океана.
Отмеченное делает актуальной задачу создания систем водоиспользования объектов морских технологий на основе комплексной рециркуляционной схемы с повторным использованием воды и утилизацией или обезвреживанием выделенных загрязнений, что и определяет комплексную технологию физико-термической очистки (ФТО) СВ.
Цель работы. На основании экспериментальных исследований процессов комплексной безреагентной технологии ФТО получить обобщенные данные и разработать оборудование с определением эксплуатационных режимов основных технологических процессов систем повторного водоиспользования автономных энергонасыщенных объектов морских технологии с высоким уровнем водопотребления - водоотведеиия.
Задачи, которые решены для достижения поставленной цели:
- сбор, обобщение и анализ информации об источниках и количестве СВ, их
фазово-дисперсном и химическом составе для объектов морских технологий;
разработка методики проведения исследований процесса ФТО;
разработка схем экспериментальных установок, конструирование аппара-
тов и их создание;
- исследование кинетических характеристик процессов окисления различ-
ных загрязняющих веществ на реальных CD и их имитатах;
- определение степени санитарной безопасности технологии ФТО на реаль-
ных СВ при различных режимах обработки;
- разработка промышленной установки ФТО СВ и выполнение полномас-
штабного промышленного эксперимента с целью определения адекватности результатов экспериментальных и промышленных исследований;
- разработка рекомендаций по вариантам схемных систем повторного водо-
использования объектов морских технологий;
- осуществление экспериментальной проверки возможности использованш
СВ после ФТО для получения пара низких параметров. Научная новизна работы. 1. Впервые проведено комплексное исследо вание нового безреагентного метода очистки СВ по технологии ФТО.
-
Исследованы процессы термической обработки реальных производственных и хозяйственно-бытовых СВ и их имитатов при температура? Ю0...220С, и получены обобщенные зависимости.
-
Определены константы скорости реакций и квазиравновесные значения концентраций процесса окисления различных органических загрязняющих веществ в жидкой фазе при термической обработки реальных СВ и и? имитатов в зависимости от температуры и концентрации окислителя.
-
Установлена нижняя температурная граница дезодорирования хозяй ственно-бытовых СВ.
-
Определена степень обеззараживания реальных СВ при их обработм по исследуемой технологии.
-
Экспериментально установлено отсутствие отложений на теплопере дающих поверхностях аппаратов экспериментальной и промышленной уста новок ФТО.
-
Предложены схемы систем повторного использования СВ с примене нием технологии ФТО для рыбообрабатывающих судов и судоремонтные заволов.
Практическая ценность работы. I. Выявленные зависимости степені окисления различных загрязняющих веществ в результате термической об работки различного состава СВ и их имитатов позволяют рекомендоваті эксплуатационные режимы установок ФТО для объектов морских техноло гий.
-
Полученные обобщенные зависимости и значения констант скорості реакции окисления загрязняющих веществ при термической обработки СЕ дают возможность определять массогаоаритные характеристики аппаратої установок ФТО.
-
Данные по дезодорированию и обеззараживанию термически обрабо танных СВ позволяют определить эксплуатационные параметры работы ус
тановок ФТО для получения воды, удовлетворяющей санитарно-гигиеническим требованиям к повторно используемым для технических целей св.
-
Предложены комплексные схемы с использованием установок ФТО и определены их основные параметры для систем повторного использования воды рыбообрабатывающих судов и судоремонтных заводов, которые обеспечивают прекращение сброса СВ такими объектами и снижают потребление природной ПВ или затраты на ее получение.
-
По результатам экспериментальных исследований создана промышленная установка ФТО СВ для судоремонтного завода.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Предложенные автором обобщенные зависимости степени очистки СВ от органических загрязняющих веществ в процессе термической обработки реальных СВ и их имитатов.
-
Значения констант скорости реакций окисления органических веществ и их киазиравновесные значения для СВ различного состава.
-
Установленную экспериментально минимально допустимую температурную границу процесса дезодорирования при ФТО хозяйственно - бытовых СВ.
.4. Экспериментально подтвержденный эффект отсутствия отложений в теплоооменных аппаратах и реакторах установки ФТО при исследованных режимных параметрах и характеристиках СВ.
-
Экспериментально установленную зависимость степени обеззараживания хозяйственно - бытовых СВ от температуры обработки.
-
Эффект влияния внутреннего тепловыделения на характеристики процесса термической обработки СВ.
-
Комплексная схема систем повторного использования СВ объектов морских технологий на базе установок, использующих метод ФТО.
Реализация результатов работы. Основные результаты исследований, выполненных в процессе работы, использованы:
-
При разработке схемы установки ФТО СВ Дальзавода - для расчета систем и аппаратов установки, а также для определения режимных параметров ее работы.
-
При проектировании установки по очистке моющих растворов и сточных вод участка очистки и расконсервации деталей механического цеха Владивостокского судоремонтного завода.
-
В ряде хоздоговорных и госбюджетных НИР, а так же в учебном процессе ДВГТУ.
Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 23 работы, включая два'авторских свидетельства на изобретение.
Основные положения работы докладывались на научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников ДВПИ 1979...95 гг., Дальневосточных и региональных конференциях, в том числе: "Паука и прогресс в рыбной промышленности"(Владивосток, 1979 г.), "Вопросы использования морских и сточных вод в судовых энергетических установках"(Владивосток, 1980 г.), "Охрана и рациональное использование природных ресурсов Сибири и Дальнего востока"(Красноярск, 1981 г.), "Проблемы транспорта Дальнего востока"(Владивосток, 1995 г.), "Рыбохозяйственные исследования океа-на"(Владивосток, 1996 г.); Всесоюзных научно - технических конференциях: "Предотвращение загрязнения моря и атмосферы с судов"(Ленинград, 1979 г.), "Проблемы охраны окружающей среды и рекуперации вторичных ресурсов на предприятиях отрасли и при эксплуатации судов"(Ленинград, 1982 г., 1990 г., Николаев, 1986 г.), "Проблемы научных исследований в области изучения и освоения Мирового океана"(Владивосток, 1983 г.); Международных конференциях: "Инженерные решения проблем экологии прибрежных территорий"(Владивосток, 1995 г.), "Нетрадиционная энергетика и технология"(Владивосток, 1995 г.); Всесоюзных выставках: "Человек и окружающая среда"(Петрозаводск, 1982 г.), "Ученые вузов - развитию химической промышленности"(Казань, 1984 г.).
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы. Работа содержит 211 страниц машинописного текста, 72 рисунка и 44 таблицы; список литературы содержит 152 работы.
