Введение к работе
Актуальность работы. Увеличение потребности в воде, повышение требований к ее качеству диктуют поиск эффективных технологий водоподготовки и очистки сточных вод.
Текстильное производство среди предприятий легкой промышленности лидирует по водопотреблению. Наиболее водоемкими и загрязненными являются сточные воды красильно-печатного и прядильно-ткацкого производств.
При большом разнообразии высокотехнологичных решений очистки сточных вод текстильных предприятий отсутствуют варианты, позволяющие с низкими затратами качественно очищать производственные стоки для повторного их использования, а также выделять и использовать по назначению компоненты. Существующие технологии локальной очистки, предусматривающие частичное снижение загрязнения общего стока, малоэффективны и не обеспечивают переориентацию на малоотходные технологии.
В реальных условиях при высоких требованиях к качеству используемой и очищаемой воды необходимо вводить модифицированные системы оборотного водоснабжения на основе малоотходных технологий за счет использования компактных установок, снижающих концентрации загрязнений сточных вод отдельных цехов до нормативов используемой воды на производстве.
Практика убеждает, что определяющими моментами в создании и успешной эксплуатации замкнутой системы водоснабжения (ЗСВ) являются выбор и устройство «хвостовых установок». В рассматриваемой отрасли на предприятиях отсутствуют ЗСВ на основе малоотходных технологий, позволяющих не только многократно использовать в производстве очищенную воду, а также по назначению выделенные загрязнители.
Данная работа рассматривает и решает обозначенные проблемы, что подтверждает ее актуальность.
Работа проводилась в соответствии с комплексной Федеральной целевой программой «Экология и природные ресурсы России» (2002 – 2010 г.г.), и тематическим планом научно-исследовательских работ ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.
Цель работы. Разработка замкнутой системы водного хозяйства основного производства текстильного предприятия (ТП), включающая извлечение из сточных вод и дальнейшую переработку содержащихся загрязнителей.
Поставленная цель предопределила постановку следующих задач:
– анализ и обобщение отечественных и зарубежных научных достижений в области водоснабжения и водоотведения предприятий ТП;
– теоретическое исследование факторов, снижающих эффективность очистки сточных вод предприятий ТП;
– выбор метода очистки сточных вод прядильно-ткацкого и красильно-печатного цехов текстильного предприятия;
– разработка способа извлечения кубового красителя из сточных вод красильно-печатного производства ТП;
– разработка способа извлечения продуктов переработки хлопка из сточных вод прядильно-ткацкого производства ТП.
Основная идея работы состоит в снижении водопотребления на предприятиях текстильной промышленности за счет внедрения локальной замкнутой системы водоснабжения основного производства с использованием разработанной технологии.
Методы исследований включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, лабораторные и полупромышленные исследования с использованием физико-химических методов анализа, обработку экспериментальных данных математическими методами с применением ПЭВМ.
Достоверность полученных результатов подтверждена экспериментальными исследованиями по стандартным методикам с применением приборов и оборудования, обеспечивающих требуемую точность и надежность результатов измерений, а также результатами внедрения в производство.
Научная новизна:
– аналитически обоснована схема раздельной очистки сточных вод прядильно-ткацкого и красильно-печатного цехов текстильного предприятия;
– исследованы условия концентрирования сточных вод прядильно-ткацкого и красильно-печатного цехов текстильного предприятия;
– исследованы и выявлены свойства концентрата прядильно-ткацкого производства (ПТП) для дальнейшей их переработки;
– выявлены условия выделения из сточных вод КПП красителей электрохимической обработкой постоянным током;
– для расчета экономической эффективности предлагаемой ЗСВ впервые предложен коэффициент использования воды и выделенных загрязнений.
Практическое значение работы:
– предложена блок-схема ЗСВ основного производства текстильного предприятия с раздельной очисткой сточных вод на основе малоотходной технологии;
– представлена технология очистки сточных вод ПТП ТП;
– разработан способ получения гидроизоляционного кровельного материала с использованием концентрата ПТП;
– представлена технология очистки сточных вод КПП ТП с полным извлечением содержащихся красителей;
– дана эколого-экономическая оценка предложенной блок-схемы ЗСВ: более 90% очищенной воды возвращается на повторное использование и полностью исключается антропогенное воздействие на окружающую среду вредных загрязнителей ТП.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы кафедрой «Водоснабжение и водоотведение» ФГБОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета в учебном процессе при подготовке инженеров по специальностям 270112 «Водоснабжение и водоотведение», 280202 «Инженерная защита окружающей среды», как пример комплексной технологии очистки сточных вод текстильных предприятий.
Разработанная технология апробирована и внедрена в производство, внедрена отдельными блоками (в силу поэтапной реконструкции предприятия).
Основные научные положения, выносимые на защиту:
– разработанная технология ЗСВ основного производства ТП;
– обоснование выбора метода очистки сточных вод ПТП и КПП текстильного предприятия;
– результаты исследований процесса электрохимической обработки концентрата сточных вод КПП;
– эколого-экономическая оценка разработанной технологии очистки сточных вод.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на:
– IX региональной конференция молодых исследователей Волгоградской области. Направление № 16 "Экология, охрана среды, стр-во " Волгоград, 9-12 ноября 2004 г.
– Ежегодной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава и студентов ВолгГАСУ, 24-27 апреля 2007 г.
– Международная научно-практическая конференция. Малоэтажное строительство в рамках национального проекта "Доступное и комфортное жилье гражданам России": технологии и материалы, проблемы и перспективы развития в Волгоградской области, Волгоград 15-16 дек. 2009 г.
– IV Всероссийская научно-практическая конференция. Водохозяйственный комплекс России: состояние, проблемы, перспективы Пенза октябрь 2006 г.
– Всероссийская научно-практическая конференция. Производство пищевых продуктов в соответствии с требованиями концепции здорового питания и другие вопросы г. Волгоград 8 июня 2004 г.
Публикации. По результатам работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе – 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 патент.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка используемой литературы, приложения. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, включает 25 таблиц, 31 рисунков, список литературы из 152 наименований.
