Главная » 2014 » Июнь » 25 » Скачать Очистка загрязненных промывных вод станций обезжелезивания вакуум-фильтрованием. Курочкин, Евгений Юрьевич бесплатно
11:21 PM
Скачать Очистка загрязненных промывных вод станций обезжелезивания вакуум-фильтрованием. Курочкин, Евгений Юрьевич бесплатно
Очистка загрязненных промывных вод станций обезжелезивания вакуум-фильтрованием
Диссертация
Автор: Курочкин, Евгений Юрьевич
Название: Очистка загрязненных промывных вод станций обезжелезивания вакуум-фильтрованием
Справка: Курочкин, Евгений Юрьевич. Очистка загрязненных промывных вод станций обезжелезивания вакуум-фильтрованием : диссертация кандидата технических наук : 05.23.04 Томск, 2003 200 c. : 61 03-5/3845-4
Объем: 200 стр.
Информация: Томск, 2003
Содержание:
Введение
Глава 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОЧИСТКИ ПРОМЫВНЫХ ВОД СТАНЦИЙ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ
11 Количество и состав загрязненных промывных вод
12 Требования к качеству очищенных промывных вод
13 Способы обработки загрязненных промывных вод
14 Способы обработки осадков
141 Уплотнение осадков
142 Обезвоживание осадков
1421 Обезвоживание осадков на иловых площадках
1422 Обезвоживание осадков на вакуум-фильтрах
1423 Обезвоживание осадков на фильтр-прессах
1424 Комплексные методы обработки осадка
15 Выводы
Глава 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕССА ВАКУУМ-ФИЛЬТРОВАНИЯ ТОНКОДИСПЕРГИРОВАННЫХ СУСПЕНЗИЙ
21 Аппаратурное оформление процесса вакуум-фильтрования
22 Факторы, влияющие на процесс вакуум-фильтрования
23 Математическое моделирование процесса вакуум-фильтрования на тонкой фильтровальной перегородке
24 Математическое планирование экспериментальных исследований
25 Выводы
Глава 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ ПРОМЫВНЫХ ВОД СТАНЦИЙ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ВАКУУМ-ФИЛЬТРОВАНИЕМ С УТИЛИЗАЦИЕЙ ОБРАЗУЮЩЕГОСЯ ОСАДКА
31 Программа и методика исследований
32 Описание лабораторной установки вакуум-фильтрования
33 Исследование реологических характеристик загрязненных промывных вод
331 Гранулометрический состав суспензии
332 Дисперсионный анализ
333 Определение гидравлической крупности загрязнений
334 Определение удельного сопротивления
335 Определение сжимаемости осадка
34 Исследования влияния факторов и параметров вакуум-фильтрования на эффективность очистки промывных вод
341 Концентрация твердой фазы суспензии
342 Фильтровальная перегородка
343 Вакуумметрическое давление
35 Исследование возможности очистки загрязненных промывных вод станций обезжелезивания центрифугированием
36 Утилизация осадка, образующегося в процессе очистки промывных вод
37 Выводы
Глава 4 ПОЛУПРОМЫШЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ ПРОМЫВНЫХ ВОД СТАНЦИЙ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ВАКУУМ-ФИЛЬТРОВАНИЕМ
41 Программа и методика исследований
42 Описание полупромышленной модели вакуум-фильтра
43 Влияние параметров работы вакуум-фильтра на эффективность очистки промывных вод
44 Принципиальная схема очистных сооружений на станциях обезжелезивания ПВЗ
45 Выводы
Глава 5 РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРОМЫВНЫХ ВОД СТАНЦИЙ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ
51 Существующая технологическая схема очистки промывных вод
52 Рекомендуемая схема очистки промывных вод
53 Проектирование станции очистки загрязненных промывных вод
531 Общий вид уравнений для расчета вакуум-фильтров
532 Определение коэффициентов регрессии критериальных уравнений
533 Методика инженерного расчета вакуум-фильтров
534 Пример расчета вакуум-фильтров
54 Рекомендации по расчету и проектированию вакуум-фильтров для очистки промывных вод станций обезжелезивания
55 Технико-экономический анализ
551 Технико-экономический анализ базовой схемы очистки промывных вод
552Технико-экономический анализ рекомендуемой схемы
56 Внедрение результатов исследований
57 Выводы
Введение:
Проблемы рационального использования природных ресурсов, поиска и разработки эффективных методов защиты окружающей среды, и в частности, очистки загрязненных промывных вод станций обезжелезивания, приобретают на современном этапе особую актуальность. Наиболее важными являются аспекты повышения надежности технологических решений, глубины очистки загрязненных промывных вод, а также применение новых эффективных технологических процессов и устройств для извлечения из воды загрязняющих веществ.
Необходимой и неотъемлемой операцией в технологиях обезжелезивания подземных вод, использующих в качестве основной ступени очистки фильтровальные сооружения с зернистыми загрузками различных типов, является регенерация последних, как правило, отмывка чистой водой (иногда в сочетании с воздухом) от нерастворимых соединений железа. Сброс неочищенных промывных вод в открытые водоемы недопустим. Согласно нормам количество резервируемой для промывки фильтров воды составляет 10—14% от производительности станции без системы повторного использования воды и 3 — 4 % при повторном использовании промывной воды.
Опыт эксплуатации станций обезжелезивания показывает, что существует два подхода к решению проблемы, связанной с загрязненными промывными водами станций обезжелезивания подземных вод: 1) сброс в поверхностные водоёмы или водоотводящие сети населенных пунктов; 2) осветление промывных вод для повторного использования с дальнейшим обезвоживанием осадка на иловых площадках.
В последние годы был принят ряд законодательных документов по охране окружающей среды, которые регламентируют сброс загрязненных промывных вод в водоёмы [33, 44]. Следует отметить, что сброс загрязненных вод в водоотводящие сети, содержащих только минеральные тонкодисперсные загрязнения, не рекомендуется по причине усложнения их эксплуатации, а также усложнения работы канализационных очистных сооружений.
Осветление загрязненных промывных вод отстаиванием имеет ряд недостатков. Это длительный процесс, требующий изготовления ёмкостных сооружений, и не позволяющий, как показывает опыт эксплуатации подобных сооружений на различных станциях обезжелезивания подземных вод, использовать осветленные воды повторно, а также сооружений по дальнейшей утилизации тонкодисперсного осадка с высокой влажностью. Наиболее распространенный способ обезвоживания осадка, полученного в процессе осветления загрязненных промывных вод, - подсушивание на иловых площадках. Процесс обезвоживания на иловых площадках, во-первых, не стабилен, т.к. зависит от погодных условий, что весьма характерно для Сибирского региона, во-вторых, иловые площадки занимают большую площадь. Поскольку станции обезжелезивания подземных вод часто находятся в черте застройки населенного пункта, что характерно для малых и средних населенных пунктов, то выделить территорию под отстойники и иловые площадки становится проблематично. Из выше сказанного следует необходимость в разработке более эффективных технологических решений обработки загрязненных промывных вод с целью предотвращения их сброса в водные источники и создания необходимых систем их обработки для повторного использования. Методы очистки должны быть эффективными и простыми в эксплуатации, давать стабильные результаты и, с экономической точки зрения, должны быть более выгодными по сравнению с типовыми технологическими решениями.
Разработка технологий и конструкций аппаратов, а также выбор оптимальных режимов их работы для очистки загрязненных промывных вод неразрывно связаны с изучением свойств и качественного состава загрязненных промывных вод и выделяемого осадка.
Настоящая диссертационная работа, посвященная изучению вопросов, связанных с разработкой эффективных технологических решений и оборудования для обработки загрязненных промывных вод станций обезжелезивания, выполнялась на кафедре водоснабжения и водоотведения Томского государственного архитектурно-строительного университета по программе Министерства образования РФ «Архитектура и строительство», а также по планам хоздоговоров и научно-исследовательских работ ТГАСУ.
Цель диссертационной работы — теоретическое обоснование технологических решений очистки загрязненных промывных вод станций обезжелезивания подземных вод вакуум-фильтрованием; разработка эффективного оборудования вакуум-фильтрования и внедрение их в практику технологии обработки промывных вод.
Достижение поставленной цели сводится к решению следующих задач:
1. обобщить мировой практический опыт обработки загрязненных промывных вод станций обезжелезивания;
2. изучить качественный состав загрязненных промывных вод станций обезжелезивания;
3. представить теоретическое и экспериментальное обоснование использования вакуум-фильтров для очистки загрязненных промывных вод;
4. произвести экспериментальное изучение параметров вакуум-фильтрования и их влияние на эффективность очистки загрязненных промывных вод;
5. подтвердить промышленной апробацией результаты теоретических и экспериментальных лабораторных исследований очистки загрязненных промывных вод вакуум-фильтрованием;
6. разработать методику инженерного расчета вакуум-фильтровального оборудования для очистки загрязненных промывных вод;
7. обобщить способы утилизации осадка, выделяемого в процессе очистки загрязненных промывных вод;
8. произвести технико-экономическую оценку предлагаемых технологических решений и оборудования вакуум-фильтров;
9. внедрить в практику очистки загрязненных промывных вод предлагаемые технологические решения.
Научная новизна диссертационной работы заключается в:
1. теоретическом обосновании и экспериментальном подтверждении эффективности использования вакуум-фильтрования для очистки загрязненных промывных вод станций обезжелезивания и повторного их использования;
2. комплексном исследовании состава загрязненных промывных вод станций обезжелезивания и сравнительной оценке применяемых технологий для их очистки;
3. разработке новой конструкции ленточного вакуум-фильтра с намывным слоем осадка, защищенного патентом РФ № 2153914;
4. экспериментальном исследовании параметров вакуум-фильтрования загрязненных промывных вод и получении на их основе критериальных уравнений процесса вакуум-фильтрования;
5. разработке инженерной методики расчета вакуум-фильтровального оборудования для очистки загрязненных промывных вод.
Практическая ценность работы состоит в том, что:
1. экспериментальные исследования проводились на реальных промывных водах и позволили предложить технологию их высокоэффективной очистки;
2. разработана экспериментально обоснованная методика инженерного расчета ленточных вакуум-фильтров с намывным слоем осадка, которая позволяет рассчитывать оборудование на любую производительность;
3. разработана технология очистки загрязненных промывных вод, позволяющая использовать их повторно на станциях обезжелезивания. Использование разработанных технологических решений и оборудования позволяет полностью исключить сброс неочищенных загрязненных промывных вод на станциях обезжелезивания подземных вод;
4. разработан способ утилизации осадка загрязненных промывных вод полученного при вакуум-фильтровании;
5. созданы и испытаны в лабораторных и производственных условиях устройства для очистки загрязненных промывных вод с учетом характеристики их качественного состава
Достоверность полученных экспериментальных результатов обеспеченна применением метрологически оттестированных приборов и установок, достаточной воспроизводимостью экспериментальных величин, сравнением их с аналогичными результатами, полученными отечественными и зарубежными учеными. Расчетные предпосылки основаны на анализе обширных экспериментальных данных. Достаточная точность расчетной методики подтверждена удовлетворительным совпадением теоретических и экспериментальных данных. Личный вклад автора.
Автор с 1997 по 2002 год принимал непосредственное участие в хоздоговорных и госбюджетных работах кафедры, связанных с очисткой природных вод. Им разработан, изготовлен и исследован в работе вакуум-фильтр для очистки вод от механических примесей, защищенный патентом РФ на изобретение. Конструкция вакуум-фильтра для очистки загрязненных промывных вод отличается малыми габаритами, высокими эксплуатационными показателями и обеспечивает экономию энергетических ресурсов. За этот период Курочкин Е.Ю. по рассматриваемой теме опубликовал 8 работ.
Апробация работ. Основные положения и результаты исследований докладывались на 3-м международном симпозиуме имени академика
Усова М.А. «Шаг в будущее» (Томский политехнический университет, 1999 г.); на научно-технической конференции Томского ГАСУ (1999 г.); на 2-й международной научно-технической конференции "Водоснабжение и водоотведение: качество и эффективность" (Кузбасс, 2000 г.); на объединенном научном семинаре кафедр «Водоснабжение и водоотведение», «Теплогазоснабжение», «Отопление и вентиляция» Томского ГАСУ (2002 г.); на 2-ом международном научно-техническом семинаре Томского ГАСУ (2001 г.); на ежегодной научно-технической конференции НГАСУ (апрель 2002 г.).
Диссертация изложена на 177 страницах и состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 112 наименований, в том числе 7 зарубежных, содержит 20 таблиц, 54 рисунка, 7 приложений.