Повышение надежности и экологической безопасности систем очистки сточных вод предприятий радиоэлектронной промышленности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.26.01, кандидат наук Юнси Азиз

• Юнси Азиз
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Юнси Азиз

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА. 1 ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И НЕОБХОДИМОСТЬ РАЗРАБОТКИ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

1.1 Классификация промышленных отходов радиоэлектронной промышленности, в том числе осадков сточных вод

1.2 Анализ существующих методов очистки. Достоинства и недостатки

1.3 Оборудование, используемое на современных предприятиях. Оценка качества его работы

ГЛАВА. 2 МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ВОДООЧИСТКИ

2.1 Метод вычислительного инженерного анализа гидродинамических систем. Структурная схема метода

2.2 База для создания метода

ГЛАВА. 3 ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДОВ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ИНЖЕНЕРНОГО АНАЛИЗА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ОЦЕНКЕ ДАЛЬНЕЙШЕЙ РАБОТЫ ОЧИСТНЫХ СИСТЕМ

3.1 Использование методов конечных элементов, конечных объёмов и теории подобия при инженерном анализе гидродинамических систем

3.2 Обзор программ для поставленных задач. Выбор программы для моделирования узлов очистного оборудования

ГЛАВА. 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. МОДЕЛИРОВАНИЕ В ГИДРОДИНАМИКЕ И ГИДРОМЕХАНИКЕ

4.1 Построение 3-0 модели динамического фильтра. Прочностной анализ элементов конструкции фильтра при разных скоростях работы

4.2 Построение 3-0 модели сливной трубы системы очистки стоков гальванического производства. Анализ функциональной зависимости скорости движения потоков воды по трубе от степени загрязнённости сточной воды

4.3 3-0 моделирование и инженерный анализ мембранного фильтра

4.4 Построение 3-0 модели статического фильтра. Инженерный анализ его работы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

100

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение надежности и экологической безопасности систем очистки сточных вод предприятий радиоэлектронной промышленности»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Совершенствование существующих, и разработка новых технологий по очистке сточных вод способствует решению актуальной проблемы - более качественной переработке промышленных отходов и снижению наносимого ущерба окружающей среде отходами производства.

Радиоэлектронная промышленность - одна из отраслей промышленности, обеспечивающих инновационный путь развития России. Однако, интенсивное развитие радиоэлектронной отрасли и организация новых производств промышленного выпуска широкой номенклатуры радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) с высокой конкурентоспособностью требует снижения затрат на организацию производства и уменьшения влияния на экологию.

В этих условиях оптимизация производственных процессов вспомогательных и обслуживающих производств на радиоэлектронных предприятиях может обеспечить существенное снижение себестоимости основной продукции. Это связано с тем, что вспомогательные и обслуживающие цеха таких предприятий основными потребителями энергоресурсов, в том числе пресной водой. На них же лежит и очистка сточных вод. Причем суммарные затраты на очистку СВ в радиоэлектронном производстве могут занимать значительную часть в стоимости продукции. Вместе с тем, промышленное развитие страны, переход ее на индустриальный путь развития приводит к ухудшению состояния окружающей среды.

Загрязнение атмосферы, гидросферы и литосферы твердыми, жидкими и газообразными отходами промышленной деятельности достигло угрожающих размеров. В связи с этим, актуальной является задача создания современного, высокотехнологичного и надежного оборудования для очистки сточных вод предприятий радиоэлектронной промышленности.

Целью диссертационной работы

является совершенствование метода интегральной оценки характеристик устройств системы водоочистки и разработка механизмов использования результатов такой оценки при выборе высокоэффективных технических решений по созданию устройств систем водоочистки радиоэлектронных производств на основе современных информационных технологий. Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

научный анализ формирования сточных вод радиотехнических предприятий с целью их классификации; - экспериментальные исследования состава сточных вод радиоэлектронного производства различного типа;

изучение кинетики и механизма процессов очистки сточных вод; создание ЗО-моделей гидродинамических процессов течения жидких сред в устройствах системы очистки вод;

разработка расчетно-экспериментальных методов определения технологических характеристик устройств системы очистки вод на основе результатов компьютерного моделирования;

обобщение экспериментальных и теоретических исследований в форме инженерных решений, обеспечивающих снижение концентрации вредных веществ в сточных водах и создание устройств с повышенным сроком эксплуатации;

разработка на основе анализа гидравлических, массообменных и технологических данных методики создания системы с максимальной эффективностью очистки с высокой надежностью. Методы исследования, используемые в работе:

теория надежности, статистические методы, экспериментальные исследования, компьютерная обработка результатов экспериментов и компьютерное моделирование.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Разработаны физическая и математическая модели устройств системы очистки сточных вод на основе ЗО-моделирования.

2. Методы создания систем высокой надежности с максимальной эффективностью очистки, комплексный анализ качества очистки в этих системах.

Научная новизна

Разработан метод проектирования эффективных систем очистки сточных вод на основе ЗО-моделирования и системного анализа, химико-технологического моделирования процессов очистки сточных вод с учетом особенностей производства.

Предложена 30-модель динамического фильтра. Проведен прочностной анализ элементов конструкции фильтра при разных скоростях работы системы смешивания.

Предложена 30-модель сливной трубы системы очистки стоков гальванического производства. Проведен анализ функциональной зависимости скорости движения потоков воды по трубе от степени загрязнённости сточной воды.

Предложена 3-0 модель статического фильтра. Было смоделировано несколько видов геометрии внутренних смесительных элементов. Все они проанализированы в программах инженерного анализа. После чего была выбрана оптимальная модель профиля, которая позволила получить наилучший результат смешивания. По результатам инженерного анализа и моделирования был изготовлен опытный образец. Его испытания показали высокое качество перемешивания жидкости и реагентов и надёжность в эксплуатации.

Практическая значимость

Проведено экспериментальное сравнение работы различных систем очистки сточных вод промышленных предприятий радиоэлектронной промышленностей.

Разработана новая конструкция устройства статического фильтра, имеющего срок службы в 2,5-3 раза дольше стандартных.

Осуществлено внедрение полученных в диссертационной работе научных результатов в экспериментальных устройствах.

Достоверность и обоснованность научных положений, а также эффективность предложенных решений основана на совпадении расчетов, полученных при моделировании с экспериментальными и расчетными значениями, полученными по общепринятым методикам.

Реализация полученных результатов

Апробация основных положений была проведена на ЗАО «БМТ» г. Владимир - основного производителя очистных систем сточных вод для радиоэлектронной промышленности.

Апробация работы

Материалы диссертационной работы и отдельные положения были получены автором лично. Автор самостоятельно разрабатывал моделирование в 30, проводил опыты по очистке сточных вод.

Результаты использованы в докладе «Анализ эффективности коагулянтов, флокулентов, сорбентов в процессе очистки сточных вод предприятий.

Основные результаты исследований были доложены на конференциях:

Международная научно-техническая конференция «Дизайн, технологии и инновации в текстильной и легкой промышленности.

67-ой Научной студенческой конференции, 16-20.03.2015, г. Москва, государственный университет технологии и дизайна, «Применение синтез- газа Фишера-Тропша для переработки отходов кожевенного производства».

68-ой Научной студенческой конференции, г. Москва, Государственный университет технологии и дизайна, «Экологическая характеристика методов очистки сточных вод от жиров и нефтепродуктов».

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК России.

• Юней А., Захарова A.A. «Применение синтез- газа Фишера-Тропша для переработки отходов кожевенного производства» Сборник научных трудов 67-ой Научной студенческой конференции 2015

• Юней А., Захарова A.A. Технологии переработки промышленных отходов и отходов потребления в Алжире. // Дизайн и технологии. - 2015-№ 50

• Юней А., Тенденции развития современного производства и необходимость внедрения технологических процессов с замкнутой системой водооборота // Экология и жизнь. -2015-№9 с.20-21

• Юней А., Методы инженерного анализа и 3-D моделирование при проектировании систем очистки сточных вод // В мире научных открытий. -2015. -№7-2015 с.7-9

• Юней А., История создания и развития очистных сооружений города

Москвы. // Вестник технологического университета. - 2016. - №1. (0,4375 п.л. лично автором)

• Юней А., Захарова A.A. «Особенности процессов термопереработки коллагеносодержащих промышленных и бытовых отходов» Сборник научных трудов Международная научно-технической конференции, посвященная 105-летию со дня рождения А.Н. Плановского 2016

Личный вклад автора

Все результаты, приведенные в данной работе получены автором самостоятельно.

Автору принадлежит конкретизация решаемых задач, просчитанные параметры процессов и подбор материалов при проектировании и оптимизации механизмов обезвреживания технологических отходов гальванического производства, данные аналитических и экспериментальных исследований, а также обработка и обобщение полученных результатов.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Диссертация содержит 108 страниц текста, 5 таблиц, 38 иллюстраций. Список использованной литературы содержит 89 наименований.

ГЛАВА. 1 ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И НЕОБХОДИМОСТЬ РАЗРАБОТКИ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

1.1 Классификация промышленных отходов радиоэлектронной промышленности, в том числе осадков сточных вод

В настоящее время в России для отходов в соответствии с приказом Министерства природных ресурсов РФ от 15.06.2001 года № 511 установлено 5 классов опасности, представленных в таблице, (приказ утратил силу) (заменен на Приказ Министерства природных ресурсов Российской Федерации и экологии от 04.12.2014 г. № 536 «Об утверждении Критериев отнесения отходов к I-V классам опасности по степени негативного воздействия на окружающую среду», в котором отсутствует данная таблица со степенью вредного воздействия) приведены в Таблица 1.

Классификация опасности отходов для окружающей среды

Класс опасности отхода Степень вредного воздействия Критерии отнесения опасных для окружающей опасных отходов на окружающую отходов к классу опасности для по ип од ной спелы природную среду окружающей природной среды

1 класс (чрезвычайно опасные) очень высокая Экологическая система необратимо нарушена. Период восстановления отсутствует.

II класс (высокоопасные) высокая Экологическая система сильно нарушена. Период восстановления не менее 30 лет после полного устранения источника вредного воздействия.

III класс (умеренно опасные) средняя Экологическая система нарушена. Период восстановления не менее 10 лет после снижения вредного воздействия от существующего источника.

IV класс (малоопасные) низкая Экологическая система нарушена. Период самовосстановления не менее 3 лет.

V класс (практически неопасные) очень низкая Экологическая система практически не нарушена.

Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей, указанных в следующей Таблица 2. Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.

Классификация опасности отходов для человека

Наимено Норма для класса опасности

вание

показателя IV III II I

ПДК вредных

веществ в воздухе рабочей зоны, мг/мЗ более 10,0 1,1—10,0 0,1- -1,0 менее 0,1

Средняя

смертельная доза

(ЛД50) при введении в более 5000 151—5000 15- -150 менее 15

желудок, мг на 1

кг массы тела

Средняя

смертельная доза при нанесении на более 2500 501—2500 100- -500 менее 100

кожу, мг на 1 кг

массы тела

Средняя

смертельная концентрация в воздухе, мг/мЗ более 50 000 5001—50 000 500- -5000 менее 500

Коэффициент

возможности

ингаляционного более 300 30—300 29- -3 менее 3

отравления (КВИО)

Зона острого действия более 54,0 18,1—54,0 6,0- -18,0 менее 6,0

Зона хронического действия более 10,0 10,0—5,0 4,9- -2,5 менее 2,5

Защита окружающей среды является составной частью концепции устойчивого развития человеческого общества, означающей длительное непрерывное развитие, обеспечивающее потребности ныне живущих людей без ущерба удовлетворению потребностей будущих поколений. Концепция устойчивого развития не сможет реализоваться, если не будут разработаны конкретные программы действий по предотвращению загрязнения окружающей среды, включающие в себя также организационные, технические и технологические разработки по развитию ресурсо и энергосберегающих и малоотходных технологий, снижению газовых выбросов и жидкостных сбросов, переработки и утилизации хозяйственных отходов, уменьшению энергетического воздействия на окружающую среду, усовершенствованию и использованию средств защиты окружающей среды.

Организационно-технические методы охраны окружающей среды можно условно разделить на активные и пассивные методы.

Активные методы защиты окружающей среды представляют собой технологические решения по созданию ресурсосберегающих и малоотходных технологий.

Пассивные методы защиты окружающей среды делятся на две подгруппы:

1) Рациональное размещение источников загрязнения;

2) Локализация источников загрязнения.

Рациональное размещение предполагает территориальное рациональное размещение объектов экономики, снижающее нагрузку на окружающую среду, а локализация по существу является флегматизацией источников загрязнений и средством снижения их выбросов. Локализация достигается применением различных средозащитных технологий, технических систем и устройств.

Процессы инженерной экологии для защиты окружающей среды связаны с разнообразными физическими и химическими явлениями. Применение основных

физических и физико-химических законов к изучению технологических процессов защиты окружающей среды составляет теоретическую основу инженерной экологии.

В теоретических основах инженерной экологии, базирующихся на общих законах физики, химии, физической и коллоидной химии, термодинамики, гидро-и аэродинамики, теоретических основах химической технологии, изучается физико-химическая сущность основных процессов экобиозащитных технологий. Такой системный подход к средозащитным процессам позволяет сделать обобщения по теории таких процессов, применить к ним единый методологический подход.

В зависимости от основных закономерностей, характеризующих протекание средозащитных процессов, последние подразделяют на следующие группы:

• химические;

• физико-химические;

• гидромеханические и механические;

• диффузионные (массообменные);

• биохимические;

• тепловые процессы;

• Физико-энергетические.

Химические процессы, протекающие с изменением физических свойств и химического состава исходных веществ, характеризуются превращением одних веществ в другие, изменением их поверхностных и межфазных свойств.

К этим процессам можно отнести процессы нейтрализации, окисления и восстановления. Движущей силой химических процессов является разность химических (термодинамических) потенциалов.

Физико-химические процессы характеризуются взаимосвязанной совокупностью химических и физических процессов. К физико-химическим

процессам разделения можно отнести коагуляцию и флокуляцию, флотацию, ионный обмен, обратный осмос и ультрафильтрацию, катализ, электрохимические методы, в частности, электрическую очистку газов. В эту группу можно также отнести часть массообменных процессов (экстрагирование, кристаллизацию). Движущей силой этих процессов является разность физических и термодинамических потенциалов разделяемых компонентов на границах фаз.

К гидромеханическим процессам, основой которых является гидростатическое или гидромеханическое воздействие на среды и материалы, относят перемешивание, отстаивание (осаждение), фильтрование, центрифугирование, рассеивание выбросов и разбавление стоков в окружающей среде. Движущей силой этих процессов является гидростатическое давление или центробежная сила.

К механическим процессам, основой которых является механическое воздействие на твердые и аморфные материалы, относят измельчение (дробление), сортирование (классификация), прессование и смешивание сыпучих материалов. Движущей силой этих процессов являются силы механического давления или центробежная сила.

К массообменным (диффузионным) процессам, в которых большую роль наряду с теплопередачей играет переход вещества из одной фазы в другую за счет диффузии, относят сорбционные процессы (абсорбцию, адсорбцию, де сорбцию), экстрагирование, ректификацию, сушку и кристаллизацию. Движущей силой этих процессов является разность концентраций переходящего вещества во взаимодействующих фазах.

Биохимические процессы, в основе которых лежат каталитические ферментативные реакции биохимического окисления и разложения органических веществ в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, характеризуются протеканием биохимических реакций и синтезом веществ на уровне живой

клетки. Движущей силой этих процессов является энергетический уровень (потенциал) живых организмов.

К тепловым процессам, основой которых является изменение теплового состояния взаимодействующих сред, относят нагревание, охлаждение, выпаривание и конденсацию. В эту группу можно отнести также ректификацию и сушку. Движущей силой этих процессов является разность температур (термических потенциалов) взаимодействующих сред.

В отдельную группу выделены физические процессы защиты от энергетических воздействий, в основном базирующиеся на принципах отражения и поглощения избыточной энергии основных технологических процессов природопользования.

Твёрдые производственные отходы

Технологические отходы предприятий радиоэлектроники и приборостроения компактного вида, твердой фазы разнообразны: отходы от обработки материалов и изделий из благородных металлов, цветных металлов и сплавов, черных металлов, редких металлов, полупроводниковых материалов, химических соединений металлов с кислородом, азотом, углеродом, кремнием, керамики, стекла, пластмассы, синтетической пленки, текстиля, картона, твердых химических реагентов, отработанные ртутные лампы и т.п. Отходы благородных металлов, традиционно, имеют хорошую систему учета и обращения. Вредные вещества, содержащиеся в технологических отходах, - особый предмет заботы вспомогательных и обслуживающих производств предприятий радиоэлектронного профиля, представленной на рисунке 1.

Гальваношламы - отходы из гальванических цехов радиоэлектронных и приборостроительных предприятий - в настоящее время важнейшая проблема, поскольку, как правило, отсутствуют места их хранения, переработки или захоронения, что наносит значительный вред ОС и здоровью населения.

Рис. 1 Твёрдые производственные отходы

Такие отходы получаются следующим образом. Стоки гальванических производств собираются в емкости и подвергаются нейтрализации щелочными реагентами или предварительной окислительной и восстановительной обработке.

После этого и выпадают из растворов в емкости гальваношламы, представляющие собой смесь гидроксидов и основных солей тяжелых металлов. Эти шламы и должны направляться на специальные полигоны. Такие полигоны являются вторичными источниками загрязнения ОС. Однако не во всех регионах России имеются такие полигоны, и ситуация складывается еще опаснее -предприятия нелегально вывозят шламы или сбрасывают в канализацию, что приносит уже непоправимый вред природе и здоровью людей.

В вышеприведенном виде непосредственная утилизация шламов невозможна в виду их тонкодисперсности и сложного химического состава.

Остальные твёрдые технологические отходы радиоэлектронных производств, если концентрация вредных (мышьяк, бериллий) или радиоактивных веществ превышает ПДК, герметично упаковываются в полиэтиленовые мешки,

заливаются бетоном и захораниваются в специальных шахтах в скальных породах, чтобы предотвратить их контакт с подземными водами.

Жидкие технологические отходы и сточные воды

Жидкие технологические отходы производственных цехов заводов радиоэлектроники и приборостроения состоят из широкого спектра неорганических веществ, кислот, щелочей, сложных травильных растворов и т.п. Еще в большем количестве жидкие отходы содержат органические вещества. Об их количестве можно судить по примерному перечню органических веществ, применяемых на таких предприятиях. Они представлены в Таблица 3.

Примерный перечень органических веществ, применяемых в радиоэлектронном

производстве

№ Вещество № Вещество № Вещество

п/п п/п п/п

1 Анилин 17 Изобутилацетат 33 Тетрахлорметан (СС14)

2 Ацетон 18 Изопропанол 34 Тетрахлорэтилен

3 Ацетофенон 19 Изопропилбензол 35 Толуол

4 Бензин 20 Керосин 36 Трихлорэтилен

5 н-Бутанол 21 Ксилолы (о, м, п) 37 Уайт-спирит

6 Бензол 22 Метанол 38 Уксусная кислота

7 Бутилацетат 23 Метил ацетат 39 Фенол

8 Гексан 24 Моноэтаноламин 40 Фреон

9 Диметиламин 25 Мочевина 41 Фурфурол

10 Диметилацетамид 26 Нефть 42 Циклогексан

11 Диметилформамид 27 Нитробензол 43 Циклопентадиен

12 Диоксан 28 Октанол 44 Этанол

13 Дихлорметан 29 Пентан 45 Этилацетат

14 Дихлорэтан 30 Пиридин 46 Этилбензол

15 Диэтиламин 31 Скипидар

16 Диэтаноламин 32 Тетрагидрофуран

Поскольку всё это, в конечном счете, взаимодействует с водой, то сточные воды радиоэлектронных производств очистить до требуемых нормативов очень непросто, и именуют их "техногенными".

На заводах радиоэлектронного профиля образуются сточные воды трёх видов, обращением которых занимаются вспомогательные и обслуживающие производства завода:

стоки, загрязнённые веществами основного производства и центрально заводских лабораторий (ЦЗЛ), номенклатура которых упоминалась выше (от сборочно-сварочных, травильных, термических, сборочных, обрабатывающих, вакуумных, гальванических цехов);

Производственные стоки, загрязнённые взвешенными веществами, нефтепродуктами, краской (мокрая очистка воздуха, испытательные стенды, механическое оборудование, окрасочные камеры);

Бытовые стоки

Все техногенные воды, за исключением тех, которые сливаются в спец канализацию, загрязнённые взвешенными веществами, маслами, поступают на единые или локальные очистные сооружения вспомогательного производства предприятия, включающие процессы химической, электрической или электрохимической коагуляции. Основным методом, используемым на предприятиях радиоэлектронного профиля для очистки химически загрязнённых сточных вод, остаётся пока реагентный. Требования к параметрам сточных вод, выпускаемых из предприятий радиоэлектронного профиля в городскую канализацию, приведены в Таблица 4.

На тех радиоэлектронных производствах, где четко организована работа вспомогательных и обслуживающих производств, сбрасываемая в городские сети Сточных вод, в целом удовлетворяет этим требованиям.

Характеристика сточных вод предприятий радиоэлектронного профиля

показатели Единица измерения Сточные воды

до очистки после очистки

Температура К 300 300

Взвешенные вещества мг/л до 300 20...30

Э фирорастворимые мг/л до 100 0,3

Прозрачность по шрифту см 30 5

Запах балл 5 . 4

Цвет визуально. Желтый Бесцветный

Пары разбавления до исчезновения:

Запаха кратность - 4

Цвета кратность - 4

Водородный показатель рН 3...8 6,5...8,5

Щелочность общая мгэкв/л 4...6,6 до 0,1

Сухой остаток мг/л

Ионы тяжелых металлов и др. По элементам мг/л 25...35 0,1...0,2

Ре+3 мг/л 15 0,1

Сг+б мг/л 52 0,001

Си+2 мг/л 12 0,01

№+2 мг/л 20 0,07

гп+2 мг/л 25 0,12

мг/л 14 0,46

ПАВ* мг/л 5 0,79

бпк5* мг02/л 23 10

ПАВ - поверхностно-активные вещества,

БПК - биологическое потребление кислорода,

* __

ХПК - химическое потребление кислорода.

1.2 Анализ существующих методов очистки. Достоинства и недостатки

Сравнение показателей степени очистки различными способами (по статистическим данным и данным из литературы) Для обоснования технических решений при проектировании оборудования для очистки сточных вод радиоэлектронных производств, рассмотрим краткую характеристику существующих методов очистки.

Методы очистки сточных вод

Основной задачей установок по очистке сточных вод промышленных предприятий является очистка сточных вод от нефтепродуктов, коллоидных и взвешенных частиц, тяжелых металлов, органических соединений, солей с целью исключения сброса в канализацию неочищенных стоков и создания возможного замкнутого водооборота.

В настоящее время наиболее распространенными методами очистки промышленных сточных вод являются реагентные, электрохимические, отстаивание, механическая фильтрация и обезвоживание, сорбционные, мембранные методы, метод ионного обмена и выпаривание.

Сочетание отдельных вышеперечисленных методов в комплексной установке - наиболее эффективное решение.

Реагентный метод

Наиболее распространенным и самым простым способом очистки сточных вод является реагентный метод.

Процессы коагуляции и флокуляции облегчают удаление взвешенных веществ и коллоидов путем их концентрирования в форме хлопьев (флокул) с последующим отделением в системах отстаивания, флотации и/или фильтрации. Коагуляция представляет собой процесс дестабилизации коллоидных частиц путем добавления коагулянта, привносящего в коллоидную среду многовалентные

катионы, которые могут быть как свободными, так и связанными с органической макромолекулой (катионные полиэлектролиты). Флокуляция состоит в агломерировании частиц с образованием микрофлокул, объединяющихся затем в более крупные флокулы. Этот процесс можно оптимизировать добавлением еще одного реагента - флокулянта.

При обработке воды с применением химического осаждения (помимо процесса коагуляции - флокуляции) главным образом добиваются перевода в нерастворимое состояние одного или нескольких минеральных соединений. Среди них: ионы, обуславливающие жесткость воды

(Са , тяжелые металлы,

некоторые анионы (например, сульфаты, фториды, фосфаты и т.д.). В каждом конкретном случае необходимо вводить в воду ионы (в форме растворимого реагента), образующие с подлежащими удалению примесями осадок нерастворимого соединения. При конкретных значениях температуры и рН остаточная растворимость определяется произведением растворимости осаждающегося вещества. Это позволяет при необходимости регулировать остаточное содержание удаляемых ионов путем проведения реакции в оптимальном диапазоне значения рН и смещения равновесия в результате передозирования (нарушения стехиометрического количества реагента).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Юнси Азиз, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мазур И.И, Молдованов О.И., Шишов В.Н. Инженерная экология. -М.: Высшая школа, 1996. -654 с.

2. Келлер A.A., Кувакин В.И. Медицинская экология,- С.-Петербург: PETROC,

1998. 255 с.

3. Проблемы экологии России. Под ред. Данилова Данильяна В.И., Котлякова В

.М. - М.: Минприроды, 1993.

4. Чеховцев A.A., Звонов В.И., Чигинов СТ. Влияние отраслей народного хозяйства на состояние окружающей среды,- М.: Минприроды РФ, 1995.

5. Охрана природы Справочник. М.: Агропромиздат, 1987. 269 с.

6. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнений. Сан ПиН №4630 88. - 149 с.

7. Критерии и целевые показатели воды. Доклад рабочей группы по водным проблемам в Европейской Экономической комиссии ООН. 14.09.1992 г.- М.: Финансы и статистика, 1992. 99 с.

8. Черкинский С.Н. Регулирование спуска в водоемы промышленных сточных вод, содержащих ядовитые вещества.//Гигиена и санитария. -1974. -№10. С.13-15.

9. Поворов A.A., Павлова В.Ф., Ерохина JI.B. Мембранные технологии для очистки промышленных сточных вод. // Тез. докл. междунар. конф. «Композит 98». Саратов: СГТУ, 1998. - С.77 - 78.

10. Влияние состава композиции ионообменного волокнистого материала на эффективность очистки промышленных стоков. /Кардаш М.М., Стрельцова Н.Б., Толкачева Т.А., Кардаш К.В. и др.// Там же. С. 78 79.

11. Пашаян A.A. Проблемы очистки загрязненных нефтью вод и пути их решения / A.A. Пашаян, A.B. Нестеров // Экология и промышленность России. - 2008. - №5. - С. 32-35.

12. Швецов В.Н. и др. Очистка иефтесодержащих сточных вод биомембранными методами / В.Н. Швецов, K.M. Морозова, М.Ю. Семенов, М.Ю. Пушников, A.C. Степанов, С.Е. Никифоров // Водоснабжение и санитарная техника. - 2008. - № 3. - С. 39-42.

13. Глубокая очистка городских сточных вод с применением мембранной технологии / Е.А. Олейник, Г.А. Забелина // Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения: Труды Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. - Новокузнецк: Сибирский государственный индустриальный университет, 2008. - Вып. 12. - Ч. V. Технические науки. -С. 244-247.

14. Когановский A.M. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении / A.M. Когановский, H.A. Клименко, Т.М.Левченко, Р. М. Марутовский, И. Г. Рода. - М.: Химия, 1983. - 288 с.

15. Кураев Н.М., Радзивилко B.C. Основные принципы формирования новых организационных структур в процессе реструктуризации электронной промышленности // Экономика и коммерция, 2000, №2. - С. 11 - 13.

16. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1031. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. Санитарные правила и нормы. - М.: Минздрав России, 2001. - 47с.

17. Каталог промышленная экология «Технологии, оборудование очистки и доочистки, контрольно-измерительные приборы для решения экологических проблем промышленных предприятий». - М.: Ииформэлектро, 1998. - 425с.

18. Н.С. Серпокрылов, В.Н. Беспалов, H.A. Коваленко, А.Ю. Кочетов Экономические показатели и структура стоимости обеззараживания вод // Водоочистка, 2007, №7. - С. 41 - 42.

19. Варюшина Г.П. Практика эксплуатации комплексов очистных сооружений поверхностных сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника, 2000, №7.-С. 18-21.

20. Коржавый А.П., Яковлева О.В. Использование биологически очищенных сточных вод II Наукоемкие технологии. - 2002, - т.З, №5. - С. 49 - 53.

21. Коржавый А.Г., Яковлева О.В. Использование фильтров с зернистой загрузкой для доочистки сточных вод // Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. - М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2003. - т. 1. - С. 204 - 205

22. Коржавый А.П., Яковлева О.В. Технологии доочистки сточных вод и пути использования осадка городских очистных сооружений // Наукоемкие технологии, 2004, т.6, №3 - 4. - С.60 - 65.

23. Яковлева О.В. Тенденции развития очистки гальваностоков предприятий приборостроения и радиоэлектроники // Наукоемкие технологии в приборо-и машиностроении и развитие инновационной деятельности в ВУЗе: Материалы Всероссийской научно-технической конференции, 2006. -Т. 1.-С. 206-208.

24. Смирнов Д.Н., Генкин В.Б. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. -М.: Металлургия, 1980. - 196с.

25. Запольский А.К., Образцов В.В. Комплексная переработка сточных вод гальванического производства. - Киев: Тэхника, 1989. - 199с.

26. Химия промышленных сточных вод. Пер. с англ. / Под ред. А. Рубина. -М.: Химия, 1983.-360с.

27. Удаление металлов из сточных вод. Нейтрализация и осаждение / Под ред. Дж. К. Кушни. - М.: Металлургия, 1987. - 176с.

28. Гребешок В.Д., Мазо JI.A. Обессоливание воды ионитами. - М.:Химия, 1980. - 254с.

29. Ризо Е.Г. Особенности решения проблемы жидких отходов на гальваноочистных комплексах // Вода и экология. Проблемы и решения. -2003. - №4. - С.33-36

30. Баглай С.В., Риянова Э.А., Баглай Е.Б. Биохимический способ очистки сточных вод гальванических производств // Вода и экология. Проблемы и решения. - 2004. - №1. - С.35-38.

31. Филипчук B.JI., Анопольский В.Н., Фельдштейн Г.Н. Рационализация работы сооружений для очистки металлсодержащих сточных вод // Вода и экология. Проблемы и решения. - 2001. - №4. - С.47

32. Дыханов Н.Н., Зацепина JI.H., Курган Е.В. Оптимизация водопотребления и водоотведения в гальваническом производстве // Охрана окружающей среды от отходов гальванического производства: Материалы семинара. - М., 1990,-С.22-24.

33. В.В. Ошовский, А. В. Дюбанов Компьютерное моделирование гидродинамических эффектов, возникающих в сужающем устройстве // Науков1 пращ ДонНТУ- №2-2013

34. Е.М. Смирнов, Д.К. Зайцев Метод конечных объемов в приложении к задачам гидрогазодинамики и теплообмена в областях сложной геометрии // Научно технические ведомости - 2004 - №2

35. Алямовский A. A. SolidWorks Simulation. Как решать практические задачи. — СПб.: БХВ-Петербург -2012- — 448 с.

36. Бруяка В.А., Фокин В.Г., Инженерный анализ в Ansys workbench // издательство Самарского государственного технического университета.

37. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов / пер. с англ-М. Мир, 1977-392с.

38. Вержбицкий В.М. Численные методы анализа и метод конечных элементов /Пер. с англ. -М.: Стройиздат 1982-448с.

39. Зенкевич.О.К. Метод конечных элементов в технике / Пер. с англ. - М. Мир -1975-541 с.

40. Алямовский A.A. Компьютерное моделирование в инженерной практике / СПб: БХВ-Петербург - 2005 - 163с.

41. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / М. Химия, 1970. с. 52-56

42. SolidWorks Flow Simulation- 2012 Technical Reference, с. 3-10.

43. Мелюшев Ю.К. Основы автоматизации химических производств и техника вычислений / М.: «Химия», 1982. - с. 117-119.

44. Удаление металлов из сточных вод. Нейтрализация и осаждение / Под ред. Дж. К. Кушни. - М.: Металлургия, 1987. - 176с.

45. Ризо Е.Г. Особенности решения проблемы жидких отходов на гальваноочистных комплексах // Вода и экология. Проблемы и решения. -2003. - №4. - С.33-36.

46. К. И. Зуев Основы теории подобия : конспект лекций / Изд-во Владимирского государственного университета - 2011 - 51 с.

47. Чижиумов С.Д. Компьютерное моделирование в гидродинамике Биркгоф, Г. Гидродинамика / Г. Биркгоф. - М. : ПИЛ, 1963. - 244 с.

48. Чижиумов С.Д. Основы гидродинамики : учеб. пособие / С. Д. Чижиумов -Комсомольск-на-Амуре : ГОУВПО «КнАГТУ», 2007. - 106 с.

49. Калинин A.B., Лушкин H.A. Курс лекций по дисциплине «Гидравлика» для студентов строительных специальностей очной формы обучения (технология 30/70) / Тольятти: ТГУ, 2007

50. Гусев В.П. Основы гидравлики. Учебное пособие - Томск. Изд-во ТПУ, 2009,- 172с.

51. Мазо А.Б., Поташев К.А. Гидродинамика. Учебное пособие. - Казань: КГУ, 2008. - 126 с.

52. Гухман A.A. Введение в теорию подобия / Высшая школа, Москва -1973- 296 с.

53. Цыбин, Шанаев Гидравлика и насосы / Высшая школа , Москва -1976-253 с. Дытнерский Ю.И. Мембранные процессы разделения жидких смесей.-

М.: Химия, 1975.-232с.

54. Федоренко И., Кирякин И., Бурковский С. Производство ультрачистой воды с применением двухступенчатого обратного осмоса // Водоочистка. - 2005. -№8,- С. 20-28.

55. Колесников В.А. Обзор технологических работ МХТИ по вопросам экологии и ресурсосбережения гальванических производств печатных плат // Охрана окружающей среды от отходов гальванического производства: Материалы семинара. - М., 1990.-С.8-13.

56. ГН 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. -М.: Минздрав России, 2003.

57. Аксенов В. И. ред. Водное хозяйство промышленных предприятий. Книга 1. Книга 2. М.: «Теплотехник», 2005.

58. Колесников В.П., Вильсон Е.В. Современное развитие технологических процессов очистки сточных вод в комбинированных сооружениях: Под ред. Академика ЖКХ РФ В.К. Гордеева-Гаврикова. - Ростов-на Дону: «Изд-во «Юг», 2005.

59. Гарднер А., Шарф Д., Гальванотехника и обработка поверхности, Москва, 2002, том X, №4, С.39.

60. Фомичева Е.В. Экономика природопользования. М.: «Дашков и К», 2004.

61. Беличенко Ю. П. и др. Замкнутые системы водообеспечения химических производств. М.: «Химия», 1996.

62. Гирусов Э.В. Экология и экономика природопользования. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2007.

63. Лазарев Н.В., Гадаскина И.Д. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд. 7-е, том 3-й. Л.: «Химия», 1977.

64. Ивара, М. Механизм разделения растворенных веществ методом обратного осмоса : пер. с яп. / М. Ивара. - Хёмэи,- 1978. - Т. 16, № 7. - С. 399 - 412.

65. Мудлер, М. Введение в мембранную технологию / пер. с англ. ; под ред. С.И. Япольского, В.П. Дубяги. -М. : Мир, 1999. - 513 с.

66. X. Агилар, Перис. Явления переноса через мембрану / Перис X. Агилар ; пер. с англ. - 1985. - 34 с.

67. Обработка воды обратным осмосом / A.A. Ясминов [и др.]. - М. : Стройиздат, 1978. - 122 с.

68. Брык, М.Т. Мембранная технология в промышленности / М.Т. Брык, Е.А. Цапюк, A.A. Твердый. - Киев : Тэхника, 1990. - 247 с.

69. Громогласов, A.A. Водоподготовка. Процессы и аппараты / A.A. Громогласов, A.C. Копылов, А.П. Пильщиков. -М. : Энергоатомиздат, 1990. - 272 с.

70. Шеретов Ю.В. Математическое моделирование течений жидкости и газа на основе квазигидродинамических и квазигазодинамических уравнений. Тверь: Тверской гос. ун-т, 2000.

71. Елизарова Т.Г. Математические модели и численные методы в динамике жидкости и газа. Физический факультет МГУ, 2005

72. Elizabeth L. Farias, Kerry J. Howe, Bruce M. Thomson, Effect of membrane bioreactor solids retention time on reverse osmosis membrane fouling for wastewater reuse // water research journal - 2014 - №49- page 53-61

73. Thai Anh Nguyen, Ruey-Shin Juang Treatment of waters and wastewaters containing sulfur dyes // Chemical engeneering journal - 2013 -№219- page 109117

74. Claude Gagnon, Bernard P. A. Grandjean, Jules Thibault, Modelling of coagulant dosage in a water treatment plant // Artificial Intelligence in Engineering journal -1997-№11-page 401-404

75. Marco Panizza, Giacomo Cerisola, Applicability of electrochemical methods to carwash wastewaters for reuse. Part 2: Electrocoagulation and anodic oxidation integrated process //Journal of Electroanalytical Chemistry- 2010- №638 - page 236 -240

76. Kangmin Chon, Jaeweon Cho, Seung Joon Kim, Am Jang, The role of a combined coagulation and disk filtration process as a pre-treatment to microfiltration and reverse osmosis membranes in a municipal wastewater pilot plant //Chemosphere journal- 2014- № 117- page 20-26

77. J. Sánchez-Martín, J. Beltrán-Heredia,J. A. Peres, Improvement of the flocculation process in water treatment by using moringa oleifera seeds extract // Brazilian Journal of Chemical Engineering- 2012- №03 - page 495 -501

78. Ramesh Kumar, Parimal Pal, A membrane-integrated advanced scheme for treatment of industrial wastewater: Dynamic modeling towards scale up // Chemosphere journal-2013-№92 - page 1375-1382

79. Yanyue Lu, Anping Liao, Yangdong Hu, The design of reverse osmosis systems with multiple-feed and multiple-product //Desalination journal- 2012- №307 -page 42-50

80. R. Abejon , A. Garea' , A. Irabien, Analysis, modelling and simulation of hydrogen peroxide ultrapurification by multistage reverse osmosis // Chemical Engineering Research and Design- 2012- №90 - page 442-452

81. N. Menad, S. Guignot, J. A. van Houwelingen, New characterisation method of electrical and electronic equipment wastes (WEEE) // Waste Management - 20-№33 - page 706-713

82. Leo M.L. Nollet, The Handbook of Water Analysis, Second Edition, 2007 New York

83. Jochen Bundschuh, Sustainable Water Developments Resources, Management, Treatment, Efficiency and Reuse, 2016 London

84. Kerry J. Howe, Principles of Water Treatment, 2012 New Jersey

85. Maurice Stewart, Ken Arnold, Produced Water Treatment Field Manual, 2011 London

86. Jane Kucera, Reverse Osmosis Industrial Processes and Applications, 2015 Canada

87. Asli Bay sal, Waste Water - Treatment Technologies and Recent Analytical Developments, 2013 Croatia

88. Waster engineering, treatment and reuse 4th edition, 2003China

89. James K. Edzwald, Water quality & treatment a handbook on drinking water 6th edition, 2011 USA