Зниження техногенного навантаження на навколишнє середовище шляхом обробки обводнених металургійних шламів електричним струмом

Abstract

Дисертаційна робота присвячена забезпеченню екологічної безпеки в районах розміщення багатотоннажних відходів газоочисток металургійних заводів шляхом розробки на базі теоретичних і експериментальних досліджень технологій та обладнання щодо запобігання екологічно небезпечного впливу ШН металургійного виробництва на НПС. У роботі отримані результати: при обробці ШДВ і ШАВ ПЕСом ступінь їх ущільнення підвищується, зменшуються радіуси гідратованих катіонів Са2 +, що підтверджується проведеними розрахунками гідратних оболонок іонів, виконаних за методикою М.І. Бакеєва. Співвідношення суміші ШДВ і ШАВ в обсязі 2,5-3,0:1 і стічних вод 7,5:1, при Т = 60 º С і U = 200 В дозволяють забезпечити ступінь ущільнення 28,6 % і вміст вологи 35,4 %. У результаті витрати електроенергії , на гравітаційне зневоднення суміші шламів при щільності струму 73,7 А/м2 до досягнення вологості 24-25 % складуть 23,54 кВт - год/т. Отримані в процесі досліджень дані використані для розробки апаратурно-технологічної схеми відстійника, що дозволяє за рахунок особливостей конструкції підвищити ефективність зневоднення до необхідного ступеня. Розроблено способи зневоднення залізовмісних шламів металургійної промисловості. На розроблені способи і конструкцію отримано 3 патенти України на винаходи. Техніко-економічний аналіз та екологічна оцінка показують, що в результаті впровадження нової технології зневоднення Fe - вмістких шламів на металургійному комбінаті «Запоріжсталь» обсяг зниження витрат складе 7996920 тис. грн /рік. Екологічна ефективність розроблених технологій забезпечила можливість їх використання як основи при розробці створюваних промислових установок і збільшення екологічної безпеки в районі розміщення місць накопичення великотонажних відходів металургійних виробництв. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/33525

Диссертационная работа посвящена обеспечению экологической безопасности в районах размещения крупнотоннажных отходов газоочисток металлургических заводов путем разработки на базе теоретических и экспериментальных исследований технологий и оборудования по предотвращению экологически опасного воздействия ШН металлургического производства на ОПС. Разработке и исследованию новой технологии обработки шламов постоянным электрическим током при гравитационном обезвоживании без классификации по гранулометрическому составу, что позволяет избежать значительных затрат на их механическое обезвоживание на вакуум-фильтрах и фильтр-прессах, и получить шлам с необходимой влажностью. В работе получены результаты: при обработке ШДП и ШАП ПЭТом степень их уплотнения повышается, уменьшаются радиусы гидратированых катионов Са2+, что подтверждается произведенными расчетами гидратных оболочек ионов, выполненными по методике М.И. Бакеева. Соотношение смеси ШДП и ШАП в объеме 2,5-3,0:1 и сточных вод 7,5:1, при Т = 60 º С и U=200 В позволяют обеспечить степень уплотнения 28,6 % и содержание влаги 35,4 %. В результате затраты электроэнергии, на гравитационное обезвоживание смеси шламов при плотности тока 73,7 А/м2 до достижения влажности 24-25% составят 23,54 кВт-ч/т. Полученные в процессе исследований данные использованы для разработки аппаратурно-технологической схемы отстойника, позволяющей за счет особенностей конструкции повысить эффективность обезвоживания до необходимой степени. Разработаны способы обезвоживания железосодержащих шламов металлургической промышленности. На разработанные способы и конструкцию получено 3 патента Украины на изобретения. Для оценки технико-экономической эффективности выполненных разработок определен ущерб, наносимый попаданием фильтрата из ШН в подземные воды питьевого водоснабжения, в водоемы рыбохозяйственного назначения и в рекреационные зоны бассейна р. Днепр, определяемый по методике расчета размера ущерба от поступления загрязнений в водные объекты. Определена плата за сброс сточных вод полигона ПО в водные объекты в соответствии с Налоговым кодексом Украины. Технико-экономический анализ и экологическая оценка показывают, что в результате внедрения новой технологии обезвоживания Fe-содержащих шламов на металлургическом комбинате «Запорожсталь» объем снижения затрат составит 7 996 920 тыс. грн/год. Экологическая эффективность разработанных технологий обеспечила возможность их использования как основы при разработке создаваемых промышленных установок и увеличения экологической безопасности в районе размещения мест накопления крупнотоннажных отходов металлургических производств. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/33525

The thesis is devoted to the research and development of new technology of processing sludge direct current in gravitational dewatering, without classifying particle size distributions, thus avoiding the significant costs to their mechanical dewatering on vacuum filters and filter presses, and get a slurry with the required humidity. We obtain the following results: under the influence of a constant electric current to the gas cleaning sludge from blast furnace and sinter plant their degree of compaction increases, there is a reduction of the radii hydrated cations Ca2+, which is confirmed to estimates of hydration shells made of calcium by the method of M.I.Bakeeva. The mixing ratio of sludge gas treatment furnaces and sinter plant, as (2,5-3,0): 1 and sewage 7,5:1, at T = 60 º C, and U = 200 V can improve the degree of compaction to 28,6 % and moisture content to 35,4 %. As a result, the cost of electricity, the gravitational dewatering sludge mixture at a current density of 73,7 A/m2 until the moisture content 24 – 25 % of the 14,18 kW·h/ t. Obtained in the research data used to develop the hardware and technological scheme sump, which allows by design features improve drainage to the extent necessary. To develop a design patented. The methods of sludge dewatering iron metallurgy. Developed a way to get to the two patents. Тhe calculations of economic efficiency of the new iron sludge dewatering technologies for applications in the steel mill "Zaporizhstal" show that the economic impact of the introduction will be 7 996 920 USD / year. Ecological efficiency of the worked out technologies provided possibility of their use as bases at development of the created industrial options and increase of ecological safety in the district of placing of places of accumulation of wastes of metallurgical. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/33525