Утилізація стічних вод гальванічного виробництва та їх нейтралізація

Abstract

Дисертація присвячена вивченню проблеми зниження техногенного впливу хромовмісних стічних вод гальванічних виробництв. Проведено аналіз сучасного стану в галузі забруднення біосфери хромовмісними сполуками. Вивчено вітчизняні й зарубіжні технології очищення гальваностоків. Розроблено електрокоагулятор для знешкодження хромовмісних стічних вод. У ході експериментальних досліджень визначено оптимальні конструктивні та режимні параметри роботи електрокоагулятора, що дозволяють проводити очищення хромовмісних стоків з ефективністю 99,96%. На підставі вивчених макрокінетичних особливостей механізму електрокоагуляції побудовано фізико-математичну модель процесу для визначення впливу технологічних режимів роботи електрокоагулятора на кожному з етапів очищення стоків. Проведено аналіз утворення та нейтралізації хромовмісних стоків на ВАТ «Сумське НВО ім. М.В. Фрунзе». З урахуванням технологічних режимів підприємства розроблено і розраховано критерій екологічної небезпеки. Подані рекомендації щодо зниження техногенного навантаження підприємства на регіон, зокрема за рахунок впровадження локальних електрокоагуляційних установок. Розроблено методику інженерного розрахунку електрокоагулятора, яка дозволила спроектувати і випробувати електрокоагуляційну установку на базі ПАТ «Глухівський завод «Електропанель». Експериментальні дослідження промислової моделі показали її високу ефективність і надійність в експлуатації. Розроблено комплексну схему очищення стічних вод з використанням електрокоагуляційних апаратів для підприємств із замкненим циклом водообігу. Впровадження даної технологічної схеми на ВАТ «Сумське НВО ім. М.В. Фрунзе» дозволить отримати щорічний економічний ефект – 572775 грн. Термін окупності – 2,5 року. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/9168

Диссертация посвящена изучению проблемы снижения техногенного воздействия хромсодержащих сточных вод гальванических производств на окружающую природную среду. Проведен анализ современного состояния в области загрязнения биосферы гальваностоками. Изучены пути миграции хрома в природные экосистемы и организм человека. Исследованы отечественные и зарубежные технологии очистки сточных вод. Определены их основные преимущества и недостатки. Произведен выбор наиболее эффективного способа очистки. Разработан электрокоагулятор для обезвреживания хромсодержащих сточных вод. В ходе экспериментальных исследований установлены оптимальные конструктивные и режимные параметры работы электрокоагулятора, которые позволяют производить очистку хромсодержащих стоков с эффективностью 99,96%. Определено, что наиболее рационально проводить обезвреживание стоков с начальным значением реакции активной среды 5,5рН, осаждение примесей интенсифицируется в диапазоне 9,5-10 рН, что связано с укрупнением образовавшихся гидроксокомплексов. Оптимальная анодная плотность тока составляет 4,5-5,4 А/м2. Сопоставление удельных энергозатрат предложенной конструкции и традиционных установок по электрокоагуляции стоков показало, что в разработанном стружечном электрокоагуляторе удельный расход электроэнергии на единицу массы извлекаемого металла ниже в 1,5-3 раза, чем у известных аналогов, что указывает на целесообразность применения разработанной установки для обработки хромсодержащих сточных вод гальванического производства. Определены структура и химический состав образующегося в процессе очистки осадка-шлама. Даны рекомендации по промышленному использованию шламов в качестве вторичного сырья при заполнении выработанных карьеров, в производстве керамзита, черепицы, керамической плитки, асфальтобетонных смесей, стеклоизделий, глазурей и пр. На основании изученных макрокинетических особенностей механизма электрокоагуляции построена физико-математическая модель процесса, позволяющая определить влияние технологических режимов работы электрокоагулятора на каждом из этапов очистки стоков. В результате компьютерной реализации предложенной модели обозначена взаимозависимость между величинами, полученными опытным путем, и результатами решения математической модели. Определено, что математическая модель позволяет с высокой вероятностью совпадения спрогнозировать эффективность очистки хромсодержащих сточных вод до достижения некоторого критического режимного уровня, обусловленного гидродинамическими и электрохимическими особенностями аппарата. Разработана комплексная технологическая схема очистки сточных вод с использованием электрокоагуляционных установок для предприятий с замкнутым циклом водооборота. Предложена методика инженерного расчета электрокоагулятора, которая позволила спроектировать и испытать электрокоагуляционную установку на базе ПАТ «Глуховский завод «Электропанель». Экспериментальные исследования промышленной модели показали ее высокую эффективность и надежность в эксплуатации. Проведен анализ образования и нейтрализации хромсодержащих стоков на ОАО «Сумское НПО им. М.В. Фрунзе». С учетом технологических режимов предприятия разработан и рассчитан критерий экологической опасности. Приведены рекомендации по снижению техногенной нагрузки предприятия на регион, в том числе за счет использования локальных электрокоагуляционных установок. Внедрение предложенных мероприятий по рационализации систем водоотведения и водоочистки на ОАО «Сумское НПО им. М.В. Фрунзе» позволит получить ежегодный экономический эффект – 572775 грн. Срок окупаемости – 2,5 года. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/9168

The dissertation is devoted to the problem of decrease of chrome containing sewages technogenic influence of galvanic productions. The analysis of the present situation is conducted in the field of biosphere contamination by chrome containing connections. The home and foreign technologies of galvanic flows cleaning are studied. An electrocoagulator is worked out for rendering harmless of chrome containing sewages. During experimental researches optimal structural and regime parameters of electrocoagulator’s work which allow to conduct cleaning of chrome containing flows with efficiency of 99,96% are determined. On the basis of the studied macro kinetic features of electro-coagulation mechanism the physically mathematics model of the process for determination of influence of electrocoagulator technological operation regime on each of the stages of flow cleaning is made. The analysis of formation and neutralization of chrome containing flows is conducted in the OJSE “Sumy M.V. Frunze MSPA». Taking into account the technological regimes of the enterprise the criterion of ecological danger is worked out and calculated. Recommendations concerning decreasing of the technogenic loading of the enterprise to the region, in particular due to introduction of local electrocoagulative options are given. The methodology of engineering calculation of electrocoagulator which has allowed to project and test the electrocoagulative option on the base of EJST "Hlukhiv plant "Electropanel" is elaborated. The experimental researches of industrial model showed its high efficiency and reliability in exploitation. The complex scheme of sewages cleaning is elaborated with the use of electro-coagulative vehicles for enterprises with the reserved cycle of water rotation. The introduction of this technological scheme at the OJSE “Sumy M.V. Frunze SPA ” will allow getting an annual economic effect – 572775 UAH. The term of recoupment – 2,5 years. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/9168