Оптимизация процессов очистки промышленных сточных вод от многокомпонентных загрязняющих веществ как основа управления водоохранными комплексами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 11.00.11, кандидат технических наук Нагорнов, Владимир Павлович

• Нагорнов, Владимир Павлович
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Нагорнов, Владимир Павлович

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД И ОХРАНЫ ВОДНОЙ СРЕДЫ

1.1. Проблемы системного управления охраной окружаю-ющей среды и регулирование водоохранной деятельности в России

1.2. Выбор методов очистки промышленных сточных вод и путей водоохраны

1.3. Анализ формирования общего объема загрязняющих веществ в сточных водах радиаторного производства и оценка концепций оптимизации процессов их обработки

1.4. Аналитические выводы о»состоянии вопроса , постановка цели и формулирование задач исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОБОЗНАЧЕННОЙ ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ ОПТИМИЗИРОВАННОЙ СХЕМЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

2.1. Задача формирования адапивной автоматизированной системы очистки сточных вод промышленных предприятий

2.2. Анализ и оптимизация значений ПДК вредных веществ в сточных водах предприятий

2.3. Поисковое конструирование для синтеза технологических схем очистных сооружений

2.4. Выводы по теоретическим основам оптимизации и синтез католитно-сорбционной схемы очистки многокомпонентных сточных вод радиаторного производства

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ЭЛЕКТРОЛИЗУ ВОДЫ, КАТОЛИТНОЙ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ И СОРБЦИОННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ КАТО-ЛИТНО-СОРБЦИОН НОЙ СХЕМЫ ОЧИСТКИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СТОЧНЫХ ВОД РАДИАТОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

4.1. Оптимизация параметров электролиза воды (выработки католита) как первой ступени католитно-сорбционной схемы

4.2. Оптимизация параметров католитной нейтрализации как второй ступени католитно - сорбционной схемы

4.3. Оптимизация параметров сорбционной фильтрации как третьей ступени католитно - сорбционной схемы

4.4. Количественно - качественный баланс опытной схемы водоочистки

4.5. Выводы по 4 главе

5. ОЖИДАЕМЫЙ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ КОМПЛЕКСА ВОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

5.1. Расчет укрупненной оценки предотвращенного ущерба от загрязнения водных объектов

5.2. Укрупненный расчет годового дохода

5.3. Расчет разности приведенных затрат на очистку промышленных сточных вод

5.4. Расчет годового экономического эффекта от внедрения комплекса водоохранных мероприятий

5.5. Выводы по 5 главе 138 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 140 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 143 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация процессов очистки промышленных сточных вод от многокомпонентных загрязняющих веществ как основа управления водоохранными комплексами»

Актуальность темы. Одна из самых острых проблем современности - разрешение противоречия между растущим потреблением воды обществом и обеспечением экологической безопасности среды обитания человека.

Примером типичного предприятия, где обострены вопросы, связанные с охраной вод, является акционерное общество «Радиатор». Функционально узкая специализация и технологическая специфичность производства автотракторных радиаторов, базирующегося на пайке и обработке цветных металлов флюсами, кислотами и щелочами, явились предпосылкой того, что в промышленных сточных водах указанного предприятия концентрируется большое количество ионов тяжелых металлов, отличающихся большой токсичностью. Обезвреживание сточных вод этого и аналогичных ему заводов входит составной частью в систему управления охраной природы в регионе. Актуальность обозначенной проблемы подтверждается также необходимостью усовершенствования целого ряда нормативных водоохранных документов. Данная работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Оздоровление экологической обстановки и населения Оренбургской области в 1996-2000 годах».

Цель работы заключается в исследовании закономерностей процессов обработки многокомпонентных промышленных сточных вод и формировании автоматизированных технологий их очистки как основы управления водоохранными комплексами. Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи : обобщение отечественного и зарубежного опыта очистки промышленных сточных вод от токсичных загрязняющих веществ; анализ и оптимизация значений ПДК вредных веществ в сточных водах; теоретические и экспериментальные исследования процессов безреагентного осаждения ионов тяжелых металлов и создание банка данных по современным технологиям очистки промышленных сточных вод; разработка метода синтеза технологических цепочек очистки сточных вод; создание рациональной схемы и исследование эффективности очистных сооружений в радиаторном производстве

Объект исследования - технология очистки сточных вод от загрязняющих веществ в системе оборотного водоснабжения на Оренбургском заводе «Радиатор».

Методы исследования. В настоящей работе использованы системный анализ, математическая статистика, математическое моделирование, базирующиеся на факторном анализе; поисковое конструирование.

Научная новизна работы заключается в исследовании закономерностей создания адаптивной системы управления работой очистных сооружений, обеспечивающих экологические требования. Основными новыми научными результатами являются : математическая модель и подход к оптимизации ПДК вредных веществ в сточных водах; метод синтеза технологических цепочек очистки сточных вод; результаты оптимизации конструктивных и режимных параметров католитно-сорбционной схемы очистки сточных вод АО «Радиатор».

Практическую ценность диссертация представляет для . формирования систем управления охраной природы в регионе; проектирования очистных сооружений предприятий, имеющих многокомпонентные сточные воды; разработки и эксплуатации АСУ водоохранными комплексами промышленных предприятий; учебного процесса при подготовке специалистов в области автоматизации машиностроения, инженерной экологии и охраны природы.

Результаты работы использованы Барнаульским институтом «Сибгипросельхозмаш» в экологической части проекта реконструкции Оренбургского завода «Радиатор». Опытно-промышленный блок-модуль внедрен и прошел испытания на очистных сооружениях АООТ «Радиатор».

Апробация работы производилась :

- на научно-технических советах и советах директоров АО «Радиатор» (Оренбург, Екатеринбург, Бугуруслан, Бузулук, Орск, 1987 -1992 г.г.);

- на научно-практических конференциях Оренбургского государственного университета, областных семинарах и заседаниях правлений Союза научно-инженерных и научно-технических обществ машиностроителей (Оренбург, 1990 - 1991 г.г.); на конференциях и семинарах по проблемам промышленной экологии в г. Лахти (Финляндия, 1991) , в г. Золингене (Германия, 1991), в г. Севастополе (1992), в г. Москве (1993), в г. Екатеринбурге (1994), в г. Санкт-Петербурге (1997), в г. Кронштадте (1997).

На защиту выносятся :

1. Модель представления знаний о технологиях обработки сточных вод.

2. Методика оптимизации значений ПДК вредных веществ в сточных водах.

3. Метод и программные средства синтеза технологических цепочек очистки сточных вод.

4. Технологическая схема католитно-сорбционной очистки сточных вод, как результат поискового конструирования.

5. Результаты оптимизации параметров синтезированной системы очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов;

6. Результаты оценки эффективности системы очистки.