Повышение эффективности очистки сточных вод разработкой аппаратных схем электрофлотационных установок оборотного водопользования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 11.00.11, кандидат технических наук Сандаков, Сергей Аркадьевич

• Сандаков, Сергей Аркадьевич
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сандаков, Сергей Аркадьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 Обзор эффективности очистки сточных вод промышленных предприятий методом электрофлотации

1.1 Способы и устройства для интенсификации процесса очистки сточных вод электрофлотацией

1.2 Анализ уровня развития теории электрофлотации как эффективного метода очистки сточных вод

1.3 Постановка задач исследований гидродинамики процесса электрофлотации и разработка аппаратных схем электрофлотоустановок (ЭФУ) гидродинамического типа

1.4 Выводы

2 Исследование параметров ЭФУ гидродинамического типа с плоскопараллельным расположением электродов

2.1 Расчет газонаполнения активной зоны канала ЭФУ (электродного блока) с плоскопараллельным расположением электродов

2.2 Исследование параметров ЭФУ гидродинамического типа с плоскопараллельным расположением электродов

2.3 Выводы

3 Разработка и исследование рабочих параметров эффективных аппаратных схем ЭФУ с суспендированными электродами

3.1 Гидродинамическая схема ЭФУ с суспендированными (объемными) электродами

3.2 Задача о профилировании электродной зоны канала ЭФУ с суспендированными электродами

3.3 Задача о профилировании не электродной зоны канала ЭФУ с суспендированными электродами

3.4 Исследование гидродинамики проточной части электродного блока ЭФУ с суспендированными (объемными) электродами

3.5 Выводы

4 Разработка и исследование рабочих параметров эффективных аппаратных схем ЭФУ гидродинамического типа

4.1 Разработка и исследование ЭФУ с электродами на упругих связях

4.2 Задача о газовыделении с поверхности электродов на упругих связях

4.3 Вывод уравнения динамики электродов на упругих связях

4.4 Разработка и исследование электрофлотоустановки с электродами в форме винтовой поверхности

4.4 Расчет газовыделения на электродах в форме винтовой

поверхности

4.6 Выводы

5 Исследования процессов очистки сточных вод в электрофлотоустановках гидродинамического типа с целью оборотного водопользования

5.1 Очистка нефтесодержащих сточных вод тепловых электростанций в ЭФУ с суспендированными электродами

5.2 Результаты опытно-промышленных и лабораторных испытаний ЭФУ с электродами на упругих связях

5.3 Лабораторные и опытно-промышленные исследования работы ЭФУ с электродами в форме винтовой поверхности для очистки нефтезаг-рязненных сточных вод

5.4 Очистка хромосодержащих сточных вод гальванопроизводств (на примере сточных вод ОАО "Инвертор") в ЭФУ с электродами на упругих связях

5.5 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ

ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

169

Приложение А. Решение задачи о влиянии гидродинамики потока на газонаполнение канала ЭФУ с плоскопараллельными

электродами

Приложение Б. Решение задачи о профилировании канала ЭФУ с суспендированными электродами

Приложение В. Приборы и оценка их погрешности

Приложение Г. Алгоритм конструкторского расчета ЭФУ с суспендированными электродами

Приложение Д. Алгоритм конструкторского расчета ЭФУ с электродами на

упругих связях

Приложение Е. Алгоритм конструкторского расчета ЭФУ с электродами в

форме винтовой поверхности

Приложение Ж. Методика определения электропроводности стока при его обработке в однородном и неоднородном электрических полях

Приложение 3. Технические акты внедрения результатов исследований: Ириклинская ГРЭС, Сакмарская ТЭЦ, ЗАО «Юниверс» (Москва), ОАО «Инвертор», акт использования результатов диссертационной работы в учебном процессе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности очистки сточных вод разработкой аппаратных схем электрофлотационных установок оборотного водопользования»

ВВЕДЕНИЕ

В преддверии следующего тысячелетия проблема охраны окружающей среды, рационального использования природных ресурсов и экономного расходования энергоресурсов из всех проблем стала наиболее актуальной. Непрекращающееся загрязнение природных вод продуктами жизнедеятельности человека представляет серьезную угрозу всему живому на земле.

За последние десять и более лет в крупных промышленных центрах России, в том числе и в Оренбуржье, построены и эксплуатируются городские очистные сооружения, на которых проходят очистку бытовые и промышленные сточные воды, поступающие от населения, проживающего на данной территории и от ряда промышленных предприятий, что обеспечивает снижение первоначальных затрат как на возведение очистных сооружений так и на их содержание, кроме того в групповых очистных сооружениях осуществляется более надежная и качественная очистка сточных вод при автоматическом и визуальном контроле за работой сооружений и качеством очистки со стороны обслуживающего персонала.

Однако, наряду с положительными моментами, имеет место и то, что вследствие поступления сточных вод от промышленных предприятий в виде «залповых» выбросов разработанные для обработки определенного объема сточных вод очистные сооружения не справляются с очисткой и неочищенные стоки сбрасываются в водоемы, загрязняя их, тем самым наносится непоправимый ущерб окружающей среде.

К наиболее опасным загрязнителям природных вод относятся нефтепродукты, под которыми в соответствие с терминологией международной конвенции [90] подразумеваются: сырая нефть, мазут, тяжелое дизельное топливо, смазочные масла и другие продукты переработки углеводородсодер-жащего сырья.

По сведениям, представленным в работах [97,107] известно, что орга-нолептические показатели питьевой воды резко ухудшаются при содержании нефтепродуктов в ней более 0,05 мг/л.

Допускаемое нормами содержание нефтепродуктов не должно превышать 0,05 мг/л для питьевой воды и не более 0,1 мг/л для водоемов санитар-но- бытового использования, при этом на поверхности воды открытых водозаборов не должно быть «нефтяных» пятен.

Расширение сети нефтехранилищ, гаражей, бензоколонок, открытых автостоянок, аэропортов и т.п. также приводит к увеличению доли загрязнения территорий нефтепродуктами и, соответственно, вод поверхностного стока, попадающего в водоемы [52,55,65,79,92,126,127, 144].

В воде, применяемой в технологических целях на предприятиях различных форм собственности, также нормируется содержание нефтепродуктов [52,80,95,137]. Например, наличие их в питательной воде уменьшают надежность работы паровых котлов, так как нефтепродукты сорбируются накипью, имеющей пористую структуру, и тем самым участвуют в загрязнении поверхности нагрева котельных установок, что приводит к снижению коэффициента теплопередачи и, соответственно, к увеличению расхода энергоресурсов предприятий на собственные нужды.

Исходя из вышеизложенного, к качеству питательной воды по суммарному содержанию нефтепродуктов предъявляются следующие требования:

л

для котлов с естественной циркуляцией и давлением до 40 кгс/см не более 1

л

мг/л; для котлов с давление свыше 40 кгс/см не более 0,3 мг/л; для прямоточных котлов высокого давления не более 0,1 мг/л [80,95,133,].

Таким образом, не снижающиеся масштабы добычи нефти и продуктов ее переработки, возрастание транспортировок и потребления нефтепродуктов адекватно приводят к увеличению количества загрязненных ими вод.

В условиях рыночных отношений проблема роста промышленных мощностей различных видов производства, в частности, теплоэнергетических

станций и автопредприятий и необходимость в предотвращении загрязнения сточными водами природных источников водоснабжения привела к многочисленным предложениям по обработке этих стоков и созданию систем оборотного водопользования [52,67,73,79,106,109,113,140].

Затраты на обработку и утилизацию сточных вод по этим предложениям часто превышают стоимость самой водоподготовки. Вследствие чего задачи рационального использования природных ресурсов на современном этапе развития водоподготовки диктуют необходимость создания новых технологических решений и новых эффективных аппаратных схем для их реализации.

Развитие методов электрообработки сточных вод в совокупности с низкими удельными затратами на их очистку и сравнительно дешевой электрической энергией создают необходимые предпосылки для разработки и создания локальных (цеховых) систем оборотного водопользования на базе перспективных и эффективных аппаратных схем электрофлотоустановок (ЭФУ ).

Фактическими достоинствами электрофлотоустановок являются их высокая производительность и эффективность, компактность и возможность полной автоматизации технологического процесса водоочистки [49].

К физико-химическим преимуществам подобных устройств относят высокую степень дисперсности и специфическую активность пузырьков электролизных газов, возможность плавного изменения их размеров и концентрации, образование при соответствующих условиях на поверхности электродов и в объеме обрабатываемой жидкости сильных окислителей, например: озона, перексида водорода, хлора и т.д. [28,54,58,59,75,89].

Основы метода электрообработки сточных вод были изложены в работах Л.А. Кульского, C.B. Яковлева, Б.М. Матова, В.А., Глембоцкого и A.A. Ма-макова [58,78,85,86,140].

Развитие этот метод обработки воды получил в трудах А.И. Мацнева, В.М. Рогова, И.С. Лаврова, О.В. Смирнова, В.Д. Ющенко, ИТ. Краснобо-

родько, М.М. Назаряна, В.В. Пушкарева, В.Т. Ефимова, В.Д. Назарова, И.Л. Мархасина, Ю.А. Феофанова и других исследователей [59,67,74,75,83,93, 98,99,105,114,129-131,135,146-149].

В то же время процессы, протекающие в ЭФУ гидродинамического типа с суспендированными (объемными) электродами, с электродами на упругих связях и в форме винтовой поверхности практически не исследовались, что затрудняет их расчет и проектирование. Также к неисследованным процессам можно отнести вопрос о газонаполнении активной зоны (электродного блока) канала ЭФУ гидродинамического типа.

Значимость этого процесса состоит в том, что увеличение газонаполнения в объеме жидкости, с одной стороны, благоприятно влияет на повышение качества очистки сточных вод, а с другой стороны - отрицательно сказывается на энергетических затратах. Следовательно, между этими двумя противоположными тенденциями существует оптимальная величина интегрального газосодержания, при которой заданная степень извлечения примесей будет достигнута при минимально допустимых энергозатратах.

Вследствие чего представляет интерес исследование течения и устойчивости пузырьковых структур в каналах ЭФУ гидродинамического типа, так как имеющиеся по литературным источникам сведения [75,93,105,111] не полно отражают реальную картину устойчивости двухфазного потока «газ-жидкость», не учитывают появление трехфазного периметра смачивания, в практических расчетах ЭФУ не учитывается зависимость электрического сопротивления обрабатываемой жидкости от объемного содержания в нем газовой и твердой фаз, что приводит к неоправданно большому увеличению габаритов ЭФУ и повышенным энергетическим затратам.

Рекомендации по расчету ЭФУ, базирующиеся на экспериментально определенных значениях плотности тока на электродах и расходуемого удельного количества электричества, не всегда адекватно отражают сущность гидродинамических процессов, происходящих при электрофлотационной очистке

сточных вод, что тоже является недостатком существующих теоретических изысканий.

Кроме того, решение вопроса расчета и конструирования электродного блока канала ЭФУ гидродинамического типа с целью более полного использования электрохимической активности электролизных пузырьков не нашло отражения в литературе, что отрицательно сказывается на методологических подходах к решению поставленной задачи.

Исходя из вышеизложенного, целью данной работы является исследование и разработка новых аппаратных схем и конструктивных решений ЭФУ гидродинамического типа и методов их расчета для интенсификации процесса очистки сточных вод систем оборотного водопользования (СОВП) за счет организации оптимального газовыделения на электродах и в объеме обрабатываемой жидкости.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

-расчет газонаполнения активной зоны канала ЭФУ с плоскопараллельным расположением электродов для двухфазных потоков;

-экспериментальное исследование гидродинамических характеристик ЭФУ с плоскопараллельным расположением электродов;

-исследование гидродинамических особенностей канала ЭФУ с суспендированными (объемными) электродами;

- создание методики расчета интегральных характеристик ЭФУ для трехфазного потока жидкости (жидкость- газ- твердое тело);

- разработка эффективных аппаратных схем и конструкций ЭФУ для очистки сточных вод систем оборотного водопользования.

В диссертационной работе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований. Теоретические решения получены с применением уравнений прикладной гидродинамики, механики гетерогенных

сред и теории колебаний. Численные исследования основаны на методах вычислительной математики и программирования на ЭВМ.

Экспериментальные исследования выполнены с использованием теории размерностей и погрешности измерений, физико-химического анализа воды стандартными методами.

Выполненные теоретические и экспериментальные исследования реализованы в виде:

-методик расчета гидродинамических и конструктивных параметров ЭФУ, которые использованы при проектировании ЭФУ с различными типами электродных блоков;

-аппаратных схем ЭФУ гидродинамического типа с суспендированными электродами для очистки нефтесодержащих сточных вод;

-конструктивно разработанных и предложенных в производство аппаратных схем ЭФУ с электродами на упругих связях для предприятий автотранспорта и гальванопроизводств;

-предложенных и разработанных аппаратных схем ЭФУ гидродинамического типа с электродами в форме винтовой поверхности.

Предложенные и рассмотренные в диссертации аппаратные схемы ЭФУ, помимо основного назначения, можно применять в гальванотехнике, например, в технологии извлечения тяжелых и драгоценных металлов из слабоконцентрированных растворов.

По теме диссертации опубликовано в открытой печати одиннадцать печатных работ. Новизна исследований защищена 3 авторскими свидетельствами на изобретения.

1 ОБЗОР ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИИ

1.1 Способы и устройства для интенсификации процесса очистки сточных вод электрофлотацией

Одним из действенных методов защиты водных ресурсов от загрязнения сточными водами является оснащение промышленных предприятий локальными очистными сооружениями с целью предотвращения попадания загрязняющих компонентов в общегородскую канализацию. В этой связи возникает необходимость в разработке новых аппаратных схем и устройств, так как существующие разрабатывались под менее жесткие требования, морально и физически устарели или практически вообще не работоспособны.

Основой любой технологической схемы очистки сточных вод является последовательность выполнения технологических операций на размещенном определенным образом оборудовании. В зависимости от того, какие аппаратные схемы оборудования будут включены в технологическую схему, будет зависеть степень очистки сточных вод и коэффициент использования очищенной воды в системе оборотного водопользования.

В ходе производственного процесса вода может быть использована в таких основных направлениях: как растворитель, как поглотитель и средство транспортировки, а также как теплоноситель [80,113,116].

В большей степени загрязняется вода, используемая как растворитель. Сточные воды такого типа содержат разнообразные химические соединения, в том числе нефтепродукты различной степени дисперсности [63,77,79,].

Вода, применение которой обусловлено спецификой производства мокрой уборки помещений и территории предприятий, мойки технологического оборудования или автотранспорта, также покидает производственный цикл

сильно загрязненной, но она содержит главным образом нефтепродукты и механические примеси [55,56,65,66,72,73,92].

Наиболее чистой является вода, применяемая в качестве теплоносителя или охладителя, возвратные воды такого типа являются наиболее чистыми, в этой связи стоки такого рода носят название условно чистые, например, паровой конденсат, возвращаемый от потребителей.

В соответствие с этим оборотное водопользование промышленных предприятий (рис. 1.1) может быть представлено двумя основными схемами: 1) схемой ( рис. 1.1а) - вода в которой не загрязняется в технологическом процессе и является условно чистой, например, оборотные циклы охлаждения оборудования и 2) схемой, в которой вода используется в технологическом цикле производства, где происходит ее загрязнение, в результате чего образуются сточные воды - такая схема (см. рис. 1.16, 1.1в) водопользования характерна для всех видов производственных процессов [52,66,73,75,76,79].

Известно, что производственные сточные воды, загрязненные нефтепродуктами, как правило, представляют собой трудно расслаивающиеся эмульсии или суспензии, содержащие коллоидные и мелкодисперсные частицы размером 0,0001...0,01 мкм и 0,1... 10 мкм соответственно (до 70%), а также частицы размером 20 мкм и более [106,с.88-89].

В работе И.Л. Мархасина, В.Д. Назарова и Т.И. Козловой [84 ] показано, что глубина очистки таких сточных вод, т.е. остаточное содержание нефтепродуктов зависит от дисперсности нефтяной фазы:

(1.1)

где то - начальное содержание нефтепродуктов в воде; гТ - средний радиус газовых пузырьков; гн - средний радиус частиц нефти;

к - коэффициент, значение которого определяется технологическими условиями обработки воды ( плотностью тока, временем обработки) и ее физико-химическими свойствами - состоянием поверхности раздела фаз.

источник водопользования

городской коллектор

а) б) в)

Рисунок 1.1- Принципиальная схема водопользования промышленными предприятиями

В работе М.М. Назаряна и В.Т. Ефимова дается определение дисперсности системы, по которому за основу принимается размер частиц [93, с. 7]. Так для частиц сферической формы имеем О = Ш, где О - дисперсность среды, а <3 -диаметр частицы. Часто дисперсность среды О определяется как отношение общей поверхности частицы к ее объему, т.е. получают удельную поверхность частиц:

(1.2)

Зуд =4Л"Г2/(4/3)лт3 -3/Г =6/d

14 (1.3)

Из приведенных выражений следует, что чем меньше радиус частиц, тем выше удельная поверхность и, следовательно, дисперсность частиц.

Для укрупнения дисперсных частиц в настоящее время применяют коагуляцию [78], флотацию [49,57,76,87,88,106,112] или внешнее силовое поле [50,54,59,], которые относятся к числу наиболее общепринятых методов удаления нефтепродуктов из водных систем (физико-механический метод).

Из всех вышеперечисленных способов коагулирования дисперсных частиц наибольшее применение получил метод флотации, в основе которого лежат элементарные процессы молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела "газ-вода", образование комплексов "частица - пузырек", их всплывание и удаление с поверхности обрабатываемой воды образовавшегося пенного слоя [57,76,144].

Предпосылками эффективной флотации являются такие параметры как поверхностное натяжение воды, которое должно быть в пределах 60... 65 мн/м и размеры газовоздушных пузырьков, оптимальная величина которых составляет 15-30 мкм [56].

В.А. Проскуряков, Л.И. Шмидт и другие исследователи [106, с.64] отмечают, что более крупные пузырьки воздуха флотационно не эффективны, так как не обладают достаточной свободной энергией поверхностных слоев и не способны увлекать частицы нефти и масел.

Получение газа для флотации загрязняющих веществ заданной степени дисперсности может осуществляться различными методами, в частности: 1) пневматическими, 2) механическими, 3) электрическими или 4) ультразвуковыми устройствами [49,57-59,74,83,85,86,104].

В то же время необходимо отметить, что метод флотации достаточно эффективен только при наличии высоких концентраций нефтепродуктов (до 5 г/л) и взвешенных веществ, причем степень очистки находится в прямой за-

висимости от эффективного радиуса пузырьков воздуха - чем меньше радиус, тем эффективнее очистка.

Минимальный же размер пузырьков при флотации составляет не менее 0,5 мм, поэтому и очистка малоэффективна (остаточное содержание нефтепродуктов устанавливается на уровне 10 мг/л и более).

По данным авторов работы [112] очистные сооружения локальной очистки для извлечения взвешенных веществ и нефтепродуктов, действующие по методу флотационной очистки, сложны и требуют дополнительной обработки воды с применением коагулянтов, что не обеспечивает надежного качества очистки. Кроме того, при обработке воды дополнительно вносится некоторое количество растворимых соединений, что приводит к вторичному загрязнению воды [106,113,138].

Размещение таких «локальных» сооружений требует значительного поверхностного пространства, вследствие чего его невозможно использовать при реконструкции уже существующих на предприятиях очистных сооружений.

В то же время, ряд исследователей [50,51,54,58,59,62,63,67,74] отмечают, что процесс обработки сточных вод, содержащих электрохимически окисляемые или восстанавливаемые вещества, а также флотируемые компоненты (подобно жидким отходам теплоэнергетических станций и автопредприятий), может быть основан на электрохимическом способе, включающем как химические окислительно-восстановительные, так и физико-химические процессы.

Еще в начале 50 -х годов указывалось на перспективность использования метода электрофлотации для очистки сточных вод [78], так как образующийся в процессе электролиза водород флотационно более активен по сравнению с воздухом, размер пузырьков в зависимости от кривизны электродов [128] не превышает 20 мкм, то есть находится в оптимальном диапазоне 0,530 мкм для извлечения мелкодисперсных частиц нефтепродуктов.

В сильных электрических полях наблюдается прямая зависимость эффекта разделения эмульсии от степени неоднородности внешнего поля [135], что в большой степени связано с действием силы диполофореза, закономерности воздействия сил диполофореза на частицы примесей показаны в работах В.Р. Эстрела-Льеписа, И.С. Лаврова, Н.И. Рукобратского [57,136].

Однако с увеличением напряженности электрического поля пропорционально возрастают энергозатраты. Поэтому в практике очистки природных и сточных вод электрическими методами чаще всего применяются слабые электрические поля.

Как показано в ряде работ и в этом случае возможно повышение эффективности разделения гидродисперсий при использовании неоднородного электрического поля. Анализируя влияние параметров неоднородного электрического поля на степень разделения эмульсии Р. Мерквирт, C.B. Зайцев и другие отмечали, что эффективность разделения повышается не только при увеличении приложенного напряжения, но и при увеличении степени пространственной неоднородности внешнего электрического поля, причем эта величина оказывает более существенное влияние на разделение нефтеводя-ных эмульсий [5,7, 91].

Существенным в конструкциях электрофлотоустановок является принцип установки электродного блока в корпусе аппарата. Наиболее простая конструкция (плоскопараллельные электроды) предполагает неподвижную установку электродов с фиксированным межэлектродным промежутком (обычно 10-15 мм), при этом электродный блок образует единое целое с фло-токамерой ( рис. 1.2), что вызывает определенные сложности в процессе эксплуатации ЭФУ, обусловленные периодической остановкой аппарата для замены или очистки электродов вследствие их пассивации - отложения осадка на электродах. Такие электрофлотоустановки можно отнести к ЭФУ первого поколения.

Здесь будет нелишним заметить, что электрофлотационная очистка сточных вод, относящаяся к перспективным направлениям физико-химических методов, позволяет решать и довольно успешно комплекс задач по металлоемкости очистных сооружений, снижению или полному исключению вторичного загрязнения воды продуктами электролиза и др. Однако этот метод пока не нашел достаточно широкого применения в практике создания локальных систем оборотного водопользования.

*

1 - корпус аппарата, 2 - электроды, 3 -канал распределения жидкости, 4 - канал отвода очищенной воды, 5 -7 - элементы гидродинамического канала, 8 - уровень жидкости,9 -зона очищенной воды

Рисунок 1.2 -Принципиальная схема электрофлотоустановки для очистки сточных вод.

Основой любой аппаратной схемы электрофлотоустановок является совокупность размещенных внутри устройства пары ими пакета электродов. Такая совокупность электродов получила название электродного блока.

Особенности структуры электродного блока, в частности, подключение к источнику тока, размещение и установка электродных групп и материал для их изготовления, в большой степени определяют расход электроэнергии

на очистку сточных вод систем оборотного водопользования. Эти разновидности конструктивных решений электродных блоков и методов их расчета, многообразны и противоречивы, например, в настоящее время, отсутствует единый подход к решению задач по газонаполнению активной зоны канала электрофлотоустановок, что приводит к неоправданно большой енергоемко-сти очистных сооружений.

При конструировании электродных блоков, как было показано выше, в промышленных условиях чаще всего используются неподвижные плоскопараллельные вертикальные или горизонтально установленные электроды с фиксированной величиной межэлектродного расстояния [1-4,8,13,17,19,23, 24, 34-36,38,98], подключение которых к источнику тока осуществляется по монополярной или биполярной схемам.

Для снижения пассивирующего влияния механических и органических компонентов стока на поверхность электродов предлагается применять: переплюсовку , переменный одно- или многофазный ток [29,33,42], приводящий к увеличению затрат на тепловые процессы (джоулевы потери) или подачу тока на электроды временно прерывают, что приводит к сильному зашламле-нию межэлектродной зоны [22].

Для ЭФУ первого поколения с плоскопараллельным расположением электродов присущи следующие недостатки: повышенный расход электроэнергии в расчете на единицу объема стока и низкая производительность, являющаяся следствием образования пузырьков электролизного газа по поверхности электродов.

С целью повышения интенсивности газовыделения, необходимо увеличивать либо площадь поверхности электродов, что достигается, как правило, за счет увеличения их числа, или же повышать плотность тока.

Увеличение числа пластин электродов приводит к повышению напряжения поляризации, т.к. скачки приэлектродных потенциалов при прохожде-

нии тока в этом случае будут складываться и эта особенность приводит к непроизводительным затратам электроэнергии на очистку сточных вод.

Повышение плотности тока наряду с положительным увеличением интенсивности газовыделения приводит к росту потерь энергии на нагрев стока (джоулевы потери), которые, как известно, пропорциональны квадрату плотности тока.

В монографии И.Г. Краснобородько [75, с. 105] отмечается, что изменение плотности тока приводит также к ухудшению гидродинамических условий протекания процесса электролиза. Это обусловлено тем, что при увеличении расстояния между электродами уменьшается скорость протекания жидкости за счет возрастания проходного сечения, в связи с чем становится невозможным установление оптимальной напряженности электрического поля для изменяющихся расходов воды.

Отмеченные недостатки стимулировали поиск новых конструктивных решений, в результате которых появился большой класс аппаратных схем ЭФУ второго поколения с усложненной геометрией электродов: здесь можно встретить и ортогональное расположение катодов над анодами [19,34], конические, цилиндрические, спиральные и винтовые электроды [2,4,6,21,28,41, 92,93], электроды в виде перфорированных пластин [20,25,43,46] и др. (рисунок 1.3 г, з, е).

В этих аппаратных схемах используются методы выделения электролизных газов в объеме стока, кроме того тенденция конструктивного совершенствования таких ЭФУ заключается еще и в том, что на смену ЭФУ с плоскопараллельным расположением электродов приходят блочные установки, позволяющие производить замену электродов без ущерба для технологического процесса и в какой-то степени компенсировать снижение степени очистки воды по сравнению с теоретически возможной.

Наиболее перспективными, на наш взгляд, являются работы по созданию ЭФУ с высокоразвитой электродной поверхностью, которые идут в на-

правлении создания так называемых объемных электродов различных форм и размеров [15,21,41,43], что позволяет уменьшить габариты ЭФУ и интенсифицировать процессы очистки воды по сравнению с электрофлотоустановка-ми, имеющими плоскопараллельные электроды.

Например, конструкции электрофлотоустановок (рис.1.3г, з) с засыпными электродами, в качестве которых применяют металлическую стружку, являются более совершенными и позволяют частично решить задачу по предотвращению вторичного загрязнения воды электрохимическим шламом без извлечения электродов из корпуса. Данное новшество сокращает время простоя электроаппаратов [21,43].

Для ЭФУ второго поколения, характерной особенностью которых, как отмечено выше, является наличие засыпных электродов и выделение газов в объеме стока, тоже присущи недостатки, которые выявились в процессе их опытно-промышленной эксплуатации.

Отметим некоторые из них. Прежде всего развитие поверхности засыпных электродов приводит в местах контакта зерен засыпки или стружки к высокому контактному сопротивлению из-за выделяющегося на них неэлектропроводного газа, что приводит к повышенным джоулевым потерям.

Этот недостаток ликвидируется в ряде технических решений тем, что увеличивают плотность контакта элементов засыпных электродов за счет их сжатия, например, массивным катодным электродом, но в этом случае образуются проводящие кластеры, которые шунтируют электрическую цепь электродного блока: основной ток проходит по металлу, огибая границу раздела фаз «электрод - сток».

В порах между зернами довольно часто происходит накопление выделившегося газа, который препятствует поступлению «свежего» стока и нарушает нормальное протекание электролиза. Удержанию газа в порах способствуют также силы поверхностного натяжения.

1 -корпус, 2,5 - электроды, 3 - патрубок подачи воды, 4 - диэлектрическая распределительная решетка, 6 - патрубок отвода воды, 7 - привод электрода вращения

Рисунок 1.3 - Конструктивные схемы электроустановок для очистки

воды.

В ряде конструкций подобный недостаток предложено устранять установкой различного рода вибраторов и организацией нестационарных процессов, в основном колебательных [41].

Более совершенной являются конструкции электроаппаратов с вращающимися электродами [11,15,26,39,104], которые позволяют интенсифицировать процесс электролиза и проводить регенерацию электродов непосредственно в корпусе электроаппарата, не выключая его из работы (рис.1.3и).

Разновидностью таких электроаппаратов является аппарат с вращением анодной части относительно неподвижного катода [27,37,47,110]. В этом случае основная часть затрат электрической энергии приходится на вращение электродов.

С целью интенсификации процесса очистки сточных вод систем оборотного водопользования методами электрофлотации в настоящее время применяют введение в активную зону канала ЭФУ воздуха, поверхностно-активных веществ и других реагентов [9,10, 14,16,40,45,], ведение электролиза на импульсном [22] или переменном токе [29,33], а также одновременное воздействие на обрабатываемую жидкость электромагнитных волн видимого или ультрафиолетового диапазонов [50].

Однако все конструктивные ухищрения, преследующие частную, конкретную цель, ведут к появлению тех или иных недостатков, одним из которых является неоднородность электрического тока, ведущая к неоднородности газообразования и, как следствие, к неоднородности распределения активной части продуктов электролиза по объему обрабатываемого стока. При этом снижается или нарушается оптимальное соотношение между компонентами и качество очистки в целом. К тому же неравномерная плотность электрического тока приводит к увеличению джоулевых потерь, повышению перенапряжения, образованию сильных градиентов концентрации гидроокиси анодного металла и активных пузырьков водорода.

Необходимо отметить, что наилучший эффект очистки, по аналогии с флотопроцессами, получается при оптимальном соотношении концентрации пузырьков водорода и гидроокиси в каждой пространственной точке обрабатываемой жидкости [128].

Отсюда к форме и размерам электродного блока электроустановок систем очистки сточных вод можно предъявить следующие основные требования по технологическим и конструктивным признакам: а) обеспечение необходимой степени очистки воды, б) высокая механическая прочность и стойкость к электрохимическим и физико-химическим воздействиям, в) обеспечение оптимальной пропускной способности электроустановок при минимальных энергетических затратах, г) оптимальное соотношение между стоимостью изготовления и долговечностью материала электродов и др.

При выборе материалов электродов необходимо учитывать экономическую целесообразность применения данного материала или сплава, так как затраты на их изготовление и последующую замену составляют значительную долю эксплуатационной стоимости электрофлотоустановок.

Более подробно вопросы применения различных материалов в качестве электродов рассмотрены в работе Л.М. Якименко [139], в которой тщательно обоснованы требования и основные критерии для выбора электродных материалов, использования их в различных электрохимических процессах, поэтому мы не останавливаемся на детальном рассмотрении этой сугубо специфичной информации.

Выше было показано, что электрофлотация с образованием электролизных газов на поверхности плоских электродов встречается гораздо чаще, чем электрофлотация с использованием объемных электродов.

Еще реже встречается очистка сточных вод систем оборотного водопользования электрофлотацией в псевдоожиженном слое с постоянной регенерацией электродов [44,48].

Режим псевдоожижения характеризуется высокой степенью однородности частиц и малыми вертикальными размерами (толщиной), в связи с чем в слое происходит высокое газовыделение, что может привести к превышению предельно допустимого газосодержания и вызовет потерю устойчивости пузырьковой структуры [44]. Таким образом, эта особенность накладывает ограничение на величину и плотность электрического тока. Кроме того, высокая концентрация пузырьков во взвешенном слое частиц электропроводного материала приводит к резкому снижению электропроводности и, соответственно, повышению джоулевых потерь.

Обладая большим электрическим сопротивлением взвешенный слой заставляет электрический ток огибать себя, что также приводит к бесполезному нагреву части стока вне псевдоожиженного слоя, все это ухудшает характеристики этой, на наш взгляд, конструктивной схемы электрофлотоустановки из числа известных.

Исходя из вышеизложенного, к аппаратным схемам электрофлотоуста-новок для интенсификации процессов очистки сточных вод, содержащих, в частности, нефтепродукты, можно сформулировать следующие требования:

-регулирование степени очистки воды изменением параметров тока, проходящего через электроды с устранением шунтирующих цепей активной зоны канала электрофлотатора;

-создание необходимой дисперсности газовой фазы выбором конструкции электродных блоков при общем снижение джоулевых потерь;

-возможность электролитического получения пузырьков чистого водорода (энергоносителя) по объему обрабатываемого стока, который может быть использован во вторичных устройствах, тем самым повышая КПД элек-трофлотоустановок;

-повышение эффективности очистки воды за счет окислительно - восстановительных реакций, протекающих на электродах и электрофоретических явлений в межэлектродной области.

1.2 Анализ уровня развития теории электрофлотации как эффективного способа очистки сточных вод.

Теоретические и экспериментальные исследования в области электрофлотации с применением пластинчатых нерастворимых электродов позволяют с достаточной степенью точности производить инженерные расчеты. Однако закономерности обычных видов электродов не применимы при электрофлотации с объемными электродами или в псевдоожиженном слое электродов.

Еще В.В. Кафаров в монографии [71,с. 136] отмечал: «...гидродинамический анализ двухфазных систем неотделим от конструкции аппарата». В связи с чем мы присоединяемся к данному высказыванию и выражаем мнение, что превалирующим классификационным признаком ЭФУ с объемными или псевдоожиженными электродами является конструктивный, оказывающий существенное влияние на гидродинамику многофазного потока и определяющий способ получения электролизного газа и затраты электроэнергии на его получение, следовательно и на очистку сточных вод.

В дополнение к вышеизложенному следует сказать, что совершенствование аппаратных схем ЭФУ и технологий очистки на их базе для использования в системах оборотного водопользования, в основном, происходит на основе проводимых экспериментальных исследований, которые показали, что при продолжительной и непрерывной работе электрофлотоустановок гидравлические параметры (напорно-расходная характеристика) не являются постоянными величинами, что нашло отражение в литературных источниках [67,85]. Кроме того, отсутствие теоретической базы, учитывающей гидродинамику многофазных потоков, не позволяет конструктивно совершенствовать аппаратные схемы ЭФУ.

Во многом такое положение вызвано отсутствием достаточно полной теории электрофлотации, подменой ее теорией электролиза или флотации, что

методически неверно, хотя они и имеют общую основу, так как в своей основе теория электрофлотационной очистки воды заимствована из теории и практики электрохимической очистки сточных вод и базируется на существующей теории электрокоагуляции, а потому не учитывает гидродинамические характеристики потока обрабатываемой жидкости при электролизе.

По нашему мнению эффективность процесса очистки сточных вод систем оборотного водопользования прежде всего определяется гидродинамическими факторами, к числу которых относятся гидравлические потери, обусловленные, например, наличием в электродной зоне псевдоожиженных (суспендированных) электродов, скоростью жидкости в электродном блоке и существенно (как показали проведенные ранее исследования) зависящая от таких параметров как газосодержание, электрическое сопротивление и время нахождения электролизных газов в объеме обрабатываемого стока.

Известно [88], что степень извлечения тонкодиспергированных примесей, присутствующих в нефтезагрязненной воде, обратно пропорциональна диаметру газовых пузырьков, чем больше диаметр, тем ниже степень извлечения. Диаметр электролизных пузырьков зависит от многих факторов, в частности, от потенциала [99] и кривизны поверхности электродов. Так, например, Г. А. Роев приводит следующие данные (таблица 1.1) по выполненным исследованиям [115,с. 180].

Таблица 1.1 - Зависимость диаметра электролизных пузырьков от кривизны поверхности электродов

Кривизна электрода 0,2 мм 1.5 мм

Диаметр электролизного пузырька 17- 62 мкм 120 - 140 мкм

В работе В.А. Проскурякова и О.В. Смирнова [105] отмечено, что механизм процесса электрофлотации, по аналогии с флотопроцессами, может быть двояким. Закрепление крупных инерционных частиц на электролизном

пузырьке происходит с прорывом жидкостной прослойки и образованием трехфазного периметра смачивания. Для мелких безинерционных частиц закрепление частицы на пузырьке может происходить без прорыва пленки жидкости за счет равнодействующей всех сил, действующих на частицу и направленной к поверхности пузырька.

Ведущая роль в транспортировке загрязнителя на поверхность принадлежит водороду, так как при электролизе воды выделяется 98-99% водорода и только 1-2% кислорода [114]. Схематично это можно отразить следующей картиной, представленной на рис. 1.4 и если учесть, что размеры пузырька водорода, выделяющегося при электролизе на электродах, соизмеримы с размерами дисперсных частиц нефтепродуктов, то становится ясной эффективность очистки таких вод.

анод к а.т од

Рисунок 1.4 - Выделение основополагающих газов при электролизе воды в процентном соотношении

Основной характеристикой, влияющей на степень очистки сточных вод, является объемное газосодержание электролизных пузырьков в объеме жидкости, которое определяется как отношение объема, занятого газовыми пузырьками к общему объему электролита [93] (аналогичное соотношение мы встречаем в работе В.В. Кафарова [71, с. 156]):

/М^газ + Гэл) IV,

28 (1.4)

где Каз - объем, занятый газовыми пузырьками, м3;

Угл .объем электролита,м^, и оно оказывается прямо пропорционально силе тока, проходящего через электролит или плотности тока, отнесенного к единице поверхности электродов.

Как было показано выше, эта величина в большой степени зависит от материала и кривизны поверхности электрода.

Падение напряжения в электролите рассчитывается по известной формуле [141]:

Е = Ж = ^1/8, (1.5)

где 3 -сила тока, проходящего между двумя электродами, А;

Я- удельное электрическое сопротивление электролита (с учетом газонаполнения), Ом м"1; /- расстояние между электродами, м; б'- сечение электролита между электродами, м2.

Отсюда газосодержание можно учесть введением коэффициента повышения электрического сопротивления электролита К, который показывает во сколько раз удельное сопротивление электролита с газовыми пузырьками р больше, чем удельное сопротивление электролита без газовых пузырьков ро, откуда следует, что:

К = р/р0 (1.6)

Таким образом, с учетом коэффициента газосодержания, авторами работы [85] было получено следующее выражение для напряженности электрического поля в объеме электролита:

Е =Жр01/3

(1.7)

Чем больше газосодержание Г, тем больше величина коэффициента повышения сопротивления К, причем количественно эта зависимость может быть представлена эмпирической формулой В.П. Машовца [85]:

#=1/1-1,78/" + /^ (1.8)

На практике зависимость К от Г в согласии с формулой В.П. Машовца имеет вид, представленный на рис. 1.5.

Рисунок 1.5 - Зависимость коэффициента повышения электрического сопротивления электролита К от объемного газосодержания Г

Выше представленные выражения, получены для статических условий применительно к электрохимической ячейке, а потому не учитывают газонаполнения активной зоны (электродного блока) канала ЭФУ гидродинамического типа, так как в этом случае расчет осложняется тем, что процесс электрофлотации осуществляется в динамическом режиме потока жидкости. Кроме того, каждая конструкция ЭФУ имеет ряд особенностей в протекающих рабочих процессах и требует индивидуальной математической модели, например, в случае применения в рабочем канале ЭФУ псевдоожиженных электродов или электродов в форме винтовой поверхности, что также не учитывается вышеприведенными формулами.

1.2 Постановка задач исследований гидродинамики процесса электрофлотации и разработка электрофлотоустановок гидродинамического типа

Важную роль при осуществлении эффективного процесса очистки играет выбор гидродинамических и энергетических условий образования электролизного газа в объеме обрабатываемой жидкости.

При выборе гидродинамических и энергетических условий необходимо учитывать процесс образования электролизного газа, наилучшим считается выделение газа в объеме обрабатываемой жидкости, что может быть достигнуто, например, за счет применения объемных или суспендированных электродов. Однако при этом возникает вопрос расчета газонаполнения активной зоны (электродного блока) канала ЭФУ гидродинамического типа.

Значимость этого процесса состоит в том, что увеличение газонаполнения в объеме жидкости, с одной стороны, благоприятно влияет на повышение качества очистки сточных вод, а с другой стороны - отрицательно сказывается на энергетических затратах. Следовательно, между этими двумя противоположными тенденциями существует оптимальная величина газосодержания, при которой заданная степень извлечения примесей будет достигнута при минимально допустимых энергозатратах.

Кроме того, представляет интерес исследование течения и устойчивости пузырьковых структур в каналах ЭФУ гидродинамического типа, так как имеющиеся сведения [85] достаточно противоречивы, зависимости электропроводности обрабатываемой жидкости от объемного содержания в нем газовой фазы, а также решение вопросов расчета и конструирования электродного блока канала ЭФУ гидродинамического типа с целью более полного использования электрохимической активности электролизных пузырьков.

Исходя из вышеизложенного, актуальной задачей является исследование и разработка новых аппаратных схем ЭФУ гидродинамического типа и мето-

дов их расчета для интенсификации процесса очистки сточных вод систем оборотного водопользования за счет организации оптимального газовыделения на электродах и в объеме обрабатываемой жидкости.

Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:

-расчет газонаполнения активной зоны канала ЭФУ с плоскопараллельным расположением электродов;

-экспериментальное исследование гидродинамических характеристик ЭФУ с плоскопараллельным расположением электродов;

-расчет газонаполнения активной зоны канала ЭФУ с суспендированными электродами;

-исследование гидродинамических особенностей электродного блока ЭФУ с суспендированными (объемными) электродами;

-разработка метода расчета интегральных характеристик ЭФУ для трехфазного потока жидкости;

-создание эффективных аппаратных схем ЭФУ для очистки сточных вод систем оборотного водопользования.

1.4 Выводы

Проведенный анализ литературных данных по выбранному направлению, с учетом имеющихся противоречий в теоретических изысканиях и экспериментальных исследованиях, позволяет сделать следующие выводы:

1. Существующие теории образования новых фаз не учитывают влияние гидродинамических особенностей протекания процесса электролиза с образованием пузырьков газа, что указывает на сложность нестационарных процессов, протекающих при очистке сточных вод электрофлотацией.

2. Проводимые исследования, базирующиеся на экспериментальных разработках, не позволяют раскрыть закономерности нестационарных процессов

электрофлотации с учетом оптимального газосодержания в объеме обрабатываемого стока.

3. В настоящее время отсутствует достаточно надежная и выверенная методика расчета интегральных характеристики ЭФУ, с помощью только одних эмпирических предпосылок вывод расчетных соотношений для оценки конструктивных параметров электродных блоков и степени очистки не достаточно точен, так как не учитываются гидродинамические особенности потока обрабатываемой жидкости.

4. Имеющиеся сведения по влиянию газонаполнения на эффективность очистки сточных вод не адекватно отражают реальные процессы, происходящие при электрофлотационном выделении пузырьков электролизного газа в объеме стока.

5. Применение суспендированных электродов в режиме псевдоожижен-ного слоя позволяет повысить эффективность очистки сточных вод, однако количественные характеристики этой зависимости не установлены.

6. В настоящее время отсутствуют обоснованные данные для расчета и проектирования ЭФУ с псевдоожиженными (суспендированными) электродами с выделением электролизного газа в объеме жидкости.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОФЛОТУСТАНО-ВОК ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ТИПА С ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ЭЛЕКТРОДОВ

2Л Расчет газонаполнения активной зоны канала электрофлотоуста-новок (электродного блока) с плоскопараллельным расположением электродов

Важнейшим вопросом, как было показано выше, возникающим при расчете электрофлотоустановок, является вопрос о газонаполнении его активной зоны, так как пузырьки электролизных газов (в основном водорода), являющиеся неэлектропроводными, увеличивают электрическое сопротивление канала ЭФУ, чем и определяют энергетические затраты [128].

Следует отметить, что имеющиеся в литературе [86,105,131] рекомендации по расчету газонаполнения, получены в условиях отличных от ожидаемых режимов, поэтому не учитывают целый ряд гидродинамических особенностей рабочего процесса, в частности, возникновение и наличие турбулентных завихрений потока обрабатываемой жидкости, определяющих величину газосодержания. В связи с чем рекомендуемые формулы можно использовать лишь в качестве грубых оценок, что естественно приводит к значительной погрешности расчета.

В связи с вышеизложенным, рассмотрим расчет (*) электродного блока (элементарной ячейки) ЭФУ, представляющий вертикальный канал с подачей раствора снизу-вверх и снабженный пассивными плоскопараллельными электродами (см. рис.2.1).

Рассматриваем обрабатываемый в ЭФУ поток жидкости как двухфазный пузырьковый поток, несущая фаза которого (индекс 1) является вязкой

* Более подробно решение задачи рассмотрено в приложении А

несжимаемой жидкостью, а дисперсная (индекс 2)- представлена моделью идеального газа.

т

ф"

ь

V

/

//

0 0° °00

О 00 0

0 0°

О О/О ¿г"

о.

к

/

о о _ о

00

)

О О

о °0

Л

О О о

гк

ь'

/

1-

-зн

У

■у

Рисунок 2.1- Расчетная схема электродного блока ЭФУ с плоскопараллельным расположением электродов

В основе расчета процессов газовыделения в ЭФУ были использованы уравнения импульсов и неразрывности механики гетерогенных сред [94], которые в интегральной форме и пофазном виде в проекции на ось х запишутся в виде:

= - \ptfdS + ГУ JiidV

.1 Я/ У1 1 ¡^ л (2.1)

Vй1 Б V 7=1 1 7

V 5 5 V V 7=1

У*'

В уравнении (2.1) и (2.2) были приняты следующие обозначения: I,] -индексы компонентов смеси; V,- скорость I -ой фазы, м/с;

О 3

Рг а1р1 - приведенная плотность ¿-ой фазы, кг/м ;

А

р - истинная плотность /-ой фазы, кг/м ; ау - объемное содержание /-ой фазы;

./¡, - интенсивность перехода массы из ]-ой компоненты в /-ую; <у" - тензор поверхностных напряжений в /-ой фазе; д, - плотность внешних массовых сил, действующих на /-ую фазу; Р}1 - интенсивность обмена импульсом между у-ой и /-ой составляющими.

В уравнении (2.2) интенсивность обмена импульсом между несущим потоком и газовой фазой представлена в виде суммы слагаемых:

= причем (2.3)

где Я^ - межфазная сила,

- поток импульса из у -ой компоненты в / -ую за счет фазовых переходов.

Межфазную силу для двухфазной смеси определим из выражения:

Щ = -а2^&Р + ^12т + , (2.4)

где -а2 §гас! Р - сила Архимеда в поле градиентов давления;

- Р\2т - сила инерции присоединенных масс, определяемая из выражения:

Рцщ = 1/2р,° щ а2 (с(\ VI Ш - (¡2 У2 Ш) (2.5)

и - сила сопротивления обтеканию пузырьков электролизного газа с постоянным значением радиуса, равная

2 0 2

Р 12ц =1/2 а{ЫСът р\ (VI - у2) (у{ - у2)/1 VI - у2 | (2.6)

здесь осе объемное содержание / - фазы;

Р\ и р\ приведенная и истинная плотности / - ой фазы; V; - скорость / - той фазы;

N - числовая концентрация электролизных пузырьков, связанная с их объемным содержанием соотношением а2 = 4яп3Лг;

С0 - коэффициент сопротивления обтеканию сферы, определяемый по выражению [81]:

С0 = ехр [3,271 -0,88931пЯе12+ 0,03417 (1п Ке12? + 0,01443(1п Ке12)3], (2.7) и где число Рейнольдса определяется как:

Ке12 = 2а\у1-у2\/и1°, (2.8)

здесь 1)1° -коэффициент вязкости однофазной жидкости.

Осредняя систему уравнений (2.1) - (2.3) по поперечному сечению канала ЭФУ (5 = 2Ы) методом гидравлической теории и учитывая принятую модель двухфазного потока, получим в случае стационарного течения следующую систему одномерных уравнений:

~(8(р1Щ))+28(дт) = 0 (2.9) ^(8{р2и2))-2£<0 = 0 (2.10)

ах ах

^-^(р.и,1))^ -{а2)^-8 - < 2 + (2.12)

ах ах

где х - продольная координата, щ - продольная скорость,

<д> - плотность массового потока вещества из-за электрохимических реакций на электродах,

<Ту,> - осредненное по сечению напряжение трения на стенках канала, которое определяется по гомогенной модели:

<г№> = - /I / О <рх><и2> / 2, где X - коэффициент гидравлического трения, рассчитываемый для однофазного потока по истинной скорости несущей фазы щ.'

В - гидравлический диаметр канала электрофлотоустановки.

Основной трудностью, возникающей при использовании осредненных уравнений (2.9) - (2.12), является установление связей между осредненными параметрами. В связи с этим введем в рассмотрение следующие функции неравномерности распределения параметров в сечениях канала ЭФУ:

£х(х)=< рхих > /(< рх X их >), &2(х)=< Рги2 > /(< Рг >к иг >)

< рхихих > < рх >< их >

< рхиха:

йих сЬс

>

< рх >< их >< а2 >

й <их> скх

$5{х) =

с1и7

< р2и2а2-—> ах

< р2 >< и2 >< а2 >

й <и2>' скх

<

Рх{щ -и2)

>

< рх > (< их - и0 >)2

Для вычисления функций (х) необходимо решить впомогательные задачи с целью нахождения законов распределения параметров или же, учитывая «нечувствительность» осредненной системы уравнений к этим законам, задать их. В рассматриваемой задаче достаточно задать три функции: щ (х, у) и щ (х, у) - скорости несущей и дисперсной фазы и профиль а2 (х, у)- объемного газосодержания.

Опишем распределение этих параметров следующими уравнениями:

Заключение диссертации по теме «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», Сандаков, Сергей Аркадьевич

Выводы

Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы:

1. Определена область устойчивых режимов работы ЭФУ с изменяемой геометрией канала, позволяющая улучшить эффективность очистки, повысить надежность работы ЭФУ с суспендированными электродами, с электродами на упругих связях и в форме винтовой поверхности, а также их ресурс при общем снижении энергетических затрат на единицу обрабатываемой жидкости.

2.Для обработки стоков, содержащих ионы трех- и шестивалентного хрома одинаково пригодны электроды из алюминия и любых марок сталей, не содержащих хрома. На конечную концентрацию ионов хрома материал изготовления электродов влияния не оказывает, при прочих равных условиях.

3.Желательно применять электроды из низколегированных сталей типа СтЗ, так как процесс образования и осаждения хлопьев идет гораздо быстрее, чем осаждение в случае применения электродов из алюминия.

4.Время обработки стока оказывается существенным в первые 15 минут, последующее увеличение времени обработки (от 15 до 60 минут) существенно не сказывается на конечной концентрации ионов хрома. В связи с чем мы рекомендуем ограничивать время обработки в ЭФУ 15 минутами при плотности тока 200 . 400 А/м2 на подводящих электродах.

5.Начальная концентрация (до 100 мг/л) ионов хрома не влияет на конеч-, ную концентрацию при одинаковом времени обработки, но при концентрациях ионов хрома свыше 100 мг/л время обработки возрастает.

6. Двух- или трехкратная обработка стока не приводят к понижению остаточной концентрации общего хрома ниже 0,01 мг/л

7.С увеличением времени обработки увеличивается объемная доля осадка, при времени обработки 30 минут доля осадка увеличилась с 20 до 30%%

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные и практические результаты работы заключаются в следующем.

1 .Разработана математическая модель процесса электрофлотационной очистки сточных вод СОВП предприятий, учитывающая газонаполнение электродной зоны канала ЭФУ. Установлена адекватность модели реальному процессу. Теоретической предпосылкой разработанной модели послужило уточнение существующих представлений о влиянии гидродинамики потока на газонаполнение в активной зоне канала ЭФУ.

2.Исследовано влияние гидродинамических и энергетических параметров на работу ЭФУ с новым принципом организации процесса очистки сточных вод. На основе полученных результатов разработана методика расчета, позволяющая определять конструктивные характеристики ЭФУ.

3.Показано, что между газонаполнением, степенью очистки и электрическим сопротивлением обрабатываемой жидкости существует функциональная зависимость, обеспечивающая требуемую степень очистки нефтесодержащих и хромсодержащих сточных вод СОВП. Согласно приведенных последовательностей расчета определяются конструктивные параметры и уточняются выходные показатели ЭФУ.

4.Разработанные нами аппаратные схемы ЭФУ с суспендированными (объемными) электродами, с электродами на упругих связях и с электродами в форме винтовой поверхности, использованы при расчете и проектировании ЭФУ для очистки стоков СОВП в теплоэнергетической, черной и цветной металлургии и в других отраслях, имеющих нефтезагрязненные и хромсодер-жащие сточные воды. Предложенные аппаратные схемы ЭФУ можно применять в гальванотехнике, например, в технологии извлечения цветных и драгоценных металлов из слабоконцентрированных растворов.

5.Использование ЭФУ с новым принципом организации газовыделения в объеме обрабатываемой жидкости при очистке сточных вод позволяет снизить энергозатраты на 30 - 35 %, уменьшить время электрообработки и концентрацию нефтепродуктов и хрома до ПДК.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сандаков, Сергей Аркадьевич, 1998 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. " А.с 1606461 МКИ C02F1/46. Устройство для обработки жидкостей/

Котляров A.C. и др.- № 4622376/23-26; Заявлено 23.11.88; Опубл. 1992. Бюл. № 42

2. A.c. 1597344 МКИ C02F1/46. Электролизер для обработки водных растворов /Фомин А.И. и др.- № 4170105/31-26; Заявлено 30.12.86; Опубл. 1992, Бюл. №37

3. A.c. 1604748 МКИ C02F1/46. Электрокоагулятор / Быков Б.Е. и др.- № 4358797/23-26; Заявлено 05.01.88; Опубл.1992. Бюл. № 41

4. A.c. 1623972 МКИ C02F1/46. Аппарат для очистки загрязненной жидкости/ Бунин Н.И., Смирнов Д.Н., Генкин В.Е.- № 4372202; Заявлено 14.12.87; Опубл. 1991. Бюл № 4

5. A.c. 1664748 МКИ C02F1/465. Способ очистки воды / Зайцев C.B., Курганов A.M. и др.- № 4435744/26; Заявлено 04.05.88; Опубл. 1992. Бюл. №27

6. A.c. 1668309 МКИ C02F1/465. Установка ультрафильтрационного разделения высококонцентрированных устойчивых водомасляных эмульсий / Ковалев В.В. и др.- № 4320485/26; Заявлено 26.10.87; Опубл.1992. Бюл № 29

7. A.c. 1668310 МКИ C02F1/465. Устройство для очистки воды/ Зайцев C.B., Рукобратский Н.И. и др.- № 4421010/26; Заявлено 04.05.88; Опубл. 1993. Бюл.№29

8. A.c. 1673527 МКИ C02F1/465. Способ очистки сточных вод./ Жданов И.А.- № 4302782/26; Заявлено 22.06.89; Опубл. 1993. Бюл. № 32

9. A.c. 1675216 МКИ C02F1/465. Способ очистки сточных вод от ионов свинца / Колесников В.А., Громова Е.В.- № 4702614/26; Заявлено 15.05.89; Опубл.1993. Бюл. № 33

10. A.c. 1675217 МКИ C02F1/465. Способ очистки сточных вод от ионов цветных и тяжелых металлов / Колесников В.А. и др.- № 4705803/26; Заявлено 15.05.89; Опубл. 1993. Бюл. № 33

11. A.c. 1682324 МКИ C02F1/46. Устройство для очистки воды / Терновцев

B.Е., Прокопчук И.Т., Сергеев Ю.С.- № 4753030/26; Заявлено 25.10.89; Опубл. 1993. Бюл. № 37

12. A.c. 1687855 СССР Компрессор /Бондаренко В.А., Сандаков С.А., Та-раков Д.А. и др.- № 4703864; 3аявлено13.06.89; зарегистрировано 01.07.91. (публикация в открытой печати запрещена)

13. A.c. 1696395 МКИ C02F1/465. Линия осветления сточных вод /Машкин А.Г. и др.- № 4698896/26; Заявлено 31.05.89; Опубл.1993. Бюл № 45

14. A.c. 1701642 МКИ C02F1/465. Способ разложения отработанных сма-зочно-охлаждающих жидкостей/ Карев Е.А. и др.- № 46714 0 4 /26; Заявлено 27.02.89; Опубл. 1993. Бюл. № 48

15. A.c. 1706967 МКИ C02F1/46. Электрокоагулятор/ Рогов В.М. и др.- № 4099174/26; Заявл. 20.03.86; Опубл. 1993. Бюл. № 3

16. A.c. 1713959 МКИ C02F1/46. Способ очистки хром и медьсодержащих электролитов / Бунин Н.И.- № 4805314/02; Заявлено 23. 03.90

17. A.c. 1717637.МКИ C02F1/46. Устройство для электрохимической очистки жидкости /Лосева В.А. и др.- № 4774141/13. Заявлено 25.12.89; Опубл. 1992. Бюл № 9

18. A.c. 1723043 МКИ C02F1/46. Очистные сооружения для сточных вод от мойки машин /Полонский Л.А., Иванов Г.А. и др.- № 47780 52/26; Заявлено 04.11.89; Опубл. 1994. Бюл. № 12

19. A.c. 1770288 МКИ C02F1/46. Устройство для очистки воды /Зайцев

C.B., Романенко В.А., Койда А.Н.- № 4863166/26; Заявлено 31. 08.90; Опубл. 1993. Бюл. № 39

20. A.c. 1778077 МКИ C02F1/46. Электролизер для очистки сточных вод / Краснобородько И.Г., Романенко В.А., Пиянов А.Г. - № 4905230/26; За-явлено25.01.91; Опубл. 1994. Бюл № 44

21. A.c. 1787949 МКИ C02F1/46. Электрокоагулятор /Боровой Я.А. и др,-№ 4903601/26; Заявлено 21.01.91; Опубл. 1994.Бюл. № 2

22. A.c. 1787950 МКИ C02F1/465. Устройство для электроимпульсной обработки воды /Макаров A.A. и др.- № 4918113/26; Заявлено 11.03.91; Опубл. 1995. Бюл. №2

23. A.c. 1792920 МКИ C02F1/465. Устройство для очистки сточных вод /Нагарный В.М., Колиниченко E.H.- № 4731015/26; Заявлено 22.08.89; Опубл. 1993. Бюл. №5

24. A.c. 1792922 МКИ C02F1/465. Устройство для очистки сточных вод /Мелиди Г.Е.- № 4774971/26; Заявлено 26.12.89; Опубл.1993. Бюл. № 5

25. A.c. 1810305 МКИ C02F1/46. Электролизер для активации воды /Симонов Н.М., Воронов A.A.- № 4872849/26; Заявлено 11.09.90; Опубл. 1994. Бюл. №21

26. A.c. 1810305 РФ. Электрокоагулятор для очистки жидкостей. /Журба М.Г. и др. - № 4931960/26; Заявлено 29.04.91; Опубл. 1994. Бюл. № 15

27. A.c. 1828846 МКИ C02F1/46. Электролизер для очистки воды /Боровой Я.А., Рогов В.М., Филипчук В.Л.- № 4842920; Заявлено 29.03. 90; Опубл. 1993. Бюл. № 27

28. A.c. 703512 СССР МКИ С02С5/12, В03С5/00. Установка для электрофлотационной очистки жидкости. /Литовко В.И., Крутько B.C. Заявлено 26.04.77; Опубл. 15.12.79. Бюл. № 46

29. A.c. 93019138/26 РФ, МКИ C02F1/463.Способ очистки сточных вод./Филиал компании Ural Process Engineering LTD. Опубл. 20.05. 96. Бюл. №14

30. A.c. № 1498716 СССР, МКИ C02F1/46. Установка для обработки жид-кости/С.А. Сандаков, А.П. Васильев и др.- № 4099463/31-26; Заявле-ho29.07.86; Опубл. 1989. Бюл.№29.

31. A.c. № 1546432 СССР, МКИ CJ2F1/46. Электрофлотатор / С.А. Сандаков, А.П. Васильев и др.- № 4066562 /23-26; Заявлено 02.04. 86; Опубл. 1990. Бюл. № 8.

32. A.c. № 1560481 СССР, МКИ C02F1/46. Электролизер для очистки нефтесодержащих вод /С.А. Сандаков, А.П. Васильев и др. - № 3735119/31-26; Заявлено 29.04.84; Опубл. 1990. Бюл. № 16.

33. A.c. 1548159 МКИ C02F1/46. Способ электрокоагуляционной очистки сточных вод / Оводов А.И. и др.- № 4265868/23-26; Заявлено 22.06.87; Опубл .1990. Бюл. № 9

34. A.c. 1592283 МКИ C02F1/46. Устройство для очистки воды /Курганов

A.M., Алладустов У.Б.- № 4413281/31-26; Заявлено 18.04.88; Опубл. 1992. Бюл. № 34

35. A.c. 1613435 МКИ C02F1/46. Способ очистки сточных вод от нефтепродуктов / Галич В.М. и др.- № 4436617/23-26; Заявлено 12.04.88; Опубл. 1992. Бюл. №46

36. A.c. 1613436 МКИ C02F1/46. Электролизер для разложения отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей / Карев Е.А. и др.- № 4180480/23-26; Заявлено 12.01.87; Опубл.1992. Бюл. № 46

37. A.c. 1623971 МКИ C02F1/46. Аппарат для электрохимической очистки воды /Муха В.И. и др.- № 4313896; Заявлено 06.10.87; Опубл. 1991. Бюл. № 4

38. A.c. 1675215 МКИ C02F1/46. Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и устройство для его осуществления / Колесников В.А. и др.- № 4748229; Заявлено 13.10.89. Бюл. № 33

39. A.c. 1775369 МКИ C02F1/46. Электролизер для очистки воды /Рогов

B.М. и др.- № 4779809/26; Заявлено 08.01.90; Опубл. 1994. Бюл. № 42

40. A.c. 1791395 МКИ C02F1/46. Способ очистки сточных вод от хрома/Григорьева И.А. и др.-№ 4875284/26; Заявлено 18.10.90; Опубл.1994. Бюл. №4

41. A.c. 1792920 МКИ C02F1/46. Устройство для очистки сточных вод /Нагирный В.М. и др.- № 4731015; Заявлено 22.08.89; Опубл. 1993. Бюл. № 5

42. A.c. 1792922 МКИ C02F1/46. Устройство для очистки сточных вод электрокоагуляцией /Мелиди Г.Е. и др.- № 4774971/23; Заявлено 26.12.89; Опубл. 1993. Бюл. № 5

43. А.с.1804450 МКИ C02F1/46. Способ очистки сточных вод от ионов шестивалентного хрома /Бушков В.Н. и др.- № 49032 21/26; Заявлено 16.01.91; Опубл.1994. Бюл. № 11

44. A.c. 1804451 МКИ C02F1/46. Способ очистки природных и сточных вод /Красноперов В.Ю. и др.- № 4936821/26; Заявлено 17.05.91; Опубл. 1994. Бюл. № 11

45. А.с.1813725 МКИ C02F1/46. Способ очистки сточных вод от ионов металлов /Ставницер И.И.- № 4881533/26; Заявлено 11.11.90; Опубл. 1993. Бюл. № 17

46. A.c. 1828847 МКИ C02F1/46. Электролизер для очистки воды/ Боровой Я.А., Рогов В.М. и др.- № 4807346; Заявлено 29.03.90; Опубл. 1993. Бюл. № 27

47. А.с.2056362 МКИ C02F1/46. Электроактиватор. /Демидов В.М. и др,-№ 92008894/26; Заявлено 27.11.92; 0публ.20.03.96. Бюл. № 8

48. А.с.№ 1701641 МКИ C02F1/465. Установка для очистки сточных вод /Бунин Н.И., Назарян М.М.- № 4228585/26; Заявлено 3.04.87; Опубл. 1993. Бюл. №48

49. Алексеев В.И., Мясников И.Н., Найденко В.В. Аналитическое описание кинетики напорной флотации /Труды ин-та ВНИИ ВОДГЕО -М.; Во-дгео, 1979.-с. 13-15

50. Апелыщна Е.И. Электрохимические методы в технологии очистки природных и сточных вод /Обзор-М: ЦИНИС ГОССТРОЙ СССР, 1971.- 49

51. Бейгельдруд Г.М. Бессточный способ очистки стоков./ Энергия, серия: Экономика, техника, экология. -М.: Наука. 1996.- с.35-36.

52. Беличенко Ю.П. Замкнутые системы водообеспечения химических производств. - М.: Химия. 1990,- 208с.

53. Васильев А.П., Иванов П.В. К расчету эффективной диэлектрической проницаемости двухфазного потока/ИФЖ-т.44, №4-1983.-с.616 -620

54. Веселов Ю.С., Лавров И.С, Рукобратский Н.И. Водоочистное оборудование: Конструирование и использование - Л.: Машиностроение, Ле-нингр.отд-ние.1985. -232с.

55. Голованов В.Т., Королев В.Н. Оборудование поста мойки автомобилей с очистными сооружениями /Механизация строительства - № 7,1995,-с.46

56. Гвоздев В.Д, Ксенофонтов Б.С. Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков. М.: Химия, 1988,- 112с.

57. Глембоцкий В.А., Классен В.И. Флотация - М.: Наука, 1973,- 384 с.

58. Глембоцкий В.А., Мамаков A.A. и др. Извлечение ценных компонентов из жидких неоднородных сред методами электрофлотации. / В кн. Флотационные методы извлечения ценных компонентов из растворов и очистка сточных вод - М.: Недра, ИФЗ АН СССР, вып. 1, 1972.- с.78.

59. Грановский М.Г., Лавров И.С., Смирнов О.В. Электрообработка жидкостей - Л.: Химия. 1976.- 216 с.

60. Грушко Я.М. Вредные органические соединения в промышленных сточных водах /Справочник - изд. 2-е, перераб. и доп.- Л.: Химия. 1982. -216 с.

61. Дейч М.Е., Филлипов Г. А. Гидродинамика двухфазных сред - М.: Энер-гоиздат. 1981. - 471 с.

62. Дрондина Р.В., Сырбу B.K. и др. Электрокоагуляционная очистка отработанных моечных растворов автохозяйств. /Электронная обработка материалов. № 3, 1980. - с. 71-74.

63. Душкин С.С., Беличенко Ю.П. Интенсификация процессов очистки сточных вод металлургических предприятий. М.: Металлургия. 1988. -111с.

64. Жуков А.И., Монгайт И.А., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод /под ред. Жукова А.И. - М.: Стройиздат.1977,-204с

65. Завьялов С.Н. Организация механизированной мойки автомобилей и оборотного водоснабжения - М.: Транспорт, 1978.-125 с.

66. Запольский А.К., Образцов В.В. Комплексная переработка сточных вод гальванических производств. Киев, Тэхника, 1989. - 198с.

67. Захватов Г.И., Егоров Л.Я., Богачев Л.П. Безреагентная очистка в системе оборотного водоснабжения /Водоснабжение и санитарная техника. № 5, 1980. - с.23-24

68. Зайдель А.Н. Ошибки измерения физических величин. - Л.: -Наука, 1974.-108 с.

69. Ионообменные мембраны в электродиализе, /под ред. K.M. Саладзе. -Л.: -Химия, 1970.

70. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. -М.: Наука. 1984.-831 с.

71. Кафаров В.В. Основы массопередачи. Системы газ-жидкость, пар-жидкость, жидкость-жидкость./ Изд-е 3-е, доп. и перераб,- М.: Высшая школа, 1979.-439 с.

72. Козлов Ю.С. Очистка автомобилей при ремонте /Изд-е 2-е, перераб. М.: Транспорт, 1981. - 147 с.

73. Костюк В.И., Карнаух Г.С. Очистка сточных вод машиностроительных предприятий. Киев, Тэхника, 1990. -118с.

74. Колесников В.А., Ильин В.И. Электрофлотационный способ очистки сточных вод гальванических производств /Водоснабжение и санитарная техника, № 8. 1997. -с. 10-11

75. Краснобородько И.Г. Деструктивная очистка сточных вод от красителей - Л.: Химия. 1988. - 192 с.

76. Ксенофонтов Б.С. Очистка сточных вод: флотация и сгущение осадков. М.: Химия, 1992. -142 с.

77. Кульский Л.А. Основы технологии кондиционирования воды - Киев. Изд. АН УССР, 1963,- 452 с.

78. Кульский Л.А., Когановский А.М., Гороновский И.Т. и др. Физико-химические основы очистки воды коагуляцией - Киев. Изд. АН УССР, 1950,- 108 с.

79. Кучеренко Д.И., Гладков В.А. Оборотное водоснабжение- М.: Стройиз-дат, 1980. - 168 с.

80. Лапотышкина Н.П., Сазонов Р.П. Водоподготовка и водно-химический режим тепловых сетей - М., Энергоиздат,1982.

81. Лойвднский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Наука,1987. - 840с.

82. Лурье Ю.Ю., Рыбникова А.И. Химический анализ производственных сточных вод - М.: Химия, 1966.- с.256-258

83. Мархасин И.Л., Назаров В.Д. и др. Бессточная система водоснабжения спецавтоцентра ВАЗа./ Водоснабжение и санитарная техника, № 6, 1980, с.20 -22

84. Мархасин И.Л., Назаров В.Д., Козлова Т.И. Влияние дисперсного состава эмульгированных нефтепродуктов на качество очистки сточных вод методом электрофлотации./ Водоснабжение и санитарная техника, №4, 1981, с.7-9.

85. Мамаков A.A. Современное состояние и перспективы применения электрофлотации веществ -Кишинев, Штетинца,1975.

86. Матов В.M. Электрофлотация. Новое в очистке жидкостей -Кишинев, «Каря Молдаванскэ». 1971. -184с.

87. Мацнев А.И. Очистка сточных вод флотацией - Киев. Буд1вельник. 1976. - 153 с.

88. Мацнев А.И. Особенности очистки высококонцентрированных сточных вод флотацией мелкими газовоздушными пузырьками./В кн. Гидромелиорация и гидротехническое строительство. - Киев,1977. № 5- с.70-72

89. Медриш Г.А. и др. Обеззараживание природных и сточных вод с использованием электролиза. -М.: Стройиздат, 1982.-80с.

90. Международная конвенция по предотвращению загрязнения моря нефтью 1954г. и материалы Международной конференции по предотвращению загрязнения моря нефтью 1962г- М:, Транспорт, 1966.

91. Мерквирт Р., Зайцев C.B., Светлицкий А:С. Разделение нефтеводяных эмульсии в неоднородном электрическом поле. /В кн.: Исследования в области водоснабжения: межвуз. темат сборник трудов. ЛИСИ. Л:. 1982- с.90-93

92. Муратова Л.А, Гольдин А.Я., Молодов П.В. Водопотребление и водо-отведение автотранспортных и авторемонтных предприятий. М.: Транспорт, 1988. - 207с.

93. Назарян М.М., Ефимов В.Т. Электрокоагуляторы для очистки промышленных стоков.-Харьков. 1983.- 136 с.

94. Нигматуллин Р.И. Основы механики гетерогенных сред -М.: Наука, 1978.-335 с.

95. Нормы качества подпиточной и сетевой воды тепловых сетей / HP 34 -70- 051-83. - M:, СПО Союзтехэнерго, 1984.

96. Оборудование цехов электрохимических покрытий / Под ред. д-ра техн. наук П.М. Вячеславова /Справочник,- Л:, Машиностроение, 1987,- 310 с.

97. Обобщенный перечень предельно допускаемых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБ УВ) вредных веществ для воды рыбохозяйственных ведомств. М.: 1990

98. Очаков В.В., Адамова К.С. Электрохимическая очистка минерализованных фенолсодержащих геотермальных вод. /Водоснабжение и санитарная техника. № 7. 1998. - с.24-25

99. Панченков Г.М., Цабек Л.К. Поведение эмульсий во внешнем электрическом поле.- М.: Химия. 1969,- 190с.

100. Пат. 2056361 РФ. МКИ С02П/46. Электролизер для очистки кислой металлосодержащей сточной воды. / Горшков В.А. и др. -№ 4937431/26; Заявлено 16.05.91; Опубл. 20.03.96. Бюл. № 8.

101. Пат. 2077499 РФ. МКИ С02П/46. Электролизер для обработки воды/ Мироевский П.Р. и др.- № 93053097/25; Заявлено 23.11.93; Опубл. 1997. Бюл. № 11

102. Пат. 2082677 РФ. МКИ С02 Г 1/461 Электролизер для обработки воды /Селезнев Ю.А., Селезнева Н.П.- № 5045736/25. Заявлено 14.02.92; Опубл. 27.06.97. Бюл. № 18.

103. Пат.2077499 РФ. МКИ С02П/46.Электролизер для обработки во-ды./Мироевский П.Р. и др.- № 9305097/25; Заявлено 23.11.93; Опубл. 20.04.97. Бюл. №11

104. Пат.2078489 РФ. МКИ С02И/465. Способ электрофлотации и электрофлотатор для его осуществления / Новиков О.Н.- № 930445 53 /26; Заявлено 13.09.93; Опубл. 27.03.96. Бюл. № 9.

105. Проскуряков В.А., Смирнов О.В. Очистка нефтепродуктов и нефтесо-держащих вод электрообработкой. СПб.: Химия. Санкт -Петербург.отд-ние. 1992. - 110с.

106. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. - Л.: Химия, 1977.-464с.

107. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде водоемов санитарно-бытовото назначения / Утверждены заместителем главного санитарного врача СССР № 662-67,12/1,1967

108. Прододьяконов И.О., Люблинская И.Е., Рыжков А.Е. Гидродинамика и массообмен в дисперсных системах жидкость- твердое тело. - Л.: Химия, 1987.-336 с.

109. Применение мембран для создания систем кругового водопотребления / Брык М.Т., Цапюк Е.А., Греков К.Б. и др. М.: Химия. 1990. - 38с.

110. Прокопчук И.Т. Исследование работы электрокоагуляторов с алюминиевыми и железными вращающимися электродами: Дис...канд. техн. наук. Киев, 1982. - 145с.

111. Прокопчук И.Т. Расчет электрокоагуляторов с вращающимися электродами /В кн. Подготовка воды для хозяйственно-питьевых целей. Меж-вуз. темат сб. тр.- Л:, ЛИСИ,1984,- с.14-21

112. Пушкарев В.В., Южанинов А.Г., Мэн С.К. Очистка маслосодержащих сточных вод - М.: Металлургия, 1980,- 200 с.

113. Рациональное использование водных ресурсов. / Яковлев C.B., Прозоров И.В., Иванов E.H., Гурий И.Г. М.: Высшая школа. 1991. - 399с.

114. Рогов В.М., Филипчук В.Л. Электрохимическая технология изменения свойств воды. Львов. Выща школа. Из-во при Львов, ун-те.1989- 128 с.

115. Роев Г.А. Очистные сооружения газонефтеперекачивающих станций и нефтебаз. -М.: Недра, 1981. - 240с.

116. Роев Г.А., Хайдин П.И. Мембранное разделение в нефтетранспортных технологических процессах. М.: Недра. 1991. - 127с.

117. Сандаков С.А., Васильев А.П. Расчет газонаполнения активной зоны канала электрофлотатора /Известия вузов. Сер. Строительство и архитектура. № 9 - 1990. - с.90 - 96

118. Сандаков С.А. Глубокая очистка нефтесодержащих сточных вод и их повторное использование в оборотном водоснабжении /В кн. "Вопросы

оптимизации использования подземных вод Урала", ч. П - Свердловск.: УНЦ АН СССР, 1986,- с.28-29

119. Сандаков С.А. Математическая модель электрофлотатора с оптимальным газосодержанием /В кн. Молодые ученые и специалисты- народному хозяйству. Оренбург, СНИО, 1989,- с.136-137

120. Сандаков С.А. Очистка сбросов гальванических производств и расчет электролизера /В кн. "Гальванотехника -87"- Казань.: КХТИ им. С.М. Кирова. 1987,- с.301-302

121. Сандаков С.А. Электрофлотатор /Информация о научно техническом достижении. ЦНТИ № 88-15 НТД. Оренбург, 1988.-0,2 п.л.

122. Сандаков С.А. Энергосберегающая технология очистки воды на примере электрофлотации /В кн. Оптимизация природопользования и охрана окружающей среды Южно - Уральского региона. Оренбург: Оренбургский гос. университет. 1998,- с.264.

123. Сандаков С.А., Васильев А.П. К расчету электрофлотатора с пространственной системой электродов /Известия вузов. Сер. Строительство и архитектура. №11- 1986,- с. 90-94

124. Сандаков С.А., Сандаков К,С. Метод расчета оптимального соотношения между газонаполнением и гидродинамикой потока в электрофлотаторе/ В кн. Оптимизация природопользования и охрана окружающей среды Южно -Уральского региона. Оренбург: Оренбургский гос. университет. 1998.- с.267.

125. Седлухо Ю.П., Бавтот Д.П., Клюшин A.A. Исследование влияния центробежных насосов на дисперсность нефтесодержащих сточных вод / В кн. Очистка сточных вод в системах водоотведения и оборотного водопользования,- Л.: ЛИСИ, 1985,- с.86-90

126. Справочник по очистке природных и сточных вод / Пааль Л.Л., Кару Я.Я., Мальдер Х.А., Репин Б.Н. М.: Высш. шк. 1994. - 336с.

127. Стахов Е.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов - JL: Недра, 1983. -288 с.

128. Сучков А.Б. Проблемы интенсификации электролиза в металлугии - М.: Металлургия, 1976.-343с.

129. Технология электрохимической очистки воды /Яковлев C.B., Краснобо-родько И.Г., Рогов В.М. М.: Стройиздат, Лен. отд. 1987. - 312с.

130. Феофанов Ю.А., Калинина-Шувалова С.Ф. Разработка схемы локальной очистки сточных вод молочных заводов с применением электролитических методов / В кн.: Исследование сетей и сооружений систем водоснабжения и канализации. Межвузовский тематический сборник трудов № 6- Л., ЛИСИ, 1977.- с. 130-134.

131. Хабаров О.С. Безреагентная интенсификация очистки сточных вод - М.: Металлургия, 1982,- 240 с.

132. Химия окружающей среды. /Под ред. Дж. О. М. Бокриса.- М.: Химия, 1982,- 670 с.

133. Шапров М.Ф. Водоподготовка для промышленных отопительных котельных/Изд-е 2-е, перераб. и доп. -М.: Стройиздат, 1976. -112 с.

134. Шингарев A.M. Интенсификация процесса очистки сточных вод в системах оборотного водоснабжения гальванических производств: Авто-реф. дис...канд. техн. наук. СПб.1993.-23с.

135. Электрохимия в процессах очистки воды / Кульский Л.А., Гребенюк В.Д., Савлук О.С. Киев. Техн1ка. 1987. -222с.

136. Эстрела - Льепис В.Р. Теория диполофореза и электрокоагуляция в дисперсных системах: Автореф. дис...канд. техн. наук-Киев. 1977,- 27с.

137. Юдилевич М.М. Определение содержания нефтепродуктов в производственных и сточных водах / Под ред. Кострикина Ю.М.- М.: Энергия, 1972. -54 с.

138. Южанинов А.Г., Мэн С.К., Пушкарев В.В. Разложение обработанных масляных эмульсий и их извлечение методом пеннной сепарации /В кн..: «Охрана природных вод Урала», № 10, Свердловск: 1979.- с.37-41.

139. Якименко Л.М. Электродные материалы в прикладной электрохимии -М.: Химия. 1977,-264 с.

140. Яковлев С.Я. Очистка производственных сточных вод - М.: Стройиз-дат,1979.- 289 с.

141. Эрдеи-Груз Т. Явления переноса в водных растворах- М.: Мир, 1976. -595 с.

142. Air and water pollution controls. - Engineering and Mining J., 1990, vol.181, No.6, p. 156-169

143. HagerD.G. Ind. Water Eng., 1974, 11, No. 1,-p. 14

144. Hutchins R.A., Industrial Water Engineering, 1973, 10, No.3, -p.40

145. Keating K.B., Williams J.M. Extendedsurface electrolysis / Chemical Engineering, v.90, N4, 1983,- p.61-62

146. Progress in Water Technology, 1, New-York ea. Pergamon Press., 1972.-p.179.

147. Simmler W., Stickel R. Chem. jng. tech., 1972. Bd.44, N5, -p.341-347

148. Singh R.C. J.Inst. Eng.(India), Public Health Eng. Div., 1974, 54, No.3,-p.89

149. Wheatland A.B. Prevention of pollution from industrial use of oil / Water Pollution by Oil, London, 1971,- p. 69