Введение к работе
Актуальность темы. Борьба с загрязнениями воды нефтепродуктами и моечными средствами, повторное использование и воспроизводство водных ресурсов, включая эффективные методы очистки и извлечения составляющих компонентов, являются одной из ключевых проблем, стоящих перед производственными предприятиями.
Водные ресурсы Земли ограничены. Доля использования водных ресурсов из года в год растет. Убывание антропогенных воздействий человека на природную среду в ближайшем будущем не предвидится. Проблема очистки сточных вод, разработка новой технологии очистки и повторное использование технической воды становятся перспективными направлениями современного развития науки, связанной с использованием водных ресурсов.
В Республике Казахстан, как и в других республиках Центральной Азии, принят ряд Программ по «Питьевой воде» для обеспечения населения качественной водой. Однако эта проблема усложняется ростом не только населения, но и других потребителей воды, таких как автомобили, сельскохозяйственная техішка и др. Рост автомобилей в городах и селах Республики требует ускоренного развития автомоечных станций. Разовое использование чистой воды для мойки автомобилей и сброс ее в канализацию является крайне нерациональным ее использованием. Поэтому локальная очистка сточных вод автомоечных станций и их повторное использование для мойки автомобилей, а также сельхозтехники является важной задачей, решение которой, считается актуальным. Неэффективность существующих методов очистки сточных вод автомоечных станций требует разработки новой технологии. В настоящее время эта задача осуществляется с применением гидроциклонно-фильтрационных устройств напорного действия. При этом насосное оборудование подвергаются гидроабразивному износу и часто выходит из строя, так и не доработав свои паспортные сроки службы. Причем известно, что центробежные (погружные) насосы рассчитаны на всасывание жидкости, содержащей твердые взвеси размером менее 0,1 мм и концентрацией не более 5 г/л. А в сточных водах автомоек содержатся частицы разных размеров, вплоть до 2-3 мм и более. Поэтому, применение вакуумгидроциклонных насосных установок для решения данной проблемы, очень перспективно и актуально.
Целью работы является разработка технологии и технических средств очистки сточных вод на станциях техобслуживания автомобилей и их повторное использование для решения проблем охраны и рационального использования питьевой воды и исключение загрязнения
окружающей среды.
Для реализации поставленной цели были рассмотрены следующие задачи:
Решение эколого-экономических аспектов очистки и повторного использования сточных вод на станциях техобслуживания автомобилей, позволяющей рационально использовать питьевую воду и исключать загрязнение окружающей среды;
Совершенствование конструкции напорного гидроциклона для разделения сточных вод станций технического обслуживания автомобилей на три составные части;
Разработка и исследование гидроциклонной насосной установки, работающей в напорно — вакуумном режиме, обеспечивающей повторное использование очищенных сточных вод и исключающих загрязнение окружающей среды.
Объект исследований — сточные воды автомоечных станций и технологии очистки этих вод.
Предмет исследований — трехкомпонентные гидроциклоны и гидроциклонные насосные установки для очистки сточных вод станций технического обслуживания автомобилей и режимы их работы.
Научная новизна работы состоит в следующем:
Разработана технология очистки сточных вод и их повторное использование на станциях техобслуживания автомобилей;
Экспериментально установлена эффективность применения ва-куумгидроциклонных насосных установок для очистки сточных вод на станциях техобслуживания автомобилей, обеспечивающих повторное использование сточных вод и исключающих загрязнение окружающей среды;
Разработаны новые конструкции трехкомпонентных гидроциклонов и гидроциклонных насосных установок для очистки сточных вод станций техобслуживания автомобилей, способствующие рационально использовать питьевую воду и предотвращать сброс в систему канализации неочищенных сточных вод.
Практическая значимость научных результатов:
Предложена технология повторного использования водных ресурсов на станциях мойки автомобилей, решение проблемы охраны и рационального использования питьевой воды и исключение загрязнения окружающей среды сточными водами автомоечных станций;
Даны конкретные предложения и рекомендации по проектированию гидроциклонов и вакуумгидроциклонных насосных установок
для очистки сточных вод на станциях техобслуживания автомобилей;
Разработаны новые конструкции гидроциклонов и вакуумгидроциклонных насосных установок для очистки сточных вод на моечных станциях автомобилей, способствующие рационально использовать питьевую воду и предотвращать сброс в систему канализации неочищенных сточных вод;
Даны конкретные предложения и рекомендации по проектированию гидроциклонов и вакуумгидроциклонных насосных установок для очистки сточных вод на станциях техобслуживания автомобилей, обеспечивающая повторное использование ценных компонентов сточных вод и исключающих загрязнение окружающей среды.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
Технология очистки сточных вод и их повторное использование на моечных станциях автомобилей и решение проблем охраны и рационального использования питьевой воды и исключение загрязнения окружающей среды сточными водами автомоек;
Результаты теоретических и экспериментальных исследований гидроциклонов и вакуумгидроциклонных насосных установок, применяемых на станциях техобслуживания автомобилей, доказывающими эффективность применения гидроциклонов и вакуумгидроциклонных насосных установок, обеспечивающая повторное использование ценных компонентов сточных вод и исключающих загрязнение окружающей среды;
Новые конструкции гидроциклонов и вакуумгидроциклонных насосных установок, применяемых на моечных станциях автомобилей и являющихся ресурсосберегающим водоочистным устройством, способствующие рационально использовать питьевую воду и предотвращать сброс в систему канализации неочищенных сточных вод.
Личный вклад соискателя. Основные результаты, представленные в диссертации, получены автором самостоятельно. Автор сформулировал цель работы и основные задачи исследования, включая разработку и поиск путей решения задач как единой цельной проблемы очистки и повторного использования сточных вод на станциях те-хического обслуживания автомобилей. Им предложена и доведена до практического использования: технология очистки сточных вод на станциях технического обслуживания автомобилей и повторное использование ценных компонентов сточных вод для мойки автомобилей, что позволяет исключить загрязнение окружающей природной среды сточными водами станций технического обслуживания автомобилей, а тяжелые (шламы) и легкие (нефтепродукты, СПАВ) примеси
подвергать дальнейшей утилизации, разработана усовершенствованная конструкция напорного гидроциклона, подтвержденная предпа-тентами (№ 15805 KZ, № 15937 KZ) и инновационным патентом (№ 20152 KZ) на изобретение. Автор систематизировал, выборочно, работу 10 автомоечных станций в г. Тараз Жамбылской области Республики Казахстан по изучению состава их сточных вод. Впервые предложил использовать для очистки и повторного использования для мойки автомобилей сточных вод автомоечных станций вакуумгидроциклон-ную насосную установку (Инновационный патент № 20152 KZ), что позволяет рационально использовать воду питьевого качества и предотвращать загрязнение окружающей среды неочищенными сточными водами автомоечных станций.
В совместных работах автор был инициатором и активным исполнителем выполняемых исследований.
Реализация результатов работы. Разработанные в диссертации вопросы теории и инженерных методов расчета были реализованы при создании новой усовершенствованной конструкции гидроциклонов и вакуумгидроциклонных насосных установок, применяемых для очистки сточных вод моечных станций. Методика экспериментальных исследований и инженерные методы расчета усовершенствованной конструкции напорного гидроциклона передана в ГКП «Тараз су» для создания промышленного образца вакуумгидроциклонных насосных установок.
Апробация результатов исследований. Основные положения диссертации докладывались на: Республиканской научно-практической конференции по программе «Ауьш» и научное обеспечение агропромышленного сектора экономики РК (Тараз, 2003); международной научной конференции «Актуальные проблемы механики и машиностроения» (Алматы, 2005); международной научно-практической конференции «Валихановские чтения - 10» (Кокшетау, 2005); третьих международных надировских чтениях «Научно-техническое развитие нефтегазового комплекса» (Алматы - Шымкент, 2005); международной научно-практической конференции «Проблемы водного хозяйства», посвященной 95-летию Р.Ж. Жолаева (Тараз, 2006); международной научной конференции «Проблемы теоретической и прикладной механики» (Алматы, 2006); международной 11-ой межвузовской конференции по математике и механике, посвященной 10-летию Евразийского национального университета им. Л.Н. Гумилева (Астана, 2006); научно-техническом комплексном семинаре «Проблемы водного хозяйства, гидротехники и мелиорации» при ТарГУ им. М.Х.
Дулати (Тараз, 2009, 2010).
Полнота отражения результатов диссертации в публикациях.
По теме диссертации опубликованы 19 работ, из них 6 - технические решения, признанные изобретениями, на которые получены Предварительный и Инновационный патенты Республики Казахстан.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 168 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 5 глав и заключения, иллюстрирована 48 рисунками и содержит 9 таблиц.
Список использованных источников включает 116 наименований.
