Введение к работе
Актуальность темыЛДия обеспечения устойчивого развития страны в условиях возрастающего антропогенного воздействия на окружающую среду приобретают все большую значимость рациональные методы природопользования, необходимость эхоиомии материальных и сырьевых ресурсов Jb том числе и в котельных коммунального и промышленного водоснабжения, а также уменьшения вредного влияния их на экосистему в целом. Одна из острейших проблем состоит в том, что водоподготовительные установки котельных потребляют большое количество химических продуктов и являются основными источниками сброса высокоминерализованных жидких отходов (сточных вод) в окружающие водоемы.
Поэтому весьма актуальным является уменьшение вредного воздействия на окружающую природную среду солевых сбросов от химводоочисток, что может быть достигнуто регулированием их на стадии образования, т.е. путем существенной модернизации имеющихся технологических схем и разработки эколого-экономических методов расчета материальных и энергетических потоков с учетом максимального использования отработанных регенерацион-ных растворов и продувочных вод паровых котлов. Но существующие в процессах водообработки методы расчета, применяемые при проектировании сооружений предварительной очистки воды, определяющей техническую, экономическую и экологическую эффективность всей технологической схемы химводоочистки, ориентированы, в основном, на качественные показатели очищенных вод и требуют поэтому комплексного подхода с целью учета различных факторов, позволяющих сократить потребление материалов и уменьшить количество жидких отходов..
Диссертационная работа выполнена в соответствии с плановой госбюджетной работой НИР Hi ТУ по теме П-53-694 " Разработка и внедрение интенсивных технологий процессов обработки вод коммунальных и промышленных объектов ", а также в соответствии с заявками крупнейших промышленных и проектных предприятий, территориальных комитетов по охране природы.
Целью диссертшгионной работы является создание высокоэкологичной схемы химводоочистки на основе усовершенствования методики расчета процесса реагентного умягчения воды с повторным использованием сточных вод
от станций водоподготовок.
Для достижения указанной целгтоставлены следующие задачи:
-
Всесторонне проанализировать с}тцествующие материальные потоки при реагентном умягчении воды, определяющие техническую, экономическую и экологическую эффективность всей технологической схемы химводоочист-ки.
-
Разработать на основе полученных решений эколого-экономического анализа компьютерную методику расчета, которая позволит в каждом конкретном случае принять оптимальный вариант по технологическим, экономическим и экологическим показателям
-
Оценить возможность и определить границы применения экологически эффективных алюминийсодержащих коагулянтов (NaAIOz и Ah(S04)3) при умягчении воды.
-
Разработать методы улучшения режимов работы осветлителей и механических фильтров с целью уменьшения жидких отходов.
-
Разработать рациональный вариант схемы повторного использования отработанных регенерационных растворов и дать методику ее расчета.
Научная новизна работы. Впервые разработаны: методика расчета технологической схемы химводоочистки с уменьшением солевых сбросов. Универсальная методика расчета процесса реагентного умягчения с применением различных реагентов в широком диапазоне состава исходных вод с учетом факта соосаждения сульфата кальция и карбоната магния, позволяющая сократить расход реагентов, уменьшить количество сбрасываемых солей. Изучена и обоснована возможность и условия применения алюминийсодержащих реагентов в процессах известкования воды. Впервые определены количественные соотношения в системе А1 - Mg , исключающие содержание остаточного алюминия, снижающие класс опасности жидких отходов. Исследована возможность применения двуокиси углерода для стабилизации карбонатного состава умягченной воды.
Практическая значимость работы. Разработанная методика расчета реагентного умягчения позволяет обосновать н принять наиболее технически, экономически и экологически эффективные решения при проектировании сооружений предочнстки. Разработанные компьютерные программы облегчают рассмотрение многочисленных вариантов при проектировании. Определены условия эффективного применения алюминийсодержащих коагулянтов в
процессах эксплуатации сооружений предочистки. Результаты работы позво- « ляют обоснованно принять решения по модернизации технологических схем химв одо о чистки крупных котельных с целью уменьшения расхода реагентов и снижения солевых сбросов.
Реализация работы. Результаты работы внедрены: в проект реконструкции химводоочистки котельной площадки №3 П.О. Ростсельмаш, в проект реконструкции станции предочистки Шахтииской ТЭЦ им. Артема, а также использованы при ее эксплуатации, при проектировании институтом РОТЭП водоподготовительной установки Березовской ГРЭС и при обосновании инвестиций строительства ТЭС ПО "Ростовутоль".
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на:
- научно-технических конференциях РГАС / г. Росгов-на-Доігу, 1990,
1994, ! 997 гг./НГТУ/г. Новочеркасск, 1992- 1997г;
- международной студенческой научно-технической конференции " Эко
логия и регион " в Ростовской государственной экономической академии / г.
Ростов-на-Дону, 1996 г. /
На защиту выносятся следу ющис-положения:
эколого-экономическое обоснование методики расчета процессов реа-гентного метода умягчения воды с учетом применения различных доз щелочных реагентов и соосаждения карбоната магния и сульфата кальция;
обоснование условий применения алгоминийсодержащих коагулянтов, позволяющих снизить содержание органических примесей и улучшить удаление кремнекислогы, что приведет к снижению концентрации жидких отходов;
методика расчета схемы малоотходной и экономичной химводоочистки, подающей питательную воду на теплосеть, горячее водоснабжение и паровые котлы с повторным использованием части отработанных регенераци-ОШЦ.ГЛ растворов, продувочных вод паровых котлов с применением концентраторов растворов и с высаживанием, кроме карбоната кальция и гидроксида магния, также сульфата кальция;
технические предложения по реконструкции схемы обработки воды в осветлителях с известкованием с целью уменьшеїшя сброса сточных вод в условиях меняющейся нагрузки.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы, включающего 105 наименований, и