101 "Екологія"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/52149
Переглянути
1 результатів
Результати пошуку
Документ Підвищення екологічної безпеки металургійних виробництв шляхом очищення, зневоднення та утилізації шламів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Брянкін, Олександр СерафимовичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 101 – Екологія (10 – Природничі науки). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, м. Харків, 2021. Роботу виконано на кафедрі хімічної техніки та промислової екології Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України. Об’єктом дослідження є процеси очищення шламів мокрої газоочистки металургійного виробництва на основі флокуляції та седиментації завислих часток. Предмет досліджень – рішення питань екологічної безпеки при очищенні та зневодненні шламів металургійних підприємств на основі запропонованих методик пошуку оптимальних умов флокуляції і збереження міцності флокул при їх транспортуванні для агрегатоутворення твердої фази. Дисертаційне дослідження присвячене розв’язанню задач екобезпеки при пошуку оптимальних умов очищення та зневоднення тонкодисперсних шламів металургійних виробництв з використанням інноваційного рішення щодо процесу агрегатоутворення завислих часток шляхом флокуляції твердої фази. У вступі обґрунтовано наукову актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі, визначено об’єкт, предмет і методи дослідження, показано зв’язок роботи з науковими темами, сформульовано наукову новизну та наведено практичне значення отриманих результатів. Перший розділ присвячено аналізу та систематизації наукових і статистичних даних, отриманих з джерел інформації, щодо впливу металургійного виробництва на екологічний стан навколишнього середовища, сучасних методів очищення стічних вод і шламів, процесів зневоднення та утилізації осадів підприємств металургійної галузі. Визначені основні тенденції з пошуку шляхів розв’язання задач екологічної безпеки на металургійних підприємствах відповідно до методів інтенсифікації процесу очищення стічних вод і шламів при використанні флокулянтів, для яких позначені оптимальні умови використання для підвищення рівня безпечності та екологічної якості на виробництві. На підставі аналізу обґрунтовано наукові задачі дисертаційного дослідження. У другому розділі наведено характеристику засобів та методів дослідження технологічних рішень для підвищення екологічної ефективності очищення шламів на основі флокуляції. Лабораторні досліди з вивчення флокуляції і особливостей змін швидкості осідання флокул, визначення гідродинамічного впливу на флокули, встановлення складу та властивостей речовин здійснювалось за допомогою об’ємних, вагових та фізико-хімічних методів дослідження за стандартними методиками. Експериментальні роботи з модельними шламами проводилися в лабораторії кафедри хімічної техніки та промислової екології НТУ "ХПІ" і відокремленій аналітичній лабораторії ТОВ "НТЦ "Екомаш". Третій розділ присвячений результатам експериментальних дослідів флокуляції тонкодисперсних шламів, проведених в лабораторних умовах з модельними суспензіями і в промислових умовах на реальних стічних водах металургійних виробництв на модулі очищення стічних вод. У розділі досліджені питання екологічної безпеки при отриманні металонаповнених композитів з використанням відходів металургійного виробництва. За експериментальними дослідами отримані такі результати: – досліджено вплив концентрації твердої фази модельних шламів мокрої очистки газу і витрати флокулянту на зміни величини швидкості осідання твердої фази і міцності флокул; флокуляція здійснюється найбільш ефективно, а саме для дослідженого виду шламу вона склала 8–12 г/л; – установлено, що зміни швидкості руху рідини додатково на і понад 1–1,5 м/с призводить до значного руйнування флокул, що є більш дієвим за тривалість перебігу процесу за висновками дослідження гідромеханічного впливу на агрегати, руйнуюча дія якого залежить від концентрації твердої фази, часу та інтенсивності перемішування сфлокульованого шламу; – виявлено, що вологість осаду та ефективність затримання твердої фази залежить від міцності флокул перед центрифугою; – встановлена залежність міцності флокул від параметрів агрегатоутврення (концентрації, витрати флокулянта та продуктивності) за результатами дослідження ефективності затримання твердої фази і зневоднення тонкодисперсних шламів металургійного підприємства на модулі очищення і зневоднення шламу; – визначені умови утилізації дрібнодисперсного пилу ливарних виробництв в якості наповнювача композитів холодного затвердіння за результатами дослідження впливу дисперсної твердої фази металевих відходів на міцність та експлуатаційні характеристики металонаповнених епоксидних композитів. У четвертому розділі подані результати статистичної обробки даних експериментів, математичного моделювання процесів очищення й зневоднення шламів та пошуку оптимальних значень параметрів утилізації з урахуванням вимог екологічної безпеки для металургійного виробництва. За отриманими аналітичними даними надані такі висновки: – установлені розрахункові залежності дозволяють визначати кількість флокулянту або швидкість осадження флокул при врахуванні інших чинників, вплив факторів агрегатоутворення на зміну швидкості осідання твердої фази і залишкову міцність флокул після гідродинамічного впливу; – визначені розрахункові залежності для промислового модуля надають можливість оперативно розрахувати концентрацію твердої фази в шламі, кількість флокулянту та швидкість осадження флокул до відстійника та після нього, на основі яких робиться заключення про досягнення певного рівня екологічної ефективності зневоднення осаду у центрифузі та відповідності вимогам екобезпеки при утилізації шламів; – прийнято за оптимальний екобезпечний вміст наповнювача для досліджуваних металонаповнених епоксидних композитів з використанням відходів у концентраційному інтервалі 45–60 % мас. У п’ятому розділі розроблено науково-обгрунтовані рекомендації щодо вибору оптимальних умов проведення процесу очищення та зневоднення шламів металургійних виробництв і надані такі результати. 1. Визначені мінімальні витрати флокулянту шляхом контролю залишкової швидкості осадження флокул перед зневоднюючим устаткуванням відповідно до запропонованих рекомендацій щодо вибору оптимальних технологічних параметрів очищення стічних вод після очищення газів у металургійному виробництві, методики підбору робочих параметрів устаткування, критерію міцності флокул. Встановлено за необхідне підтримувати постійною концентрацію твердої фази у стічній воді, що надходить на очищення, або регулювати витрати флокулянту залежно від концентрації твердої фази в шламі для досягнення необхідного критерію міцності флокул і потрібного рівня екологічної безпечності стічних вод. 2. Розроблена удосконалена схема технологічного рішення очищення стічних вод і зневоднення шламів з урахуванням можливості автоматичного управління процесами для досягнення певного рівня екологічної ефективності утилізації шламів.