автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Моделирование ионообменных систем очищения сточных вод химических предприятий

!3Г6 од

ШВСЬШ'ШШТЕШЧШ 1ИСТЙТ5Т '

¡Iß правах рдкчпису

БОЙКО ТЕТЯМ ВЩИСЙЯ

ШЗНп

<~Т

УЛК 33.073:0П1.3:6Р.0

Ы0ДЕЛ2ШШЯ ЮПООБУППГЛ СИСТЕМ ОЧИЩЕНИЯ СТ1ЧШ DO/I ХШЧйИХ ИДПРИЕИСТВ

Сиец1алы|1сть 05.1?.00 - Процеси I апарати XiMlMHOÏ- технолог!!

ft D т о р е ç> с р а т днсертапП" на здобутяя нацкового стдпеня кандидата техн1чш1х наук

К и I в - 1 9 3 3

Диеиртнев е рцконис.

Робота виконана а Ки1вм>ксг<у ><ол1т?жФ}а0ЗД 1истет!}г1

ЦаукоБий кер1ииик : доктор технпЭ-СфШ??• Статвха Г.сд^д^й Лдо.кс^.сзйч,

ОфЩШМ опоненти ;

1, Доктор х1з1<шах каак. просесдр ■ Тарлсеякр ?!р1й Слександрануч. Доятяр тгхкИнлх нош»', п^офесор Цдзл^вдй ¡¡арат Тванович.

Прсв1дла р;;г&и1эад)в : Лауково-аироб.'.'кче об'едк.шы

"КарОолйТ" ( и Г Харк1в ).

Захжт дксергедЦ 0}дйидеться -----

о «а 04с1даяаГ сп2Шал1аозано1" вчеко! рад»

Д 06fi.H_.00 и КиШькоиы пол1тезсн1чнокц шститут1 яа адрясоз г 252056,-и. Км Те - 50, проспект Яерекогм. 3?.

3 ¿кср;>гад1е» мозг» оанайокитяса у бШЦлтеЩ 1нститцту.

Йдтврзрерат роз}сдаиий —— 1393 р.

Вчаний секретер л

РЛ0Ц1вя1зоааноТ вчеио! рш £.3. КРЗШЦЫ

ПН0ТПЦ1Я

Дисертац!йна робота присвячеиа розробц1 катеааткчних моделей роцсс!п. фдшсц1онц9чнх и систеках' 1онообм1«ного очищения стхчг.их о? х1м1ч;:их вкробництв, а такса алгоритма Тх розз'язання "а твсренна обчислввалышх аодул!», забеспечуьчнх роботу систеии отонатизвапного проектування схем очищения ст!чы!Х зсд дов1ль-01 структура.

У робот! падай! матеиагичн! иодел! процсс1э Южного обману Лзного приэначешш, регснврацП та в1дкивки !ипиу, декарбои!-;аци', тачох кйтоди розрахунку паракотр!» «отелей без додаткових тсперикенталышх досл1двснь, узагальяч! накышчений твгрстнчний

практичний досв1д роботл 1онообн1!!!шх апорат!в. Поставлена 1 тзв'язана задача оптии!зац1У робоги 1оиообм1нпого ©!льтрц. Алго->нти1зовано розрахуиок карбаиатпо! р1вноваги для контроля заиш ;оипоне;лного складу в ст!чних подах. Иадан! приклади та результат»' практичного внкористання розроблешшго нрогракного забеспп-гення, отриыап! техн1чн1 р!зош1Я.

Автор захизге: натенатнчн! ыодол! технологи'Н'ших процосьч зсновкого комплексу- 3онообмШного очищения ст!чних под х1и1чних Идприенств; алгоритм аптимизацП роботк 5оноа6м!шш!Ч) ойладнеп-ля; кетодикц оргаи!зацН роботк 1э прогргмшм забеслеченнян роз-захушсу схем 1окооби1.чиого счичення доэ1лъно1 г;трч'»{тури па ста-:й технологичного просктупанпз; техШчн! р!иенг~ г задач

роэрахункц систем очищения ст!чних под.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

А к т у а д ь н I с т ь роботк. Питания схорони навколивнього, середовияа Шд затрудненна його скодливими ричовн-нами, як! энаходяться у ст!чних водах про»гислп?их и1дп"иемств, . яаать вслике соц1алыю-еконои1ч!!с значения. Очицсшш ст!чиих вод е обоп'аз;;ов;;х елемечгтом сучасних х1и1чних виробництв 1 п!дпри-саств, як! '¡а"Т1. у своему склад! цеха х\и!ч1Шго про<Млп. Сукуп-н1сть кетод1в, як! си'едпуються у технолог¿чну ехзиу ечнчення ст1чких под, вязкачасться характером док!нк!в та внногояи до якост! очищения залеанга в!д напряаку.подальшого внкористання оброблених сг!чкнх вод.' Очи^сшм'сПчних вод мзтодоа 1ош;лго ебн!ну отризалп акроке розповсадзоння, тому м в1п дозволпе ути-л1зувати ц1нн! дса!шш та забэсксчуе очищения до гранично припце-тййяй ко1щемтрац1й. цо дзе мояякв1сть використовувати очиценн! ст1чн1 води у виробничих процесах чи системах зворотпього бодо-постачания.

Метод 1о1шого обм1ну досить добре ьивчеи за г.воею ф1эико-х1-Щчиои природою. Однак Юнувчи методи проектузання практично но використовують потенциалу накопичеио! 1шуково-досл1дно1" 1 »форма-. ц11". 3 одного боку но <?ормал1зован1 результати багатьох досл1д-аень не доззолявть 1'х безпоссредньо використогувати а проектних розробках, а з 1нэого - 1снуача практика проектувшшя пиключае такц кожливють.

Кокп'птср1зац1я 1нхенерно\" прац1 у галуз! ироектування до-зиоляе системно збери'атн. анал5зуватн та викорнстовувати великий наунооо-практичний матер!ал з аетою розробкн ик1сних проск-т 1 ы при створсиг' 1ЮРЧХ та рсконструкцП Д1ючнх схем очицення ст!чних вод. Пркблиан! иитодк розрахунку, як1 використовують прссотувальк-'кк, не дозволявтъ проводит!) опткм1за1,,1в рс«тм1в ФУниц¡окуванна окръ'кого обтцнаниа та технолог¡чпнх схен у ¡¡¡лоир на стад!1 проектувяння. Цв задачу дозволявть розв'язувати кетоди иатеыдтичного моделеаашш. як1 через обсяги проводиких розрахун-к!в б^з1!осере,.ньо зв'язан! з упронадзенняч обчислввалыни тсхн5ки у процсс проектування. У эв'язку з цим задача математичного ноде-лввання процес!в та технологЧчннх схем )онообм1иного очимсння ст1чних вод с актуальна.

Робота проводилась в1дпов!дно 1з комплексной ц1ягвов наукс-во-техн1чнои програмою 0.00.03.85 "Створити нов! та роэвинути д1-вч! систеим автоматизоваиого проектувапня (СППР) 1 автоиатизован1 систеыи наукооих досл!д?г ь ( ЙСНД ) а народной« господарств1". затвердаенси Постановои ДКНТ СИ СРСР та ПрезидП' АН СРСР в\д 10.'1.1905 г. К 573/13?, додаток N 70 1 нлаи1в НДР кафедри к1бер-нетики х1ы1ко-тсхмолог1ч1ШХ процес1в Ки\'вського пол1техн1чного 1нституту за темов Н 353 Ч'озробити 1 впропадити II чергу систем автоматизоваиого проектувапня комплексных схем очицення та вш:и-ристання сг!чних вод (И деряавно! роестрацП' 01000011808>, 1 таков за темов Н 382 "Розробка матсматичних моделей 1 оптиьгзаЩя рехиму системи очицення сПчних вод для виробництва ет1яену" ( Н деряазно\ реестрацП 81104082 ).

Йета робот и. Розробка на основ 1 системного п!д-коду иатематичннх моделей, алгормт*1в Уя роэв'язання та програм розрахунку процес1в I апарат1в, як1 входять у х1и1ко-тсхполог1чн систему 1онообм11Шого очицення ст1чних вод; призначениих дла ви-(иристамня у САПР коаплексних схем очищения ст1чних вод. Вихо-ристання 1озробленного алгоритм1чного та програаного эабеспечсин для проектування нових 1 реконструкцП д1вчих шюобмПших х1м')

ко-технолог1чних сметой. Отримання оптиыалышх теянолог1чних реки!^ ФунюЦонцвання обладнання. '

11 а у к о о а н о п и з и а. На баз1 загально\" стратеги" системного анализу та принципЮ иодеяввашш сформован! модел1 типових процес1в схем <онооби1!шого очиксння ст1чш!х еод : модель !оннпго сби!ну у нерухоыому вар! 1он1ту, яка враховуе подоввне перечИування гпд час контролю за найменьв сорб]руемим !онои 1 п!д час котроля за 1онаки яорсткост!: модель ¡оииого обя'щу при кострол! за вахкини иеталаки; нодель багатокоипонентного 1онного обиищ; модель регенорацП 1он1тд; модель ¡ндкиекк 10н1ту; модель насадкового десорберу. Поставлена 1 розв'язана задача Онткм'загп 1 процесу фушнЦонуиаиня 1оиообм1ш!ого ф!льтру.

Практична ц 1 и н 1 с т ь та р е а л 1 з а ц 1 я р е з у л ;> т а т 1 в р о 0 о т и. На баз! дослЦяення техноле-г1чних ироцсс1в та схем 1онооби1шюТ обробкн ст1чних вод п1дпри-емств I розроблених яатенатичпих ксделей процес1в, як\ забеспе-чують оупкЩонуваиня шюобмПшого обладнання за зиишики характеристиками забрудивпчих дон1*к1п 1 истод1з обновления сорбцШ'их эд1бностсй 1он1т1в .створена б!бл1отека обчиелввалышх иодул1в процес1в 1опообм1нких схем очичення ст1чних вед, яка ув^йила до Щдсистсин автокатизованного проектуваиня технолог 1чно1" частики проекту схем О13!шо-х1м1чиого очищения ст!чних вод (БАЛАНС), кот-ра е частинов С/ШР-ЕИОЯОПУ. Роэроблешшй комплекс прогрэм дозволив ввидко 1 як1сно эробити нредпроектн! розрахунки для п1дгогоп-ки обгрунтовцвчих катер1ал!в по реконструкци очисних споруд на Р1в»яг(ському рад1озавод1, а гако* проект»! пог •■■кзнк» ?;о рекон-струкцП" очисних споруд на завод» "1скра" ( к. Задорена ), онти-н!зупати роботу 1онообипшого фильтру в заикн'<Нй сиспи! водо-ноптачання нафтоперсробного заводу ( и. Л1с1чанськ ). Розроблена снстеаа обчиелвволышх иодул1в упровадасна в скплуатац1в у иа-ступнкх проен чих организац1их : Ки»ин1всы;ий Дсржазний прозктний 1нстнтут С КДП1, к. Кн>ин!в ). НПО "Технолог1я" ( к. Хи«ин1в ), ВииницькиА Дервавний проектний 1нститут ( ВДП1. н. Вишшы).

Економ1чннй ефект в1д впровадяення результат^ роботи . склав 151,59 ткс.крб. ( у данчх на червень 1992 року).

Апробация робот и. 0сновн1 результати дисер-тацП покладались 1 обговорвяались на : друПй Всссопзи1й нара-дЬ-спн1нар1 яояодих вчених " Кстоди кЫернетики в х1м1Т 1 х!м1ч-1ИЙ технологи" " ( м. Грооний, 1984 р. >: обласних иауково-тех-нIч»их семинарах " САПР I ЛШП у х1и!чн1й прокисловост! "

Си. Черкаси. 1987 р. i 1033 р.); пауково-техн!чно1(у ceKinapi "Вдоскокалення i автзиатизац1я технологи' утшпзацИ в!дход!в, очищения ст1ч;!их вод та гаэових викид!в хШчних лиробництв ' (к. Черкаси. 1987 р.); республиканськ1й науково-практи'-пий кон-фереацП" "Пкгуаяьн! пробяеаи вдоскоиалснкя управлИшя природоке ристусанням та охоронн навколшзнього серэдивн^а" (м. Черкаси, 1S38 р.); рсспублш:апсь«1й конференцИ "Региональн! е!:олог1чи1 проблемк та вляхк Ух розо'язашш" (и. Черкаси, Í3S0 р.); наукоЕ TexHi'iüoi' KOHCepeiiuií "Проблею: ехологП та рссдрсозбср)гаиияа "Екпресурс-1" («. Чсрн1вц1. 1S91 p.); UII Бсесовзн"1й конферснц] "Ыатекатичн! ме пци i xUlY" - ННХ-7 (м. Казань, 1991 р.): школ! ccMluapi "Технолога автоиатизовашшго нроектувамня сан!тарно-Texiii4i;oro i. 1зд1лу проекту" 1ы. Санкт-Петербург, 1932 р.): мIxf г1оналыюну науково-токн1чиоку ccuinapi "Застосузания коап'вте; них технолог!й i систсй для piaciHia сучаснкх гшуково-технИнкх та ско1!о»1чннх задач" (а. Черкаси, 1993 р.).

П у б л i ¡! а ц 1 í . ÜchübiiI результати роботи викладеио у 1G пу6л1чац1ях.

Структура та о б'е ы д и с е р т а ц i i. Писертац1йяа робота гкладасться з пступу, п'яти раэдШв, внеие mu, сиискц л1тср.ггщш тд додаплв. Работа вняладена на 12? cti plüitax основного те?ЕСН?, 2S иалЕнк1в, S таблица. Список

цнтуезш! л1тсратури Büittae 78 .иайкенувань. Дздатки складаять 0!

CtnpiHOK.

ЗК1Г.Т РОБОТИ.

На оск;в1 анал1эу дой1ек!в, aitl вшщчаять нетодаин 1о1Шог< oO'ssi«y, та 1снуючих схса вузл!в 1счюсбн1от;ого счщення ст!чних вод вкд1лено три основных елаземта 6удь-яко1" схсия вузла íoikk'í «¡иного очздеьня сПчзшя йод : nailuHlp*jnanBsi, декарбонизац}», ан1оп1рування. Пося!довн1сть 1 х эк-шшеипз неворстка 1 заловить в1д типу дсм1вк1в та ги.:орието»и€кого joíiItu. Йкал1з 1снувч;;х ¡ соб1в тсхнолоМчиоТ сргаикзацП корсктузашш с!левиго складу 3¡ ротнИй i ст1чиих воя дозволив вняучили, як иайб!льз поеирений ionoofiMimwá ааг'ат з нерухошв шор он ic?»i тц ( íohoo6uíhhhé Ф1льтр ). 9 результат! декомлоэнцП процзеу його фунц1онувавна були визначек! наступиI складавч! (процеси) : copfiqla (внлучек; дои1вх1в лрнготовашшн ionIтой), розпдвування аару Ioüítu, per нерац!и в1дпрацьованного íohhtu, вЦмивка в!д продукт'.в регень ц1Т та надй!ру регенерацШного розчину.

В1дпов1днии чиьои S3 вичевикладешши булк сфираульован) н ступи] задачи роСоги :

1. Розробити математичн! «одел! npouecis. SKi забеснечушть фцнк-liloH'jaaiiHa шшобмпшого обладнеиня за змпшнми характеристиками забруднввчих дом18К1в i методов в!дновлення сорбц!йних зд15ногтей

IOiliTiB.

2. Розробити алгоритми piscmia моделей в умовах поуктивання xi-н1к0-тех110Л0г1чиих систем {онообмПшого ичиаення.

3. Розробити б!бл!отеку обчислвзальиия' модпл!п npoijecln 1онсоб--Minmix схем очищения ст1чиих вод ак 'киышнент!" подсистем« САПР те>:;шлог1чно1 частипи проекту схем $iiHito-xiMi4Horo очипзкия СТ1ЧШ1Х вед.

4. Розробити эагЛб оптииизаци режиму ФушнНонування )оцобм1нного обладания на стадП щюектувашш.

0. Упровадитн розроблений пакет програ« у практику проектуоашы.

Виб1р модел!. яка описуе прочее ioimoro оба!чу, млмить в}ч наступиих данях: типу апарату. у якояу зд'.йсньеться процес i oiia-рат з нерухомим або "затиснснин" варом; з кип'ячим «аром та in.); характеристик дои1нк!в, SKi потрiбно вилучнти, чн коьпонентнк нс-ойх1Дних до здобування Тз обробляемог системи С I, эрган!чи! чи oprani4Hi сполуки; Лндив {дуальной компонент чк сум!в; озаемпнй вплив Koiiiiri i npoTHioniB та in.); тип використовуеиого ioHiry ( зерннстий, гранульованиА, пороякппо^бний, еолокнисткй та ¡н.; кат1он1т, anioHir, omJsauoi дiI та iü. ).

Ззагальнввча натематична модель у випадк'1. сорбцП' дом!5к!в I он!том з псчатксвими та грамичнини уловами при наступпих припу-аеннях: часткм 1он1ту навть сферичну Форму; процес проводиться у !зотерм1чнйх та 1зобаричних уловах; сорбц'.я проходить у змиано-дифуз1йн!й облает!; ефсктивн! коеф!<;1енти'ди$уз11"у порах i на поверх»! не эаде«ать в!д концептрацП' док»йк1. ( внклю шння -сорбЩя памих аатал1в ); дотринуеться принцип- екв1моляриост1 ( при цйов1 електренейтральност1 р1дкоТ фази ); найухпкня 1он!ту не йпдизае на иаеоперенос; обм1н будь-яко! пари !ои1в в!д6ува-еткса иозаяевно в!д 1нямх ionia. присутн1х у систем!, пквчае наступи! р1внякня, опасуять ;

- перенесе! ;я речовини у р!дк!й фаз1 (вод!)

- перзнесешгя р^човини у тверд!й фаз! (!он5т!)

л . + /3 . (с. -сГу= . - <?.)

дх* J'( L «•J е <9t >

~ G

- pluiiouary у спетой!

перенос речошши у зсрн! ieiiiry

а, = j- [; m

Jo

п • áCt*¿ -- (5)

и. S . J ^ ? " - " - . .

il

7 <?

'*,¿ дгг " â t ~ôt 1

-•рчп1ыолярн1ст1) систсни ( при умовi електронейтральнос ri Р'.дглл фази )

; ¿>y- = /); (G)

Початков! та гранкчи! унови :

t*-0: c¿ =cOL ; а£-0 ; -Л; ™

Ш = -ьЛ;

X°¿: ; (3)

ôary „

l~0 : -,-~/l = 0; (10) a t.

АЛ» t = ( T^), J = (<> ¿ ¿ •

'J таблиц! 1 падай! Bapiaiiru инкористапнз иатематичногп оик-су при деяких вар1антах контрила за шИстк. Для роэрахуику коеф!-lueiiTin моделей ликорисговусались piani королем! евл!р1чн! за-легиогл!, як1 носить найС!лыа узагальньвчиЛ характер, отрннаи! и результат! обробкк скспсриае'нталыжх л,-ни:х та накопичсшшТ г.плн-roi", ало розр1знс1П1о1 1пформац1 Y по киютичнни особлнвостяи ! энного oSi'iny. Родв'г.паши; гптеяатичних кодолгй здЫснчвалось :;-¡ иитог.ом прогонки. Для pea.iiiaóui'i катсилткчного кгтеду ср^юдид-ло. дискрети->а:Ия початкосоТ иодел! ■ляхеи w.ivíhh длфср.гшИ^шх пнрз>

Таблица 1.

ñapiaimi використання ыате«атичиого опису.

| ¡при контроле за ! при контроле

|»одиф1кац1я:[каймены copDlpyl за наявн!стз

|ениа 1оном;1 она-1 i «и aopcTKOCTÍ. i

ваяют метол!в.

I-

lumobhhx 110-

эиачииь;

|л =/

г£ * ; i

aL- &• - /">■

при

нокоыпонетноиу контрол!.

-I

¡систем» piB-i (i), (2). (3). 1 (1). (2), (3). ¡нкнь. почат-1 (0). (7). (0), ¡ U),'í5>, (6), btoBiix та гра! (3). ! (7), (ü). O).

JíiH'rritíx циап; J | (10). (11).

|-

|р)вня:шя

Г (3).

(i). (2). (3), (С). (7), (0), (0).

а-

й/

-.к..

. *fM

V Cj

с =¡e, а

I

JL

—Jr - К ■

<r ¿

3¡b KliineBO-р1зносними вбнозенняни. Виб!р ппраметр]в дипкретиза-UlY зд1£с1швавсз засобом адаптивного понуку. Двск! з результат];» експсринснтапьно! перев1р::и катенатнчпих 'й copöU'i наведен] на нал. I. Розрлхован! серадньсквадратичиг п1дхняання доэяолкать зробити впсиовок upo добру вгг^уаальну властиИ^ть наданях кодеязй у облает! su;. .аченпя параизтр1в.

П]д pérRiicnanlea розу«1еться лиэо бззпосередпг пропучення регенерамШого роочину кр!зь aap обробляеиого 1он1тц.

Розпуг чача пронипка розгяядаетьса ак процее исиан1чний. "К'лй вí"íiof-jíiic ¡icDHCTicTb loíilty та зияучае залиаки исочицсгчсТ води г. ¡ilalüinmro простору. пнал1з показав, ^о снос .ер1гаетьса зы1га:го-;„v¡п'зНиШй siexaül3M пронесу, Недель рсгенерацП 1он1ту. урахозуо-ча nejts«iiHe оз?бРплснна регенерац1йного резчнну. оклзчзе иастцпн! р5 ..¡>.зшш :

-г /,

dt' ~ <П (c¿,$x. ~ C.t, ) ¡

j

Пкспзрииентальна пареШрка. Залеян1сгь концентрацП\1ен1в на ви~ ход! \з апарату при: а} Н-кат1(ш1рдоаш11 (контроль за найиеньв сорСирусюш 1о1!ом): б) Н-(1) и На-кат1он1рзванн1(2,3)(контроль за 1онаин яорсткост!); в) СН-ап1он1руванн1 а посл1довно працюичнх колонках; г) Н катшйрувашЦ ("контроль за Сиг-1оио»: 1-ураховув-чи в!|ут[чйнв днфуз!в, 2-без не'П; д) Н-кат1он1рува1ш1 багатокои-понентпо! систэии до проскоку «орсткост! 1 у з.авершальноиу пер!о-

А дФ -ч.Тх-у3* (<-*» ~ сы£ (

л * А /л (,4)

аниччп I початков! уиопк :

Л П0)

^ <?х ' ЛГ ■>

--ъ •' ся = <#*. ; ^

Надана модель дозволяе предв1стити проф1л! концентрацП ре-яерацШюго розчипу у вар1 1он1ту 1 на виход! 1з ф!льтру.

За технолог1ев в1дмивка зд1йснветься посл!довно за регенерата з ветов вилучення надм!ру розчипу реагенту I продуктЮ реге-)ац11". Залеаш1сть, яка'дозволяе розрахуватн вих!дну концентрату криву, отрнмана на баз! математичноТ модел! процесу в!дмип-, яка побудоэаиа на припуцеин! про водяну адсорбц1ш 1з винуклов термов.: , ,

си)=с,е ; 47)

Пор1в1шння роэараяовашшх ре*им1в 1з 1$> реалышми умовамн оти ф!льтр!в дозволяе зробити висновок про добру в^цв.альну стив!еть р!внянь (}2)-( 1бМ 17).

Для насадкового десорберу побудована катеиатична модель при в! незм!1шост1 питамих обсяг1в фаз та коеФ1ц!ент1в перем1ву-!1я :

9Г* 9Г I сг (С* = ёТ! < «0)

Ш -

«Г „

Сг = тР*^к? > (20)

?ичн! та початков! уаови: по газогий Фаз!:

(22)

Розрахунок коеОЩ1епту масопередачи, п1днессш<ого до газово Фази. зд1йснювався засовом, ыкйй базуеться на посл1дошюыу розре хунку коеф1ц1ент1о масов[ддач! у rasoaiü та р1дк!й фазах,' а такс константи оазовоУ р1вноааги. Ефективний коеф1ц1еит дифузй' вилу-чаеыого компоненту у р1дк1й ç.idI внзначасться за залехностяки и; niucunipimioï теор!Y розс1ювания рочовнни у потоц1 р!дини.

Зроблено алгоритм!зац\ю розрахунку карбонатноУ р1вш>ваги ДJ сочник вод. як1 лають у сукушюст! компонент^ карбонати 1 Пд-рокарбонати, а ыетов коректуиання покомпонентного складу очинае ыо)" води н!д час розрахунку матер1ального балансу.

Надан! у робот! математичн* «одел! дли розрахунку систем ioiioo6MÍHi!oro очнцсшш С11Ч11ИХ вод накладен» до оснопи алгорит-к1Чкого забоспечскня ирограаного комплексу D0I.flííS, якиА е склад ною.частинои СППР-ЕКОЙОГШ,'розробленно! на кафодр1 (пбернетикя xiMUía-THXiiü^ori4HHX npoi¡ec¡o КиУвського nojtîruxuï^noro íист»;т ту 1 призачошшУ для приектупальншип, и к i пайиааться доел) Джонами та, розрахцнкамк (.приситуиаиням ) х1м'1)'.о-тгхполог1чш!х схем та Ух елеь'еипв. Програмний комплекс BA1.HKS забсспечцс Оаг ■fOBaplaiiTH'rtii розрахунок иатер1альних балонс1в та основних взаа ив'яэашшх елемент1в технолоПчннх схем внробництва р!зних р1в) та аспект1в «грегацГУ, дозволяе проводит як розрахунки техиол Пчних схем дегЛлышУ структура, так проектн!, псрев1рочи1 та 1км1зац1йн1 для окреких агтарат!в.

Истов оптик 1зац1Т процесу lomioro оби)ну е визначешш так умов фуншЦопувапня облзднання, коли забеспсчуеться найб1лья п^ективие «ого використанкй. Тр:;вал1сть ф1льтроциклу - обумопл ьчий параметр п!д час експлуатацП: апарат5в з нерухоиим варом i nui т?|. Критерии оптии1заци с к(льк1стй поглинутих варом i m Д0К1ВКШ за одиниця .часу ф1льтроциклу :

- 10 -

«i Ш <Л«*0 -А н ; ■

- по р1дк1й фаз! :

Зг&и • t,¡t . c^Jt).

^opl

- ^ - £ i Cgílt/é)c¿t] .

(23)

|ля внзначення критср!я оптим1зац11 за 'штегралышм р1внянняи 23) використопувся метод трапец1й. Для 1лвстрац11" викирнстання ¡тримашшх результат^ ¡¡а кал. 2 иадан! дсик1 аспекти iHlïauiï юб»»¿il 1 oiioüíímiHttoï установки у заикнеп1й систек! зворотнього оо-;опостачання нафтопсрсробного заводу ( $!льтр ariioniTiiuft диамет-IOM 3,4 м, завантажений аншитом Í1II-31 яарон висотов 1 м ).

Результат!! i м i таи i Y роботи íoiioo6míiiho'í установки.

Залежност! критср1яю 0|1тик1зац1Т uiд часу рпботи при: |).дояких видатках очицасмо'1 води (1-50, 2-75, 3-100,4-125, ¡--150 мл/год. ); б) р1зпоиу сукарному утриманн! ohíoiiíh (1-0,03: !-0.05: 3-0.070; 4-0.03 r-скв/дч3) для видатку 100 н3/год. ■J/tod. ¿ RB,кг-екв/го0.

Л ^

3,0-

■ тА • ^

a)

:,гл? os.

Мал. 2.

t.год.

б)

Розробленннй enoe i С отин j;ï<hiï г пронесу ioinmro обм!ну за :"-пзй!шин критерием оптии1зац1У дозволяе визначитн найкрагЦ у«овк •у!п;ц1о!;уванчч обладпшшя та иизначити рекомснданП' по ix корек-■увоннп у шшздку яиЬж характеристик CTi'inoï поди.

Зроблс/ш pfi.ipaxyiin.'í л узла. ImiooúHi uiwra очищения кислотно-лу-•овнх ctokíb гальвапичносо цеху для перодпрогктппх po3p.ixym;in îpïï п1дготовц1 обгрунтовуачнх натср1ал1в по реконструкцИ" очнг.них ■ поруд па Р1вняпсы:оку радиозавод!. РкконсттцнмПя зд! йеппжоллг-й i четой попернення води у технолог1чний цикл та д1н»1дцчапкд с «i .¡г; дом1ак1в оагких «от win у загллмюзаподсысу сксгеэд ганап:«*.* ¡¡Т. Принципом тгхиэлоп'.чю схема пузлл 1с!»со{Г*1.>1.«го очжаеннл ¡/itc.íTiw-r^reek.í ;.x¿■>.',/> на. «ал. 3,

ТехнолоПчна схема 1онообн1ицого очищения кислотно-луговнх сто-к1в гальваничного.виробництва, Апарати : - зм1вувач; МФ -Шсчаннй фиьтр; ЯФ - вуПльний Ф1яьтр; КУ - кат1он!тний ф1льтр АН - ан1он1тний ф1льтр I ступени; АВ - анШптний Ф|ль*р II сту ненв; Р - зб1рниц очищешюУ воли; Р2 - зб!риик едват1в; 0Т2 - б стойник; Ф2 - барабаний Ф1лътр: ОС - зб!рник осадку. Основн! потоки: 1,2 - кислотний 1 луговий потоки ст1чноК води: 3 - розч! НС1; 4,9,14 - вода на розпукування;. 5,10,13 - вода на вЦмивку; 6 - очичаеиая вода п1сля кат1он1рувашш; 7,12,16 - елюати на об робку; 0.13 — розчии НаОП; 11,17 - очицснпа вода п1сля ан1о-н1тного ф1льтрц 1 1 II ступен!в; 18,21 - очинена вора на иикори тання; 19 - вода на особист} потреби 1он)тпих Ф1льт'р1в; 20 -Ф1льтрат; 22 - осадок.

ал. 3.

Запропаноеаиа технолог)чиа схема враховцвас ocoóüüroctI компонентного склада води, яка подходить на очищения, по пбцчоплее викорнстанпя двохстцп' гепого ан1он!рування. Розв'язана задача 1з обмеяенпяил по набору апаратурного 1 ресурсного оформления техно-лог1ч!!ого процесу, засоба opranisanlï виройн'.щтва ( двозаЬша робота. ) та вхкщжстовуваемо'Г виробничо"! плое;!,

Результатк 1м1тацП' роботи louooduiuimx ф1дьтр1з у схем! очиг(с1шя киплотно-луговчх ctgkíb га'льваничлого випобництна надан! на нал. 4,

ВИШВКИ

1. На ochobí досЛ1даення !снуачих схем ¡онообмпшогп очищения ст1чш1х вод р!зних xíkí'iiwx внройництв то спор!днених ïm галузях пронисловост! «оказано, sjo аситишни компонентами будь-яко? ,скени с пгпцеси кат!он!руваш;я, декзрбонизац!!' i aHionipypamia у изнкх поеднанпах та Пйсл1довчостях. Презпал!зсоано äoüIskh, ак! вилчча-еться 1з ст1чнйх вод за методом iomioro оби'пу, ввд1лено пайб!лья розповсЕдаекний DripiauT : .вилученмя неорган iчннх розчинпия -лочГг-к)в ( обозеолення. водоп1дгстовиа. коректучат:а с!левого складу К

2. Проведена декокпозиц^я процпсу эдншИочупам'.а 1окоо6*1ниого Ф!льтру, ак наШльа ноииренкого лпарагу для промис.юво! ерган!-sstilï процгсу, i ри?Ллсно наступи стад:!' : coo6:iin ( вилучепня j.oalsKlB приготсвашшм 1он!тон ), розпуяуэгиня sapy !аи!ту, реге-1.'йрац1а з1дпрзцьона!шого 1ониту, в!дмивко dír лрсдукт!п регекгра-tiiï та наги ? ру регенерац1йного розчипу.

3. На ссиоа! вивчгння та анал!эу комплексу процес!в, ■•»уичцЮнуя-чих у 1опосбя)1Н!их системах, разроблено наступив «птааатячн! иоде л 1 : сорбцП дэа1хк1в у пнгсддку lo:тога обз1ид у перцхавоау т-pi i oui ту при коитрол! якпет! очи^аеко! води за иайкскьэ сорбЗру-' еаяч loHOU або за 1опаин жорсткост! nig час нрсходасния процссу у Зй1ва!!од1фаз1Г>н1й облает); сорбцИ а винадку 1онного об»5яу п!д •■«зс контроля за наязи1ств эзакия яетаз!в зваааЕЧм на д«фуз!з усгре?,кнд сферичного зеркэ 1сн1ту; сорбцП дпа!вк!п для багато-кокпонсатних ckcïsh; psrenspauiï ionlty ураховузчя первикйе роз-базленяа регекерчЩйкого розеину; в!д*иоки lonlry: десорбцП у протитечному пэсадкопонд дегазатор).

4. Роэроблейз методика розрахднку коэффициент^ коделей без про-пгдення сксперчменту. яка цэагальиге накопичен) дан! в!дпов!дна 0)пико-х12!чпча ïa г1дродинам)чниа особливостяи 1онооЛм1ниих

®!ЛЬТр»В.

ft. Проведено !дентиф1кац1п трэнстр)р та експа^чентгльну пере-

Результат» iMiTaiiiï роботи 1онообм1шшх ф!лыр!в у cxeitl очицсння кислотно-лугових cTOKlB гальоаничного вироб"ицтва: вихшМ концентрации! крив! для KaTioiiiTtioro (a), auioniruHX Ко) i П(д) CTyncHiB <р1льтр1о; визначеиня оптимального часу роботи кат!он!т-вого (б) í aitioíilTHoro I ступени (г) Ф1льтрш; визначснн'я часу rmor.iioï дП вару loiúTy Фильтру ÍI ступени у залееност! в1д в!д-iiochoï концентрац!!' ohIomIb на виход! 1з ан1'ои1тнцго Ф1льтру

Пая. 4.

в1ркц математичних моделей, чо дозволило зробити оисповок про добру лИцувальну властив)сть наданих моделей у облает! визначен-ня параметров.

6. 3 метоп розрахунку матерОачьного покомпонентного балансу в оч«цасм1й вод! алгоритиизсаано визначяння карбонатно! р1нноваг!1 при проектупанн! технолоПчних схем очицення сток!п, ак1 маять

у своему склад! карбонати, г1дрокарбонати та в!льну «углекислоту.

7. Поставлена I розв'язана задача оптимОзацОУ роботи !онообм!¡(-. ного Ф1'льт1.у, розроблена методика ГУ використання при внконан-нО проект1'их розрахункОв.

8. На основ1 розробленних алгоритмов створено программе забеспе-чення, .чке ФункцОонуе у СЛПР ЕК0Л0Г1Я та КРОКУС. На гмдстав) об-числввального експсримепту отриманО технОчн! рОаоыя для проектов реконструкцИ" очисних споруд ряду (Ндприсмств.

9. Розроблена система обчислпвадмшх ыодул1в унровадвеиа для експлуатацП" у ряд! проектних орган!зац1й. Економ1чсний е?ект в!д пнрпвадаення результатов роботи склав 151,59 тис.руб.

Оеновний змОст дмсертацОУ викладено у наступних роботах :

1. Завермпння I та створення II черги системи автоматтаппан-ного проектупання комплексних схем очищения ст!чних под / Стата-ха Т.О., Пезносик 0.0.. Бойко Т.й. та 1н.//3в!тн по !!/!Р.- 1ЭП1-1991, Н 01012013200.

2. Розробка катематмчнмх моделей 1 оптим0зац1я реанху систе-ии очищения ст1Чних вод для виробиицтяа ет1леиу / Корольов О.С., Бойко Т.й. та 0н.//3в0ти по НДР,- 1981-1.384, й 81104082.

3. Бойко Т.В., Бондаренко Г,.Г. Математичне моделювання пронесу ОоносСшОнного очищения сНчпих вод // Тези доповОдей ДругоУ ЗсесовзноУ наради -семинару молодих вченнх "йетоди и!бернетики в х1и!У та х1м1чн}й технологи", м. Грозиий, 1984,- С. 24.

4. Розрахунок оптимального терм1ну ФОльтроциклу ОонообмОн-ного апарату на основ1 йога математичноТ иодел! / Бойко Т.В., Бондаренко С.Г.. Корольов О.С.. Криворукое З.К., Орлянський П.8., Статгха Г.0. // Х!м!чне иаямнобудування : ТехнОка, 1985. -42. -С. 93-99.

5. Бойко Т.О., Бондаренко С.Г., Корольов О.С. йоделования ! ог.тми0эац1а процесу ОонообаОшшго очищения ст1чних вод у заакич-нОй схсн! зпорстнього водопостачаиня // Иафтоперерпбка 1 нафто-х1м!я : Наукова думка. 1983.- 42.- С. 71-72.

Я. Бойко Т.В.. Праяенко II.В.. Статвха Г.С. Яэтомэтизовзнний проектний рпзплхцнок ву-зла 1онообмИшпго очи'ае.ння стциргх под //

Тезн дипов!дей Другого обласного науково-техн1чногп сеи1нару С(ШР i ЯСЗП! в xlKiHiiiñ проиксловост! ".и.Черкаси.1907.- С.20.

7. Бойко Т.В., Браяенко II.В., Статвха Г.О. Розрахуиок вузл1в ra jt.íulfi очицсння ст5чних вод //Тези допов1дей обласного науко-во-техн1чпого сси1нару-"Вдоскоиале1шя i автоиатизаЩя технологи' У1ил1сац11 в1дход!в, очищения ст1чних вод 1 газових вккид1в xl-н!чних ииробництв", н. Черкаси. 1987.- С.'81-02..

0. Бойко Т.Е.. Статвха Г.О. Цатематкчна ноделвваиня процесу десорбцП' в насадковому дегазатор! // Тези допов!дсй республи-кансько! науково-практично"! конфсрснцп " Пктуольн! проблем»! вдо-скокалснкя уираплПшя прнродокористуванняи í охоропи напколисньо-го середовнца и,н. Черкаси, 1988.- С. 103-104.

9. Бойко Т.В., Статюха Г-.0. Особяиаост! розробки. обчисла-валышх нодул!в технолог!чинк процес!» вузла 1оноби1ш!ого очищения спчних вод // Тезн донос!дей Трет!його обласного науково-техи!чного сек!нару " СППР ! АСУТП а химичиШ промислоиост1 ".

и. Чсркасн. 1909;- С. 24-25.

10. Бойко Т.В. к'атсиатичне кодслиоання процессу 1онобц1нносо очищения ст!чиих вод в!д ioiiiií. вакккх нетал1в // Тезн допов!дей Третьего обласного науково-трхн!чного сеи1нару "САПР 1 ПСИТП в х!и!чн1й нрокисловостР.ы. 'Черкаси. 1909.- С. 40-41.

1.1.. Бойко Т.В., Статвха Г.О. Досв!д коделивашш ЮнобмИшого очищения ст1чно\' води у систем! автоматкзованного проектування // Тс'-'н доно!)1дей конфоренцП" " Рсг'юналый сколог1чн! проблема та иляхи ;х розв'йчання ". к. Черкаси, 1930.- С. 23.

12. Бойко Т.В.; Оракенко И.В., Статиха Г.О. Розробка та використання сксгеми аотояатизоелшшго проектуваиня для розра-хунку схем'очищения сПчних.вод // Тези допов1дсй конфере'ицНГ

" Рег!'оналы11 еколог!чн! пробдеки та бляхи íx розв'язання ", м. Черкаси. 1990.- С. 23-24.

13. Бойке Т.О., Статвха Г.О. Матекатичне кодел^закня 1о1:ообй!нннл снстек при автоматкзованпоыу проектуванн! exea водо-очипеипя 1 водониготопкн // Тези допозЦей науксво-техн!чно!" кснферснцП' " Проблей;! екологИ' i рссурсозбер!гашгя " ( " Екор„-cypc.-.l " ), к. Чернши. 1931. С. 70-79.

14. Бойко Т.В., Бракенко Ü.B.. Статвха Г.О. Застосування кстод1в Етучного lüTwenTüí п!д ¿'аг розрэбвд 1нструконталытго оа-соба 8АШ5 для аегокап:£овённого йросктуваяиг ХТС // Тези Roncal Ш Всесоюзно! .коифсренцИ. "'йвтемат»«»:!' ветода г» xUlí "

( Й^Х - ? ),' и:-Казань. 1391,.- С,- 21.0-21.3, ■

15. Бойко Т.В.. Брааснио П.В. П:гал1з «:мов 0ц!мц1пааш1а тох-.п;;ог1Ч1!(Л' схем»' счлченпи стгчних вод вкязбииствэ азо$псГувач1п за допокогоз САПУ "ЕКОПОПЯ" // Гсзи допов!диЛ тр^гього обласко-••••> иауково-тех'Лчиогс се-икару " САПР 1 ЙСЭТП •) хШчшй про. т, -ловост! м. Черкас«. 129!'.- С. 10-И.

13. Бойко Т.П., Бсп.тсик 13.0., Статаха Г.О. Ро??обка бази :м!3!г[) 1 бази дан их екаюртио? систем« дли «одолпванка процсс1в лояиого обмИщ // Теза допов1дей мекрег!с;!а;.;.пого иацково-тсх-;пч]шгс сск5иару " Застосувааня кон'ятсрких тихиолог!Я 1 скстся ялз ;Лпешш сучесик? иауково-тсхн1чш<х 1 с«»аном1чиих задач ", У, Черкаси. 1393. - Г. 48.

ОСНОВ!!! УМОВШ ПОЗИАЧГНИГЗ Я..С- !.-0!П(311Тра;г1я дипамЬша оин1пн.-« сь.Лсп. 1тп

•Х'-эктавнн;! кос01)|1снт подовзньоТ дкфузП у ?1д>:"й Фаз!:^ - всок-шший ¡{!Оф1ц1ент диодзН дои1ск19 у пористому ссредо&иц!:к.>-ефП:'..;нт зовн1каьиго *асооби1на^з.- косоШ1ент впутрГмиього и.чсо-нпроносу;/, - висотп карч Зон1ту; 7 - м!крегснергл11йний перЬл11 о - цсерсдпина у зсрп1 1он1ту концентрата док1*:к1з: Р. - радиус зерна 1ои1гу; 1 - координата по зерну 1он!ту;^ - ксефииент само-диФузП; п - к1л&к!сть 1он1с ц систем параметр розведешм рпзм'.гу;^- коеСацЗелт масопйреДачя, п!днссгшп;Л до гозопо'х фази; С ~ к,¡тона поверхня ¡¡.¡садки ¡л^,,*- криторгЯ лптигизагЛУ. 1ии1 пошаченпя загалъноприйнят!.

1НДЕКСИ

/'.у- обнигаетаиний 1 обнИшачий 1они;.*- ргвповззне зпаченка; К - роге!;ерац1я:<? - в1днивка;,ус- р1дка лаза (вода); г - газова Фаза СповНря).

Подоксгао к по тати )9 .X, 1993г. Формат С0хб4/16 Бумага офеотная Усл.-печ.тает, 1,0.Уч.-изд.лист 1,0, Тн.эдюо, Заказ .4 6, Бесплатно

Пойчгре$. уч-к Института »ясктрояан&иякп АЧ Ук^лнин, 25£ОЬ7, №оп-57, прэспект Поболи, Еь.