автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Модульный принцип построения гибких замкнутых водоочистных систем для промышленных предприятий в бассейне озера Байкал

РГ6 од

На правах рукописи

ХАНТУРГАЕВ ГЕРМАН АНАТОЛЬЕВИЧ

МОДУЛЬНЫЙ ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ ГИБКИХ ЗАМКНУТЫХ ВОДООЧИСТНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ В БАССЕЙНЕ ОЗЕРА БАЙКАЛ

05.17.08 - Процессы и аппараты химической технологии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 1997 г.

Работа выполнена в Российском химико-технологическом университете им.Д.И.Менделеева и Восточно-Сибирском государственном технологическом университете.

Научный консультант:

действительный член (академик) Российской академии диалектико-сис-темных исследований, доктор технических наук, профессор Дорохов И.Н,

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Беспалов A.B. доктор технических наук, профессор Гордин И.В. доктор технических наук, профессор Булатов М.А.

Ведущая организация: Московское государственное'предприятие МосНПО "РАДОН"

Защита диссертации состоится Ркаър Л 1997 г. в (0_ час. в ауа.КсМ-на заседании диссертационного совета Д 053.34.08 в Российском химико-технологическом университете им.Д.И.Менделеева по адресу: 125047, Москва, А-47, Миусская пл., 9.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре РХТУ им.Д.И.Менделеева.

Автореферат разослан 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н., доцент

ч

Лбобров д.а.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современное состояние промышленного производства, а также постепенное увеличение водопотребления на хозяйственно-питьевые нужды населения вызывают необходимость решения проблемы отрицательного воздействия человеческой деятельности на окружающую среду, в том числе защиты водоемов от загрязнения сточными водами.

До сих пор большинство промышленных предприятий решают проблему очистки сточных вод с использованием классических схем - механической и биохимической очистки. Для предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, основного органического синтеза, производства лаков, красок, пластмасс, пестицидов характерно использование традиционных способов очистки сточных вод, включающих механическую, биохимическую, химическую или реагентпую очистку.

Указанные способы очистки сточных вод имеют ряд существенных недостатков, одним из которых является сложность перенастройки очистных сооружений при изменении номенклатуры выпускаемой продукции и мощности производства, а также в случае перепрофилирования.

Как показывает мировой опыт переналадка классических схем очистки связана с большими сложностями и капитальными затратами, а перепрофилирование предприятия, использующего традиционные способы очистки - процесс длительный. Вместе с тем, производства должны быть экологически чистыми и ресурсосберегающими. Отсюда следует необходимость по новому решать задачи технологических процессов очистки сточных вод с учетом изменения характера производства на базе быстро перенастраиваемых технологических схем и оборудования.

Актуальным и перспективным направлением технического перевооружения является разработка'модульного принципа создания гибких автоматизированных замкнутых систем переменной структуры с использованием в качестве элементной базы специализированных модулей и блоков.

Работа выполнялась в рамках постановлений Правительства РФ и Республики Бурятия по охране и рациональному использованию природных ресурсов бассейна озера Байкал - региона, где действует режим особого природопользования.

Цель работы. Разработка научно-обоснованных технических и технологических решений построения гибких замкнутых водоочистных систем переменной структуры для промышленных предприятий с использованием системного анализа и повой блочно-модульной техники, внедрение которых учитывает специфические особенности технологии промышленного предприятия и позволяет по новому решить проблему очистки сточных вод.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

-реализация системного подхода к организации и функционированию замкнутых, систем водоочистки;

- разработка гибких, много вариантных систем очистки сточных вод;

- создание автоматизированных систем контроля и управления качеством сточных вод;

- разработка модульного принципа построения аппаратурно-технологических систем очистки сточных вод;

- реализация модульного принципа создания систем водоочистки для промышленных предприятий б бассейне озера Байкал.

Научная новизна.

1. Принципиальной методологической и концептуальной новизной работы является выдвигаемое положение о том, что организационные, технические и технологические мероприятия по созданию современных водоочистных систем строятся на основе совмещения 'и взаимного дополнения пяти основных фундаментальных принципов: 1) принципа замкнутости; 2) принципа гибкости и многовариантности; 3) принципа управляемости; 4) принципа модульности; 5) принципа эколого-экономической эффективности природно-промышленных систем.

2. Замкнутость водоочистной системы является основополагающим принципом современной концепции в организации водообеспечения промышленных предприятий. Реализация данного принципа основывается на анализе поэлементного состава схем водоочистки, связей между типовыми элементами, синтезе оптимальных схем с помощью машинного моделирования и вычислительного эксперимента, на разработке специальных приемов и методов физико-механико-химического воздействия на обрабатываемую среду в замкнутом водообороте'.

3. Введено понятие гибкой системы очистки сточных вод (ГСОСВ) и разработана стратегия синтеза гибких, многовариантных, перенастраиваемых схем водоочистки промышленных предприятий на базе систематизации и формализации свойств обрабатываемых сред; физико-механико-химических воздействий, применяемых при водоочистке; типовых стандартных элементов очистного оборудования; типов функциональных аппаратов для описания аппаратурных модулей водоочистных систем; требований к многофункциональности и эколого-экономической эффективности проектируемых водоочистных установок.

Применительно к бассейну озера' Байкал обоснована организация многоступенчатой замкнутой водоочистной системы в виде следующей последовательности стадий очистки: 1) реагентная обработка - первая ступень кондиционирования воды, обеспечивающая осаждение примесей; 2) грубая очистка - многослойная фильтрация на керамзите, перлите, минеральной вате и т.п.; 3) микрофильтрация - реализация на спецоборудовании; 4) обессоливание - реализация на спецоборудовании; 5) дистилляция -

реализация на спецоборудовании; 6) биохимическая очистка - реализация на спецоборудовании.

4. Многовариантная гибкая система оборотного водообеспечения промышленного предприятия проектируется и функционирует совместно с локальными и глобальными системами контроля, автоматизации и управления, совокупность которых образует автоматизированную систему управления сточными водами (АСУ СВ) с многоуровневой иерархической структурой. АСУ СВ интегрирована в автоматизированную систему управления предприятием (АСУП) и функционирует совместно с ней.

5. Выдвинута и обоснована концепция аппаратурно-технологической модульности к созданию и организации водоочистных систем: структура сложной системы очистки воды допускает декомпозицию на отдельные, относительно самостоятельные и независимые подсистемы (структурные модули), функционирующие автономно в рамках единой системы, координирующей функции составляющих структурных модулей. Модуль водоочистной системы - это компактная, как правило; малогабаритная и мобильная водоочистная установка, полностью оснащённая КИПом, автоматикой, локальными системами регулирования, управления, а также каналами связи с верхним уровнем управления системой (центральной диспетчерской и ВЦ). Принцип модульности обеспечивает возможность независимой разработки аппаратуры и оптимизации технологических режимов отдельных подсистем, входящих в общунЬ сложную водоочистную систему. При этом значительно сокращаются затраты времени и труда на разработку аппаратурно-технологического оформления системы очистки, ее моделирование и оптимизацию, используя процедуру агрегирования модулей в единую систему.

6. Компактность и малогабаритность модулей обеспечивается путем создания принципиально новых очистных установок. Высокая производи- " тельность и низкая материалоемкость достигается за счет перехода от статических к динамическим режимам очистки. До сих пор существующие очистные установки, например, такие как микрофидьтрация, ультрафильтрация, обессоливание с использованием мембран, а также вакуумно-испарительные установки основывались на статическом принципе действия и не обеспечивали выдвигаемых требований к производительности и материалоемкости. Положив в основу создания новых конструкции очистных модулей динамических подход, автором созданы высокоэффективные аппараты, например, установки микрофильтрации, ультрафильтрации, обессоливания на вращающихся мембранных элементах; установки дистилляции на вращающихся роторно-дисковых вакуумных испарителях и др. Динамический принцип действия, реализуемый в конструкциях водоочистных установок, позволяет избежать отложений на поверхности фильтрующих элементов, их закупорки и резко увеличить скорость фильт-

рования, а в случае установок дистилляции - резко увеличить скорость массоотдачи.

7. Выдвинут принцип эколого-экономической эффективности водоочистной системы, состоящий в том, что глобальный критерий оптимизации системы "предприятие - очистное сооружение" носит эколого-экономический характер и является универсальным показателем, который характеризует эффективность производства с двух сторон - экономики и экологии. Удовлетворяя требованиям экономики и экологии, данный критерий полностью согласуется с критерием народнохозяйственной эффективности. Он может быть выражен либо как максимизация эколого-экономической эффективности, либо как минимизация приведенных эко-лого-экономических затрат.

8. Теоретические обобщения разработанной методики построения гибких замкнутых водоочистных систем переменной структуры легли в основу создания замкнутых технологических схем очистки сточных вод промышленных предприятий в бассейне озера Байкал и конструирования новых очистных модулей.

Практическая значимость.

1. Разработаны новые конструкции водоочистных модулей и приемы гидродинамического воздействия па обрабатываемые среды для снижения концентрационной поляризации мембран при проведении процессов микрофильтрации, ультрафильтрации и гиперфильтрации.

2. Создана проектная документация, изготовлены промышленные образцы аппаратов по следующим видам блочно-модульного оборудования: блок для очистки красильных сточных вод, состоящий из обратноос-мотических рулонных элементов ЭР-450, блок с полупромышленной установкой кассетного типа с рулонными мембранными элементами ЭРР-800, блок с ульграфильтрационным модулем с вращающейся мембраной для очистки маслоэмульсионных сточных вод, блок с микрофильтрацией и ультрафильтрацией для очистки сточных вод от синтетических поверхностно-активных веществ, блок с роторно-вакуумным пленочным испарителем.

Роторно-пленочный вакуумный испаритель ' изготовлен на Улан-Удэнском авиационном заводе, микрофильтр с вращающимися мембранными элементами изготовлен на Тамбовском заводе химического машиностроения (Комсомолец).

3. Решена проблема утилизации твердых отходов и активного ила Селенгинского целлюлозно-картонного' комбината,коммунального хозяйства г. Улан-Удэ и свинокомплекса с последующим использованием их в народном хозяйстве. Термическая обработка (сушка) активного ила производится в аппаратах кипящего слоя на инертных телах, с осадками первичных отстойников и коагулянтами.

4. Разработан и внедрен ряд гибких замкнутых водоочистных технологических комплексов различной структуры. Так, в ПО"Бурятхимчистка" внедрен комплекс для очистки красильных сточных вод, состоящий из модулей с мембранами МГА-95. Там же создан комплекс для очистки сточных вод от синтетических поверхностно-активных веществ и внедрен опытный образец разработанного микрофильтра.

На МП "Механик" при Улан-Удэнском моторном заводе внедрена конструкция ультрафильтрационного модуля с вращающейся мембраной для очистки маслоэмульсионных сточных вод.

На Селенгинском ЦКК проведены полупромышленные испытания ультрафильтрациониого комплекса для создания системы замкнутого во-дооборота для обессоливания реальных сточных вод.

Предложен новый эффективный способ обогащения минерального сырья, основанный на использовании металлокерамических полупроницаемых мембран для концентрирования, разделения и извлечения металлов из технологических растворов.

5. На базе головных образцов аппаратов проектным институтом Бу-рятагропромлроект разработан для кожевенно-меховых предприятий г.Улан-Удэ, г.Благовещенск, г.Дархан (Монголия) проект создания замкнутого цикла водооборота при очистке сточных вод. По проектным документам строятся очистные сооружения в г.Улан-Удэ мощностью от 60 до 120 и от 600 до 1000 м3/сутки.

Разработана проектно-сметная документация для очистных сооружений Благовещенского мясокомбината.

Разработаны проекты для очистки сточных вод от солей тяжелых металлов и банно-прачечных хозяйств.

6. Технология многослойной фильтрации по патенту № 1303175 передана 15 организациям бывшего СССР.

7. Результаты аналитических и экспериментальных исследований включены в учебное пособие и методические разработки для лабораторных работ и практических занятий в ВУЗах.

8. Разработанные аппараты и модули используются в пищевой промышленности и производстве растительных масел (совхоз "Облепиховый", Республика Бурятия).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на всесоюзной научной конференции "Современное состояние и проблема очистки промышленных и бытовых сточных вод в бассейне озера Байкал" (Улан-Удэ, 1978 г.), Республиканской конференции "Внедрение новой техники и передовой технологии на основе содружества предприятий и институтов Республики" (Улан-Удэ, 1981 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Эффективность безотходной технологии в молочной промышленности" (Ставрополь, 1983 г.), Всесоюзном научно-техническом семинаре "Теория и оборудование для

селективного разделения жидких сред с использованием полунепроницаемых мембран" (Москва, 1983 г.), Всесоюзной научной конференции "Повышение эффективности технологии, совершенствование процессов и аппаратов химических производств" (Харьков, 1985 г.), Республиканской научно-практической конференции "Научно-технический прогресс проблемы окружающей среды в бассейне озера Байкал" (Улан-Удэ, 1987 г.), первой Всесоюзной школе-симпозиуме молодых ученых и специалистов "Мембранные процессы разделения жидких смесей" (Юрмала, 1989 г.), научной конференции "Исследования в области химии, физики, информатики" (Улан-Удэ, ¡989 г.), Всесоюзном научно-практическом семинаре-школе "Мембранная технология в решении экологических проблем" (Улан-Удэ, 1990 г.), 4-ой Московской конференции молодых ученых по химии и химической технологии (Москва, 1991 г.), секции "Процессы и аппараты химической технологии очистки промышленных сточных вод" научно-технического совета ВНИИБ ВНПО Бумпрома (Ленинград, 1981-84 гг.), научно-техническом совете по программе "Сибирский лес" (Красноярск, KITA, 1971-92 гг.), научно-технических конференциях ВСГТУ (Улан-Удэ, 1974-96 гг.), экспертном совете Госкомэкологии Республики Бурятия (Улан-Удэ, 1991-95 гг.), научно-практической конференции "Проблемы химико-лесного комплекса" (Красноярск, 1993), Международной конференции "Экологически чистые технологически процессы в решении проблем охраны окружающей среды" (Иркутск, 199бг), Международной научно-практической конференции "Человек. Среда. Вселенная" (Иркутск, 1997 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 90 печатных работ, в том числе 20 авторских свидетельств й патентов на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав основного содержания, заключительных выводов, списка используемых литературных источников. Общий объем работы составляет 317 страниц машинописного текста, 86 рисунков, 48 таблиц и 161 наименования литературных ссылок.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулирована и обоснована основная проблема, решаемая в работе - разработка модульного принципа построения гибких замкнутых водоочистных систем для промышленных предприятий в бассейне озера Байкал. Обоснована актуальность постановки задачи исследования, определены пути решения поставленной задачи; очерчен круг промышленных процессов и производств, для которых решаются задачи, поставленные в работе.

Первая глава посвящена решению проблемы создания замкнутых водоочистных систем. Чтобы добиться полного исключения сброса в при-

родные водоемы загрязняющих веществ, система водопользования предприятия организовывается в виде замкнутой водоочистной системы. Внедрение на химических предприятиях комплексных организационно-технических мероприятий, обеспечивающих создание замкнутых систем водообеспечения, позволяет снизить удельные расходы свежей воды и, естественно, сточных вод на единицу продукции. Обычно снижение удельного водопотребления на предприятиях выполняется в 2 этапа: 1) выполнение организационно-технических мероприятий, позволяющих сократить водо-потребление и не требующих больших капитальных затрат и дополнительного оборудования; 2) реализация этих мероприятии с использованием дополнительного оборудования или модернизации существующего. Оценивая целесообразность каждого конкретного мероприятия, в главе сопоставляются их интегральные характеристики, а именно - соотношение между суммарным эколого-зкономическим эффектом и затратами. Рост этого соотношения рассматривается как показатель рационального использования водных ресурсов.

В главе сформулирован принцип замкнутости водоочистных систем как основа современной концепции организации водообеспечения промышленных предприятий. На основе построенной обобщенной модели системы очистки сточных вод и подготовки их к использованию в системе оборотного водоснабжения без сброса сточных вод в водоемы проанализирован поэлементный состав замкнутых технологических схем водоочистки и связи между типовыми элементами. Переход предприятий на замкнутую систему водного хозяйства, как правило, требует применения более ресурсоемких и дорогих методов и схем очистки по сравнению с традиционными, а следовательно, привлечения значительно больших материальных, трудовых и финансовых ресурсов, что, в свою очередь, обуславливает необходимость прогнозирования развития этих систем и потребности в ресурсах на их осуществление при составлении материальных, трудовых и финансовых балансов.

Сформулированы два принципиально различных подхода к решению проблемы обеспечения эколого-экономической эффективности замкнутых систем водопользования: 1) административно-директивный подход, состоящий в принуждении к выполнению нормативов предельно допустимых сбросов (ПДС) и концентраций (ПДК) или к использованию стандартизированных технологических схем природоохранных мероприятий; 2) подход на основе замкнутых схем экономического стимулирования (ЗСЭС), в которых плата, взимаемая за загрязнение природной среды, идет на компенсацию части затрат природоохранного назначения. Показаны преимущества второго подхода на основе ЗСЭС.

В заключение рассмотрены примеры реализаций замкнутых технологических схем очистки сточных вод промышленных предприятий в бассейне озера Байкал: обезвоживание сточных вод гальванопроизводств; очист-

Рис.1, - Технологическая схема очистки сточных вод Селенгинского целлшозно-картонного комбината с замкнутым циклом водооборота.

ка сточных вод на Селенгинском целлюлозно-картонном комбинате (СЦКК) методом обратного осмоса (рисЛ); создание замкнутого цикла во-дооборота при очистке сточных вод кожевенно-меховых предприятий в г. Улан-Удэ и г. Благовещенск.

Вторая глава посвящена проблемам создания систем оборотного водопользования с гибкой перенастраиваемой структурой и возможностью оперативной адаптации к изменениям в ходе производственно-технологических процессов: изменение состава сырья, ассортимента выпускаемой продукции, требуемой степени очистки, типа используемого оборудования и т.п. Гибкие многовариантные перенастраиваемые системы оборотного водопользования ориентированы не на крупномасштабные стационарные комплексы с жесткой структурой, а комплектуются из компактных модулей с возможностью их оперативной замены, перекоммутации материально-энергетических потоков или перекомплектации с учетом требуемых качественных и количественных показателей очистки. Сточные воды, как правило, многокомпонентны по'своему составу и содержанию и для их очистки требуется разработка технологических схем. содержащих различные методы очистки с многочисленными вариантами их сочетаний и расположений относительно друг друга. При этом, каждый метод очистки предусматривает использование нескольких аппаратов соединенных между собой разнообразными потоками и рециклами. В свою очередь, каждый аппарат, сооружение требует организации своих потоков, реализации различных режимов их работы и т.д. Учитывая это, можно сказать, что без построения многовариантной технологической структуры невозможно осуществить синтез оптимальных систем водоочистки.

Существующие в настоящее время узлы и схемы различных систем водоочистки могут быть использованы При синтезе комплексных технологических схем очистки сточных вод. Структура комплексной схемы строится на их основе путем комбинирования элементарных операций. Например, для биологической очистки сточных вод наиболее типичной является последовательность: осаждение-очистка активным илом-осаждение-дезинфекция.

Совокупность вариантов наиболее распространенных схем в практике проектирования можно представить в виде обобщенной схемы, показанной на рис.2. Эта схема построена на основе блоков и узлов и ее можно расширять. Так, под третьим элементом обозначена полная биологическая очистка и ее можно представить, в свою очередь, как систему аппаратов, сооружений и агрегатов. Конкретная структура этих схем зависит от таких факторов, как: расход сточной воды, состав и концентрация примесей, требования к качеству очищенной воды и т.д. В состав таких схем могут входить аэротенки с механической аэрацией и с пневматической аэрацией, аэротенки коридорные с сосредоточенной подачей сточной воды и активного ила, либо аэротенки с рассредоточенной подачей активного ила и

Рис.2 Обобщенная технологическая схема ОСВ: 1 - механическая очистка; 2 - отстаивание; 3 - коагулирование, фильтрация; 4- адсорбция; 5 - хлорирование; б - отстаивание в прудах; 7 - электродиализ; 8 - флотация; 9 - ионный обмен: 10 - нейтрализация; 11- фильтрация; 12 - термическое обезвреживание; 13 - абсорбция; 14 - полная биологическая очичстка; ОВ - очищенная вода; СВ - сточная вода

сточной воды. В некоторых случаях (многоступенчатая схема) технологическая схема очистной станции может состоять из комбинации вышеперечисленных азротенков.

В настоящее время существует много производств, которые в соответствии со структурой ассортимента выпускаемой продукции, технологическими процессами, их аппаратурным оформлением и т.д., относятся к гибким производственным системам. К примеру, ассортимент красителей и родственных им органических соединений насчитывает более 10000 торговых марок. К тому же он подвержен значительному изменению и обновлению приблизительно на 50% каждые 8-10 лет. Ассортимент стабилизаторов (вещества, выпускаемые для защиты полимерных материалов от деструкции) насчитывает около 2000 веществ, являющихся большей частью органическими, а химические реактивы насчитывают около 60000 наименований. Эти производства нуждаются в разработке гибких производственных систем, а они, в свою очередь, требуют внедрения гибких систем водоочистки.

До сих пор не было работ, связанных с разработкой гибких систем очистки сточных вод (ГСОСВ). Поэтому при разработке этих систем естественно использовать теоретические и практические разработки, используемые при проектировании гибких производственных систем в химической промышленности и машиностроении: Главная особенность ГСОСВ -это способность при изменении характеристик сточных вод, поступающих на очистку, проявить определенную гибкость и изменить свою структуру и параметры для обеспечения требуемой глубины очистки.

При недостатке априорной информации об управляемом объекте и режимах его функционирования синтез многовариантной технологической системы водоочистки может быть выполнен, если заданы допустимые интервалы варьирования режимных параметров и других признаков, характеризующих процессы. При этом подбор аппаратурно-процессных единиц ГСОСВ проводится на основе интервальных оценок варьирования параметров методами интервального анализа. Кроме того, когда степень неопределенности и отсутствия необходимой информации (о процессе, о конст-рукторско-проектной организации процессов и аппаратов и т.д.) значительно преобладает над знаниями, которыми обладает исследователь-проектировщик, выбираются пути разработки аппаратурно-технологических структур на базе экспертных оценок, эвристик и правил.

В третьей главе формулируется концепция управляемой системы оборотного водоснабжения предприятия. Система оборотного водоснабжения предприятия рассматривается совместно с локальными и глобальными системами контроля, автоматизации и управления, совокупность которых образует автоматизированную систему управления сточными водами (АСУ СВ). АСУ СВ интегрирована в автоматизированную систему управления предприятием (АСУП) и функционирует совместно с лей. АСУ СВ

реализует оптимальное управление в смысле определенного эколого-экономического критерия. Поскольку задача оптимального управления имеет большую размерность и сложную структуру, рассматриваемую задачу можно отнести к классу задач, оптимизации сложных химико-технологических систем. При разработке автоматизированной системы управления сложными системами широкое применение находят многоуровневые иерархические системы управления. В этом случае исходная задача разбивается на ряд подзадач меньшей размерности, что позволяет снизить суммарные затраты на реализацию управления по сравнению с централизованными системами. Декомпозиционный подход позволяет преодолеть трудности, связанные с решением сложных задач большой размерности, обеспечить независимость каждой подсистемы, дает возможность организовывать обмен информации внутри многоуровневой системы. ■

Основу иерархических систем составляют 2-х уровневые системы, состоящие из совокупности локальных систем контроля и управления 1-го (нижнего) уровня и центрального координационного органа, согласовывающего на верхнем уровне работу подсистем нижнего уровня. На первом уровне осуществляется измерение концентрации отдельных вредных веществ в сточных водах элементов очистного сооружения, предварительная обработка данных и передача их на второй уровень. На втором уровне осуществляется централизованный сбор данных всех станций контроля, обработки и анализ поступающей информации, прогнозирование уровней загрязнения водоемов, взаимодействие с другими звеньями системы очистки сточных вод.

Таким образом, АСУ СБ представляет собой комплекс взаимосвязанных единым управлением информационных сетей технических средств разного иерархического уровня использования и включает автоматизированные средства получения и обработки данных станций контроля; программное обеспечение; алгоритмические комплексы; системы отображения информации в удобном виде для пользователя, а также подсистемы аналитических оценок изменений состояния водного хозяйства после осуществления управленческих мероприятий.

Основу АСУ СВ составляет автоматизированная система контроля (АСК) качества водной среды, предназначенная для оперативного достоверного и объективного контроля, изучения, анализа и управления состоянием контролируемого объекта, перспектив его развития. Она функционирует в центре сбора и обработки информации (ЦСОИ). Реализуется на базе персонального компьютера IBM PC/AT, с помощью коммутируемых (или выделенных) линий связи получает измерительную информацию о значении концентрации контролируемых параметров водной среды от автоанализаторов качества вод через аппаратуру передачи данных (типа МОДЕМ). Информационно-программное и математическое обеспечение

(ИПО и МО) реализуются в виде комплекса прикладных программ. Функционирует в операционной системе MS DOS и позволяет включать в систему любое количество анализаторов, каждый из которых способен измерять до нескольких десятков различных инградиентов. В ИПО реализуются следующие задачи: автоматический опрос анализаторов качества водной среды, включенных в систему; прием, дешифрация и запись на носители измерительной информации (ИИ) от автоанализаторов; контроль и управление режимами работы автоанализаторов; индикация на экран видеотерминала текущих и ретроспективных измерений автоанализаторов; обеспечение связи оператора ЦСОИ с базой данных; контроль за своевременным поступлением измерений от автоанализаторов; выдача информации по разработанным формам в соответствии с требованиями пользователя; ведение архива данных; обработка информации, поступающей от гидрохимических лабораторий (ГХЛ) в системе.

В главе дается математическая формализация функций АСУ СВ. Объект управления, ввиду его сложности, разбивается 'на подсистемы. Для каждого отдельного производства в системе АСУ СВ выделяются две подсистемы: первая - источники образования сточных вод; вторая - система водоотведения и очистки сточных вод. При этом общий критерий оптимальности управления К представляется в виде суммы частных критериев: К = Ki + Кг , где Кл - критерий, характеризующий прибыль, полученную предприятием в результате выпуска продукции; Кг - критерий, учитывающий затраты на очистку сточных вод и ущерб, наносимый природному водному объекту его загрязнением.

На базе сформулированного критерия оптимальности в главе построена структура АСУ СВ, реализующая оптимальное управление при-родно-промышленным комплексом с учетом экономического воздействия путем приведения массы сброса индивидуальных веществ к стандартному эквиваленту по принципу равенства экономического воздействия. Показано, что задача построения оптимального управления допускает эффективное решение с использованием принципов теории нечетких множеств и теории принятия решений, в частности, экспертных систем.

На основании анализа динамических свойств аэротенка на моделях и в промышленных условиях определены комбинации управляющих входов, при которых аэротенк полностью управляем; найдены области достижимости для значений параметров, определенных технологическими условиями процесса, а также определены требования к организации контроля и регулирования. Предложена методика интенсификации процесса аэрации на основе системы оптимального управления режимами работы с учетом динамики возмущений, включающей в качестве основного элемента управления микропроцессорный комплекс. Полученные результаты легли в основу методики системного анализа процессов при проектировании но-

вых и интенсификации действующих установок биохимической очистки промышленных сточных вод.

Четвертая глава посвящена разработке концепции аппаратурно-технологической модульности применительно к созданию сложных водоочистных систем. В соответствии с этой концепцией структура сложной системы очистки вода допускает декомпозицию на отдельные, относительно самостоятельные и независимые подсистемы структурные модули), функционирующие автономно в рамках единой очистной системы с центральным органом, координирующим функции структурных модулей. К аппаратурно-технологической организации структурного модуля предъявляются следующие требования: компактность; малогабаритность; высокая производительность и низкая материалоемкость; унифицированность, т.е. ориентация на использование в конструкции модуля стандартных элементов, выпускаемых промышленностью.

Компактность и малогабаритность модулей обеспечивается созданием принципиально новых конструкций очистных установок, основанных на достижениях современных наукоемких технологий.

Высокая производительность и низкая материалоемкость достигается, например, путем перехода от статических к динамическим режимам очистки. Динамический принцип действия;, реализуемый в конструкциях водоочистных сооружений, позволяет' избежать отложений на поверхности фильтрующих элементов, их закупорки й резко увеличить скорость фильтрования, а в случае установок дистилляции - значительно увеличить скорость массоотдачи. Этому также способствует применение приемов гидродинамического воздействия для снижения концентрационной поляризации мембран, использование ультразвуковых, акустических и виброакустических воздействий для регенерации фильтрующих перегородок мембранных модулей очистных сооружений промышленных предприятий и другие приемы.

Математическая постановка задачи создания аппаратурного модуля является общей для всех химико-технологических систем (ХТС) и состоит в формулировке задачй многокритериальной оптимизации -> ex.tr с заданным набором целевых функций, и вектором целевых ограничений: ограничений типа равенств - 0, соответствующих полной математической модели процесса, и ограничений типа неравенств 2!Тлп й Ъ < соответствующих техническому заданию

где F ■= F(fi, Í2, . . . , fi) - вектор-функция функционального оператора объекта, т.е. система уравнений математической модели агрегата; Z - вектор варьируемых переменных, ограниченных сверху и снизу исходя из условий физической, технологической и конструктивной осуществимости

О) (2) (3)

технической системы; Т - вектор оператора технологического воздействия на обрабатываемую среду; К - вектор конструктивных особенностей установки; Н - вектор ограничений на конструкцию;'М - вектор требований технического задания; X, У - вектора входных и выходных потоков очистного сооружения.

Решение задачи оптимального проектирования аппаратурно-технологического модуля (1)-(3) и реализация соответствующего алгоритма, представленного на рис.3, существенно зависят от того, ищется ли принципиально новое техническое решение в принципе действия и конструкции модуля или 05! строится на базе унифицированных стандартных элементов, выпускаемых промышленностью. Первый подход реализуется на основе творческого поискового конструирования и решения изобретательских задач с привлечением методов искусственного интеллекта и теории принятия оптимальных решений. Второй подход основан на классификации элементов существующего оборудования й выборе стандартного ряда элементов тех из них в определенном сочетании, которые обеспечивают оптимальность конструкции очистного узла в смысле того или иного критерия. Первый подход находится в настоящее время в стадии интенсивных научно-технических разработок и представляет собой отдельную глобальную проблему. Второй подход уже прочно вошел в практику создания аппаратурно-технологических модулей сложных ХТС. В главе рассмотрены характерные примеры его реализации в создании модулей выборочных установок.

Исходя из аналитического обзора отечественной и зарубежной литературы, патентов о состоянии мембранной технологии очистки сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности, а также существующего оборудования для мембранных процессов, разработан новый многомодульный мембранный аппарат, защищенный авторским свидетельством (рис.4). На основе разработанных математических моделей мембранных аппаратов с мембранными элементами в виде полых волокон и рулонов построен алгоритм секционирования и программа расчета мембранного аппарата на общую производительность 250 м3/ч для деминерализации сточных вод Селенгинского ЦКК. Составлена полная программа расчета мембранного аппарата на 1ВМ-486, позволяющая проводить расчет мембранной установки в зависимости от нескольких параметров: типа мембран, мембранных элементов, состава раствора и способа подачи исходного раствора в мембранные аппараты. Разработанные алгоритмы и программа расчета мембранных установок могут быть использованы для расчета мембранных аппаратов на различную производительность с использованием различных типов мембранных элементов. Каждый блок программы может быть использован самостоятельно для расчета поверхности мембран, количества аппаратов, секций и гидравлического сопротивления.

Рис.З Логическая схема принятая решений при конструировании аппаратурного модуля

Рис.4 Схема компоновки мембранного узла

1 - рулонный элемент3составляющий модуль;

2 - подводящий коллектор;

3 - общий коллектор.

Рис.5 Схема ультрафильтрационного модуля с вращающейся мембраной

1 - вращающаяся мембрана;

2 - подшипники и уплотнение;

3 - кольцевой зазор;

4 - корпус;

5 - выход пермеата;

6 - вход исходного раствора;

7 - выход концентрата

Динамический принцип действия водоочистного модуля реализован з виде новой конструкции микрофильтра с вращающимися фильтрующими элементами, в которой предусмотрена регенерация фильтрующей системы потоком раствора и турбулизаторами, ' увеличивается ресурс работы фильтрующих элементов и производительность фильтра (рис.5). Благодаря этому, система может быть автоматизирована. Изучены гидродинамические характеристики работы микрофильтра и исследована очистка реальных сточных вод гальванических цехов после их реагентной обработки и установлено, что разработанный микрофильтр высокоэффективен при очистке растворов, содержащих тонкодисперсные частицы и может быть использован для очистки растворов, содержащих взвешенные вещества, как самостоятельный аппарат, а также в цепи технологической линии очистки сточных вод. Сформулирована математическая модель микрофильтрования, позволяющая количественно описать влияние концентрации суспензии, давления, площади фильтрующей поверхности на стационарный поток фильтрата. Разработаны рабочие чертежи микрофильтра, изготовлен, испытан и внедрен опытный образец микрофильтра на ПО "Бурятхимчистка". Исследованы возможности применения динамических модулей с вращающимися мембранами для обезвреживания смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ).

Другой подход к реализации динамического принципа действия водоочистных модулей реализован ' в виде новой конструкции роторно-влхуумного пленочного испарителя (РВПИ) для интенсификации процесса концентрирования жидкостей с сохранением биологической активности веществ (рис.б). На основании введенных допущений, построена математическая модель аппарата, позволяющая рассчитывать основные характеристики РВПИ. Выявлена зависимость производительности РВПИ от чистоты оборотов ротора, свойств перерабатываемой среды, условий проведения процесса, толщины пленки жидкости, высоты уровня жидкости в аппарате. Разработана блок-схема алгоритма расчета основных характеристик РВПИ в зависимости от высоты уровня жидкости в аппарате, по которой написана программа вычислений на языке Бейсик для персональных ЭВМ.

Предложены новые конструкции водоочистных модулей и приемы гидродинамического воздействия на обрабатываемые среды для снижения концентрационной поляризации мембран при проведении процессов микрофильтрации, ультрафильтрации, гиперфильтрации. Выполнена систематизация и классификация факторов, ограничивающих эффективность работы мембран, способов снижения концентрационной поляризации, а также конструкций аппаратов для реализации этих способов.

Исследованы возможности реализации динамического принципа действия водоочистных модулей на основе применения ультразвуковых, акустических и виброакустических воздействий для регенерации фильтрую-

я

Рис. б. Схема устройства роторно-вакуумного пленочного испарв теля: 1 - корпус; 2 - тепловая рубашка; 3 и 4; 5 и 6 - патрубки для ввода и вывода теплоносителя, подвода и отвода перерабатыва емой жидкости; 7 - патрубок для удаления' вторичного пара; 8 -- приводной вал; 9 - диски.

щих перегородок мембранных установок для очистки природных, сточных и оборотных вод. Показана перспективность данного подхода для очистки воды в производствах целлюлозно-бумажной промышленности.

В пятой главе изложены результаты конкретных разработок при непосредственном участии автора в области создания современных водоочистных систем в различных отраслях промышленности: легкая промышленность - крашение, кожевенное и меховое производство; нефтепереработка -очистка сточных вод от нефтепродуктов; машиностроение - очистка вод в гальванических производствах и обезвреживание отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей; целлюлозно-бумажная отрасль промышленности - очистка воды в замкнутых водооборотах; пищевая, фармацевтическая, биохимическая, лесохимическая и другие отрасли промышленности -концентрирование сточных вод и утилизация биологически активных ценных веществ, содержащихся в промывных водах предприятий этих и других отраслей промышленности (см.табл.1).

Исследована возможность создания системы замкнутого водооборота для обессоливания реальных сточных вод Селенгинского целлюлозно-картонного комбината на полупромышленной установке УМР-20/2000 с применением рулонных мембранных элементов ЭРР-450.

Разработан модуль для очистки красильных сточных вод, состоящий из обратноосмотических рулонных элементов ЭР-450 и испытанный в ПО "Бурятхимчистка". Испытания проведены на полупроницаемых мембранах типа МГА-80 и МГА-95. Селективность мембран МГА-80 составила 94-95%, а мембран МГА-95 - 99,9%. В ПО "Бурятхимчистка" разработана и внедрена новая технологическая'схема очистки сточных вод от красителей на базе построенных модулей с мембранами МГА-95.

Разработана и исследована конструкция ультрафильтрационного модуля с вращающейся мембраной для очистки маслоэмульсионных сточных вод МП "Механик" при Улан-Удэнском моторном заводе. Найдены оптимальные значения режимных и конструктивных параметров ультрафильтрационной установки для очистки отработанных СОЖ, обеспечивающие максимальную производительность процесса по фильтрату и эффективность очистки. Разработанный ультрафильтрационный модуль с вращающейся мембраной может быть успешно использован для растворов с высокой вязкостью и сложной реологической характеристикой, обладает высокой стабильностью по фильтрату в течение длительного времени. Независимость регулирования скорости потока под мембраной от рабочего давления дает возможность проводить процесс очистки в оптимальной пред-гелевой области.

Предложен и научно обоснован способ доочистки гальванических стоков после их реагентной обработки с применением ротационного ме-таллокерамического микрофильтра. Процесс микрофильтрования осуще-

ствляегся в непрерывном режиме. При установке в одном фильтре нескольких (до 10) фильтрующих элементов увеличивается производительность фильтра и скорость фильтрации. Микрофильтр испытан в промышленных условиях для очистки промстоков ПО "Бурятхимчистка". Содержание взвешенных веществ в стоках составляло 284 мг/л. После микрофильтрации при давлении 0,15 МПа и числе оборотов ротора 1364 об/мин содержание взвешенных веществ в фильтрате мембраны была использована пористая нержавеющая сталь (ПНС) с диаметром пор 2 мкм.

При очистке сточных вод от синтетических поверхностно-активных вешсств (СПАВ) наибольшую эффективность дают комбинированные технологические схемы, использующие целенаправленно ряд различных методов. На первой ступени очистки сточных вод от СПАВ для удаления тонкодисперсных и коллоидных частиц рекомендуется использовать микро-фильтращпо, на второй - ультрафильтрацию, на третьей - сорбцию с применением местных материалов: перлита, керамзита и стекловаты. На основе выполненных исследований предложена и реализована технологическая схема очистки воды от СПАВ, позволяющая достичь содержания в пермеа-те анионоактивных СПАВ - 0,82 мг/л; неионогенных СПАВ - 4,16 мг/л. Нормативное содержание СПАВ при сбросе в городскую канализацию составляет 5,0 мг/л. Анализы показали, что сточные воды предприятия соответствуют нормам приема в горколлектор.

При обогащении минерального сырья гидрометаллургическими методами обычно для разделения смесей на компоненты используют экстракцию, кристаллизацию, сорбцию, цементацию и др. В отличие от этих традиционных методов, в работе предложен новый эффективный способ обогащения минерального сырья, основанный на использовании металлоке-рамических полупроницаемых мембран для концентрирования, разделения и извлечения металлов из технологических растворов. В фильтрующей системе нового типа очистка фильтра осуществляется потоком, направленным в противоположную сторону от основного потока через фильтрующий материал за счет центробежной силы вращения вертикального ротора, на который натянут металлокерамический фильтрующий материал. В качестве фильтрующего материала использована пористая нержавеющая сталь (ПНС), выпускаемая Выксунским металлургическим заводом Нижегородской области. Приведенные исследования показали, что, используя избирательную способность вольфрама к образования высокополимеризиро-ванных крупных агрегатов гетерополисбединений, его можно отделить от сульфат-ионов методом ультрафильтрации с использованием мембраны типа УПМ-100 или УАМ-100 и УАМ-150.

Решена проблема утилизации твердых отходов и активного ила Се-ленгинского целлюлозно-картонного комбината, коммунального хозяйства г.Улан-Удэ и животноводческих комплексов с последующим использованием их в народном хозяйстве. Термическую обработку (сушку) актив-

Таблица I.

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ ВНЕДРЕНИЯ УСТАНОВОК И АГРЕГАТОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ В БАССЕЙНЕ ОЗЕРА БАЙКАЛ

№ Наименование Типы установок Основные показатели Содержание Эффективность

п/п предприятий сточной воды ингредиентов, мг/л очистки, в

до внедрения После %.

внедрения

I 2 3 4 5 6 7

1 Селенгинский 1. Вращающийся Минеральные вещества 5000 140 97,2

целлюлозио- микрофильтр Взвешенные вещества 462 1,61 99,65

картонный 2. Адсорбционная колонна Окисляемость 490 7,82 98,40

комбинат 3. Ультрафильтрациониый БПК5 167 4,37 97,38

аппарат ХПК 500 29,7 94,0 б

4. Мембранный аппарат Цветность в ПКШ 200 5 97,5

5. Роторно-вакуумный

пленочный испаритель

2 Байкальский 1. Многослойный фильтр Взвешенные вещества 469 0,87 99,8

целлюлозно- 2. Вращающийся ХПК 317 18,92 94,03

бумажный микрофильтр бпк5 : 124 2,31 98,13

комбинат(цех 3. Мембранный аппарат Окисляемость ' 287 5,47 98,1

последрожже- Цветность в ПКШ .327 7 91,7

вой бражки)

3 ПО "Бурят- 1. Вращающийся Взвешенные вещества 52 0,56 98,9

химчистка" микрофильтр Красители 212 1,52 99,15

(цех 2. Мембранный аппарат ХПК 187,7 29,64 85,5

крашения) БПК5 19,5 3,4 85

Продолжение таблицы 1.

1 2 3 4 5 б 7

4 Новокижинс- 1. Адсорбер Взвешенные вещества 5,67 0,021 99,62

кий рудник 2. Микрофильтр № 18.45 0,035 99,8

(цех никили- 3. Мембранный аппарат ХПК 31,2 2,37 92,4

рования) 4. Реактор для БПК5 21,4 1,21 94,34

нейтрализации

5 Улан-Удэнс- Вращающийся микрофильтр гп+г 2,18 0,041 98,1

кий судост- Си+2 0,16 0,006 96,7

роительный Ре« , : 5,24 0,100' 98,8

завод(цех Сг+3 " 1,17 0,020 98,3

гальваники,

доочнстка)

6 ТОО".Услуги" 1. Многослойный фильтр Взвешенные вещества . 4640 4,5 99,91

по переработ- 2, Вращающийся ' Цветность ПКШ ; 84 3 ■■ 96,42

ке кожи и микрофильтр ХПК 587,6 49 91,66

меха 3. Мембранный аппарат бпк5 239,4 11,5 99,2

4. РВПИ

7 - Ново- ....._ 1. Многослойный фильтр Взвешенные вещества •• 146 2,71 . ■ 98,06

Бряньская 2.''Вращающийся • СПАВ :> ■. 9,63 0,85 91,17-

фабрика- мйкрбфидьтр ХПК - 473,2 36,7 92,24

прачечная 3. Ультрафильтрационный бпк5 48,21 3,90 91,90

аппарат

ного ила предложено производить в аппаратах кипящего слоя на инертных телах и с осадками первичных отстойников и коагулянтами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных автором исследований по разработке модульного принципа построения гибких замкнутых водоочистных систем в работе изложены обоснованные технические, технологические и экономические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в области создания высокоэффективных систем очистки сточных вод промышленных йредприятий, в частности, природно-промышленных комплексов в бассейне озера Байкал.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Высокая эффективность организационных, технических и технологических мероприятий по''созданию современных'водоочистных систем достигается путем совмещения и взаимного дополнения 5-ти основных фундаментальных принципов синтеза подобных систем: 1) принципа замкнутости;. 2) принципа гибкости и многовариантности; 3) принципа управляемости; 4) принципа модульности; 5) принципа эколого-экономической эффективности природно-промышленных систем.'

2. Выдвинута и научно обоснована концепция аппарагурно-технологической модульности применительно к созданию и организации водоочистных систем. В соответствии с этой концепцией структура сложной системы очистки воды допускает декомпозицию на отдельные, относительно самостоятельные и независимые подсистемы (структурные модули), функционирующие автономно в рамках единой очистной системы с центральным органом, координирующим функции структурных модулей.

3. Дана математическая постановка задачи создания аппаратного модуля, состоящая в формулировке задачи многокритериальной оптимизации с заданным набором целевых функций и вектором целевых ограничений: ограничений типа равенств, соответствующих полной математической модели технологического процесса водоочистки и ограничений типа неравенств, соответствующих условиям физической реализуемости технического устройства.

4. Введено понятие гибкой системы очистки сточных вод (ГСОСВ) -сложная, перенастраиваемая, многовариантная,' динамическая система, способная в зависимости от изменения входных воздействий (параметры сточных вод) допускать изменение своей организационно-технологической структуры. Организационная структура системы - это временный режим организации процесса очистки сточных вод с характерной для данного

временного периода совокупностью параметров ведения процесса. Технологическая структура - это множество технологических аппаратов, сооружений и узлов, осуществляющих определенную совокупность физико-механических воздействий на обрабатываемую среду, а также материально-энергетических связей между технологическими аппаратами.

5. Сформулирован один из основополагающих принципов создания и функционирования водоочистных систем - многовариантная гибкая система оборотного водообеспечения промышленного предприятия проектируется и функционирует совместно с локальными и глобальными системами контроля, автоматизации и управления, совокупность которых образует автоматизированную систему управления сточными водами (АСУ СБ) с многоуровневой иерархической структурой.

6. Сформулирован принцип' замкнутости водоочистных систем как основа современной концепции организации водообеспечения промышленных предприятий.

Рассмотрены примеры реализаций замкнутых технологических схем очистки сточных сод промышленных предприятий в бассейне озера Байкал: обезвоживание сточных вод гатьванопроизводств; очистка сточных вод на Селенгинском целлюлозно-картонном комбинате (СЦКК) методом обратного осмоса; создание замкнутого цикла водооборота при очистке сточных вод кожевенно-меховых предприятий в г.Улап-Удэ и г.Благовещенск.

7. Динамический принцип действия водоочистного модуля реализован в виде новой конструкции мйкро'фшгьтра с вращающимися фильтрующими элементами, в которой предусмотрена регенерация фильтрующей системы потоком раствора и турбулизаторами, увеличивается ресурс работы фильтрующих элементов и производительность фильтра. Сформулирована математическая модель микрофильтрования, позволяющая количественно описать влияние концентрации суспензии, давления, площади фильтрующей поверхности на стационарный поток фильтрата. Разработаны рабочие чертежи микрофильтра, изготовлен, испытан и внедрен опытный образец микрофильтра на ПО "Бурятхимчистка". Исследованы возможности применения динамических модулей с вращающимися мембранами для обезвреживания смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Другой подход к реализации динамического принципа действия водоочистных модулей реализован в виде новой конструкции роторно-вакуумного пленочного испарителя (РВПИ) для интенсификации процесса концентрирования жидкостей с сохранением биологической активности веществ.

8. Предлож-ены новые конструкции водоочистных модулей и приемы гидродинамического воздействия на обрабатываемые среды для снижения концентрационной поляризации мембран при проведении процессов микрофильтрации, ультрафильтрации, гиперфильтрации. Выполнена система-

тизация и классификация факторов, ограничивающих эффективность работы мембран, способов снижения концентрационной поляризации, а также конструкций аппаратов для реализации этих способов. Исследованы возможности реализации динамического принципа действия водоочистных модулей на основе применения ультразвуковых акустических и виброакустических воздействий для регенерации фильтрующих перегородок мембранных установок, предназначенных для очистки природных, сточных и оборотных вод. Показана перспективность данного подхода для очистки воды в производствах целлюлозно-бумажной промышленности.

9. Разработан модуль для очистки красильных сточных вод, состоящий из обратноосмотических рулонных элементов ЭР-450 и испытанный в ПО "Бурятхимчистка". Испытания проведены на полупроницаемых мембранах типа МГА-80 и МГА-95. Селективность мембран МНА-0 составила 94-95%, а мембран МГА-95 - 99,9%. В ПО "Бурятхимчистка" разработана и внедрена новая технологическая схема очистки сточных вод от красителей на базе построенных модулей с мембранами МГА-95.

10. При очистке сточных ' вод от синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ) наибольшую эффективность дают комбинированные технологические схемы, использующие целенаправленно ряд различных методов. На основе выполненных исследований предложена и реализована технологическая схема очистки воды от СПАВ.

11. При обогащении минерального сырья гидрометаллургическими методами обычно для разделения смесей на компоненты используют экстракцию, кристаллизацию, сорбцию, цементацию и др. В отличие от этих традиционных методов, в работе предложен новый эффективный способ обогащения минерального сырья, основанный на использовании металло-керамических полупроницаемых мембран для концентрирования, разделения и извлечения металлов из технологических растворов.

12. Решена проблема утилизации отходов и активного ила Селенгин-ского целлюлозно-картонного комбината, коммунального хозяйства г.Улан-Удэ и свинокомплексов с последующим использованием их в народном хозяйстве. Термическую обработку (сушку) активного ила предложено производить в аппаратах кипящего слоя на инертных телах и с осадками первичных отстойников и коагулянтами.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Хантургаев Г.А., Мохосев К.Б. Очистка сточных вод от нефтепродуктов с помощью динамических мембран/В сб. Современное состояние и проблемы очистки промышленных и бытовых стоков в бассейне озера Байкал,- Улан-Удэ: БНЦ СО АН СССР, 1978.

2. Хантургаев Г.А., Николаев Г.И. Утилизация твердых отходов целлюлозно-бумажной промышленности - Там же, 67-73.

3. Мондрус Л.М., Хантургаев Г.А., Чемезов C.B. Осветление этилированных стоков обработанных хлорной известью и туффитами - В сб. Проблемы сохранения и иаучнообоснованного использования природных ресурсов бассейна озера Байкал,- Улан-Удэ: Госкомиздат, 1978,- С.56-60.

4. Ефремов Ю.Н., Хантургаев Г.А;, Григорьева Н.К., Семенов В.П., Никитин В.В., Рулев Ю.П. Исследование технологических процессов производства сульфатной целлюлозы и очистка сточных вод в условиях замкнутого водооборота на Селенгинском ЦКК.- В сб. Внедрение новой техники и технологии на основе содружества предприятий и институтов республики.- Улан-Удэ, 1081,- С.22-23.

5. Хантургаев Г.А., Дубанов Г.А., Ефремов Ю.Н., .Бакланов Т.М. Разработка и исследование физико-химических методов очистки промышленных стоков.- Там же, С.23-25. ,

6. Мондрус Л.М., Хантургаев Г.А., Чемезов C.B., Норбоева JI.K. Интенсификация процесса фильтрации в фильтрах с зернистой загрузкой из туф-фита - Там же, С.28-29.

7. Хантургаев Г.А., Шибаев В.Ф. Исследование эффективности очистки сточных вод ЦЕП на установке УМР-20/2000 Р. - В сб. Теория и оборудование для селективного разделения жидких сред с использованием полупроницаемых мембран,- М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1983.- С.61-62.

8. Мондрус Л.М., Хантургаев Г.А., Кокшарова Т.Е. Обезвреживание молочного сгустка методом ультрафилырации - В сб. Эффективность безотходной технологии в молочной промышленности.- Ставрополь, 1983.

9. Хантургаев Г.А., Норбоева Л.К., Полякова Л.Е. Очистка сточных вод от нефтепродуктов - В сб. НТП и проблемы охраны окружающей среды в бассейне озера Байкал,- Улан-Удэ, 1987.- СЛ 7-19.

10. Хантургаев Г.А., Орлов B.C., Ханхунов Ю.М., Тарасова Т.А. Разработка и применение электродиффузионного метода исследования мас-соотдачи в мембранных аппаратах с каналами сложной геометрической формы для разделения жидких смесей.- Там же, Ç.27-29.

11. Хантургаев Г.А., Николаев Г.И., Болхоев Г.А. Предварительная очистка систем мембранным методом.- Там же, С31-33.

12. Хантургаев Г.А., Бабуева Ц.М., Карпенко Л.В. Определение таллового масла в сточных водах.- Там же, С.36-38.

13. Хантургаев Г.А., Бабуева Ц.М., Танганова М.В. Очистка сточных вод от красителей,- Тез. докл. науч. конф. ВСТИ.- Улан-Удэ, 1987, С.35.

14. Хантургаев Г.А., Николаев Г.И., Норбоева Л.К. Очистка сточных вод от нефтепродуктов мембранным методом.- Там же, С.36.

15. Хантургаев Г.А. Использование природных ресурсов Бурятии в качестве адсорбентов для очистки сточных вод,- В сб. Рациональное использование минерального сырья,- Улан-Удэ: БНЦ СО АН СССР, 1989, С. 137-147.

16. Цыциков В.Н., Танганова М.Б., Хаитургаев Г.А., Артемов В.И. Микрофильтрация суспензий в поперечном потоке.- Тез. докл. науч. конф. "Исследования молодых научных сотрудников в области химии, физики, информатики",- Улан-Удэ, 1989, С.13.

17. Ханхунов Ю.М., Хаитургаев Г.А. Разработка конструкции бескорпусного мембранного аппарата с трубчатыми мембранами/Тез. докл. 13 сесс. школы-симпозиума молодых специалистов "мембранные процессы разделения жидких смесей".- Рига: 1989.- С.67-68.

18. Хаитургаев Г.А. Использование цеолитов Бурятии для очистки сточных вод от нефтепродуктов,- Комплексное использование минерального сырья, 1990, № 2, С.65-68.

19. Хантургаева Г.И., Цыциков В.Н., Хаитургаев Г.А. Применение микрофильтрации в гидрометаллургии/В сб. Рациональное использование минерального сырья Сибири.- Улан-Удэ: БНЦ СО АН СССР, 1990.-С.79-88. .

20. Хаитургаев Г.А., Ветохин В.Н., Цыциков В.Н., Артемов В.И. Микрофильтрационная доочисгка гальванических стоков после реагентной обработки.- Там же, С. 89-94.

21. Хаитургаев Г.А., Ветохин В.Н:, Цыциков В.Н. Очистка отработанных водных смазочно-охлаждаюищх жидкостей методом ультрафильтрации.- В сб. Мембранная технология в решении экологических проблем.-Улан-Удэ, 1990, С.51-52. .

22. Ханхунов Ю.М., Бабуева Ц.М., Данчинов А.К., Быкова Г.Б., Хаитургаев Г.А. О возможности совместного применения сорбционных и мембранных процессов для очистки сточных вод гальванопроизводств.-Там же, С.76-78.

23. Хаитургаев Г.А,, Нарбоева Л.К., Полякова Л.Е. Применение мембранных и сорбционных процессов для очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты.-Там же, С.78-79.

24. Кокшаров Т.Е., Полякова Л.Е., Хаитургаев Г.А., Норбоева Л.К. Очистка молочной сыворотки мембранным методом,- Там же, С.92-93.

25. Хаитургаев Г.А., Ветохин В.Н., Цыциков В.Н. Очистка отработанных водных смазочно-охлаждающих жидкостей методом ультрафильтрации.- В сб. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов,- М., 1990.

26. Хаитургаев Г.А., Ветохин В.Н., Цыциков В.Н. Очистка маслоэмульси-онных сточных вод методом ультрафильтрации.- Там же 27. Хаитургаев Г.А. Очистка сточных вод предприятий ЦБП методом ультрафильтрации.- Там же.

27. Хаитургаев Г.А. Разработка безотходной технологии очистки сточных вод от солей тяжелых металлов.- Химия и технология минерального сырья.- Улан-Удэ, 1991, С.104-111.

28. Цыциков В.Н., Ветохин В.Н., Хантургаев Г.А., Чулок A.M. Очистка смазочно-охлаждающих,жидкостей на ультрафильтрационных мембранах,- Химия и технология гоплив и масел, 1991, С.33-34.

29. Хантургаев Г.А. Разработка комплексной системы очистки промышленных сточных вод с применением баромембранных процессов. В сб. Химия и химическая технология.- Улан-Удэ: БНЦ СО РАН, 1992.

30.Ханхунов Ю.М., Хантургаев Г.А. Микрофильтрационный аппарат проточного типа с вращающимися мембранами для предварительной очистки загрязненных сточных вод/В сб. Очистка промышленных выбросов и утилизация отходов.-Улан-Удэ, 1993.- С.32-35.

31. Ветохин В.Н., Хантургаев Г.А., Цыциков В.Н. Моделирование процесса ультрафильтрационной очистки отработанных СОЖ - Там же, С.83-90.

32. Хантургаев Г.А. Очистка сточных вод предприятий ЦБП методом ультрафильтрации/Там же, С49-54.

33. Ханхунов Ю.М., Хантургаев Г.А., Данчинов А.К,, Колотова А.Г. Разработка замкнутой технологической схемы очистки промывных сточных вод гальванического производства,-Там же, С.62-67.

34. Хантургаев Г.А., Танганова М.В. Разработка комплексной системы очистки сточных вод от СПАВ - Там же, С.77-83.

35. Ветохин В.Н., Хантургаев Г.А., Цыциков В.Н. Моделирование процесса ультрафильтрационной очистки' отработанных СОЖ,- Там же, С.83-90.

36. Ветохин В.Н., Хантургаев Г.А., Цыциков В.Н. Очистка маслоэмульси-онных сточных вод методом ультрафильграцйи.- В сб. Мембранная технология в решении экологических проблем,- Улан-Удэ, 1990,- С.51-52.

37. Репях С.М., Хантургаев Г.А., Хитерхеева Н.С. Определение некоторых физико-химических величин хвойных водных экстрактов//Переработка растительного сырья и утилизация отходов: Сб. научн. тр./КГ ТА.Красноярск, 1994.- Вып.1,- С.234-240.

38. Хантургаев Г.А., Цыциков В.Н. Разработка и исследование конструкции ультрафильтрационного аппарата с вращающейся мембраной.-Химия и технология минерально-сырьевых ресурсов.- Улан-Удэ: БИЕН БНЦ СО РАН, 1995, С.40-51.

39. Хантургаев Г.А., Хитерхеева Н.С., Репях С.М. Аппарат для концентрирования биологически активных веществ - Там же, С.51-54.

40. Хантургаев Г.А., Цыциков В.Н. Математическое моделирование процесса ультрафильтрации с вращающейся мембраной - Химия и технология минерального сырья: Теория и практика,- Улан-Удэ, БИЕН СО РАН, 1993,- С. 138-145.

41. Хантургаев Г.А., Ханхунов Ю.М., Хараев Г.И. Ультрафильтрация растворов лигнина и их практическое применение//Тез. докл. Всесоюзн. научн. конф. "Повышение эффективности, совершенствование процессов и аппаратов химических производств.- Харьков, 1985, С.бЗ.

42. Хантургаев Г.А., Хитерхеева Н.С., Репях С.М. Влияние частоты вращения вала на характеристики роторно-вакуумного пленочного испарителя.- Агропиитэхим. Указатель ВИНИТИ № 12, 1994.

43. A.c. 634780 (СССР). Капиллярная бюретка/Крешков А.П., Милаев С.М., Хантургаев Г.А., Изынеев A.A., Хантургаева Г.И., Батлаев Б.Б.-Опубл. в бюлл. № 44 30.11.78.

44. A.c. 674764 (СССР). Фильтрующий материал для очистки сточных вод от нефтепродуктов/ Хантургаев Г.А., Марактаев K.M., Хитерхеева В.К., Мондрус С.М., Норбоева JI.K., Чемезов. C.B., Бадмаев Г.Д.-Опубл. в Б.И. № 27 25.07.79.

45. A.c. 822847 (СССР). Фильтрующий .материал/Хантургаев Г.А., Марактаев K.M., Мондрус С.М., Бадмаев Т.Д., Каширин В.И,- Опубл. в Б.И. № 15 23.04.80.

46. A.c. 882052 (СССР). Мембранный аппарат/ Хантургаев P.A., Шибаев В.М., Мондрус Л.М., Хараев Г.И., Чемезов C.B., Ханхунов Ю.М.- без права опубликования.,

47. A.c. 952753(СССР). Способ-очистки сточных вод от тетраэтилсвинца/ Хантургаев Г.А., Бабуева Ц.М., Чемезов C.B.- Опубл. в бюлл. № 31 23.08.82. ' ; ' ;

48. A.c. 1050636 (СССР). Способ извлечения белка из молочно-белкового сгустка/ Мондрус Л.М., Кокшарова Т.Е., Распутин В.К., Хантургаев Г.А.-Опубл. в бюлл. №40 30.10.83. '

49. A.c. 1089793 (СССР).Мембранный аппарат/ Хантургаев Г.А., Дубанов A.A., ОгайЮ.Ц.,ТиписовА.Я.-от 3.01.84. .

50. A.c. 1095927 (СССР). Мембранный аппарат для разделения смесей/ Свитцов A.A., Хантургаев Г.А., Хараев Г.И., Шибаев В.М., Греф А.З.-Опубл. в бюлл. № 27 7.06.84.

51. A.c. 1169226 (СССР). Мембранная установка/ Хантургаев Г.А., Типисов А.Я., Дубанов A.A., Огай Ю.Ц.- Без права опубликования.

52. A.c. 124685 (СССР). Мембранный элемент трубчатого типа/Хантургаев Г.А., Свитцов A.A.- Опубл. в бюлл. № 37 7. ¡0.86.

53. A.c. 13003175 (СССР). Фильтрующий материал/ Хантургаев Г.А., Норбоева Л.К., Замбалов Н.В.- Опубл. в бюлл. № 14 15.04.87.

54. A.c. 1334426 (СССР). Мембранный аппарат/Хантургаев Г.А.- от 1.05.87.

55. A.c. 1338158 (СССР). Фильтр /Хантургаев Г.А., Хантургаева Г.И., Николаев Г.И.- от 15.05.1987 без права опубликования.

56. A.c. 1422435 (СССР). Фильтр/Хантургаев Г.А., Хантургаева Г.И., Ханхунов Ю.М.- от 8.05.88 без права опубликования.

57. A.c. 1453671 (СССР). Мембранный аппарат/ Хантургаев Г.А., Ханхунов Ю.М., Ухеев Г.Ж., Пинаев В.В., Данчинов А.К.- 1989.

58. A.c. 1606165 (СССР). Мембранный аппарат/ Хантургаев Г.А., Ханхунов Ю.М., Хараев Г.И.- от 15.07.90.

59. A.c. 1771103 (СССР). Фильтр /Хантургаев Г.А., Ветохин В.Н., Хантур-гаева Г.И., Артемов В.И., Цыциков В.Н.- от 4.03.91.

60. A.c. 1740025(СССР).Роторно-вакуумный пленочный испаритель/ Хантургаев Г. А.,Хитерхеева Н.К.,Репях С.М.-Опубл. в бюлл. № 22 15.06.92.

61. A.c. 1771103 (СССР). Фильтр/ Хантургаев Г.А., Ветохин В.Н., Хантур-гаева Г.И., Артемов В.Н., Цыциков В.Н.- от 15.02.90.

62. Патент 2053006 (РФ). Экстрактор/ Хантургаев П.А., Репях С.М., Хитер-хееваН.С,-от 30.04.92. ..

63. Патент 1771103 (РФ). Фильтр/ Хантургаев Г.А.,, Ветохин В.Н., Хантур-гаева Г.И., Артемов В.Н., Цыциков В.Н.- от 1.06.93.

64. Патент 1169226 (РФ)..Мембранная установка/ Хантургаев Г.А., Типи-сов А.Я., Дубанов A.A., Огай Ю.В.- от 20.10.93.

65. Патент 133442б(РФ).Мембранный аппарат/Хантургаев Г.А.-от 20.10.93.

66. Патент 13031175 (РФ). Фильтрующий материал/Хантургаев Г.А., Норбоева Л.К., Замбалов Н.В.-от 20-10.93.

67. Репях С.М., Хантургаев Г.А., Хитерхеева Н.С. Роторно-вакуумный пленочный испаритель.Сб. научных трудов 1993 г., г.Красноярск, С. 169-172.

68. Хантургаев Г.А., Хитерхеева Н.С., Репях С.М. Определение теплофизи-ческих характеристик хвойного лечебного экстракта. Сб.научных трудов ВСГТУ (технические науки). Вып. 3 1996 г., г.Улан-Удэ.

69. Хантургаев Г.А., Хантургаева В.Г. Создание замкнутого цикла водо-оборота при очистке сточных вод кожевенно-меховых предприятий. Тезисы докладов международной конференции "Экологически чистые технологические процессы в решении проблем окружающей Среды. С.167-168. г.Иркутск, 1996 г. 2 том.

70. Хантургаев Г.А., Хитерхеева Н.С., Репях С.М. К вопросу оптимизации процесса концентрирования в роторно-вакуумном пленочном испарителе. Сб. трудов "Переработка растительного сырья и утилизация отходов" Вып.2 1996, г.Красноярск, КГТА,

71.Грицко С.Л., Хантургаев Г.А., Репях С.М. Установка по экстракции маслосодержащего растительного сырья. Там же С.264-267.

72. Цыциков В.Н., Ветохин В.Н., Хантургаев Г.А., Чулок A.M. Оптимизация динамической ультрафильтрации маслоэмульсионных сточных вод.- Тез. докл. IV Московской конф. молодых ученых по химии и химической технологии.- М., 1991, С.62-63.

73. Хантургаев Г.А. Организация оборотного водоснабжения на нефтепе-ревалочных базах,- Тез. докл. науч.-тех. семинара "Применение новей-

ших мембранных технологий в промышленности и экологии",- Москва, 1997, С. 146-148.

74. Ухеев Г.Ж., Хангургаев Г. А., Хантургаева Г/И. Регенерация водных растворов технических моющих средств.- Тез. докл. Международной науч.-прак. конф."Человек, среда, вселенная".-Иркутск, 1997, С.137-138.

75. Хантургаев Г.А., Танганова М.В. Очистка сточных вод от красителей.-Там же, С. 138-140.

76. Хантургаев Г.А., Хантургаева Г.И., Танганова М.В. Очистка отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей методом ультрафильтрации.- Там же, С..140-142.

77. Хантургаев Г.А., Константинова К.К., Санжинцыренова Р.К. Очистка сточных вод в замкнутой локальной системе,- Там же, С.142-145.

78. Меньшиков В.В., Салахетдинов Р.Х., Хантургаев Г.А., Дорохов И.Н. Контроль за составом сточных вод на предприятиях лакокрасочной промышленности/УЛКМ, 1997,- №5-6.

79. Меньшиков В.В., Салахетдинов Р.Х., Хантургаев Г.А., Дорохов И.Н. Проблемно ориентированная система для прогноза и управления составом сточных вод лакокрасочного предприятия//ЛКМ, 1997,-№7-8,-

С.8-11.