автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Очистка маслосодержащих сточных вод машиностроительных предприятий

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НИЖЕГОРОДСКИЙ ОРДЕНА. ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АРХИтТУРНО-СТРОИТЕЛЫШЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ПОЗДНМКВ ЛЕОНИД ГЕННАДЬЕВИЧ

УДК 628.543

ОЧИСТКА МАСЮСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

05.23.04 - Водоснабкение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

Автореферат дисоёртадви на соискание ученей степени кандидата технических наук

Нижний Новгород - 1992

Работа выполнена в Нижегородском архитектурно-строительном институте и Самарском архитектурно-строительном институте.

Научный руководитель - академик международной Инженерной Академии Найденко В.Б.

. Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Скирдов И.В.

Кандидат технических наук, с.н.с. Лилманович В.И.

Ведущее предприятие - Государственный институт по проектировании заводов подшипниковой промышленности "ТИПРОПОДШЖШИК".

Защита состоится " 3 " ися£/иЯ 1992 г. в /<? часов на заседании специализированного Совета К.064.09.01 в Нижегородском архитектурно-строительном институте по адресу: 603600, г.Нижний Новгород, уд.Краснофлотская, 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского архитектурно-строительного института.

Автореферат разослан п2Л " 1992 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат технических нау^

доцент

Л.А.Васильев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность. Наиболее радикальным решением проблемы охраны окружающей среда является создание безотходных и малоотходных технологий. Добиться сокращения сброса в водные объекты загрязняющих веществ с промышленными сточными водами и значительного сокращения водолотребления пресной воды можно только за счет внедрения на предприятиях оборотных систем. Как показал анализ, оборотные системы условно чистых вод. успешно рабогавт на многих промышленных предприятиях, в то яа время оборотные системы других категорий сточных вод практически отсутствуют из-за высокого остаточного содержания в очищенной воде нефтепродуктов и механических примесей. Недостаточно очищенные стоки обычно сбрасываются на городские биологические очистные сооружения или в открытый водоем, причиняя большой экологический ущерб. В связи с этим, с экономической и экологической точек зрения, проблема разработки технологических схем очистки и подготовки сточных вод для их повторного использования весьма актуальна.

Актуальность проблемы очистки маслосодержащих сточных вод подтверждается также и тем, что из общего объема стоков (17-23 млн.м год), формируемых на предприятиях подшипниковой промышленности, около половины составляют именно эти стоки.■

Работа выполнялась по плану важнейших НИР Минвуза Российской Федерации по. программе "Человек и окружающая среда" (* ГР 01860043642).

Цель и задачи работы. Целью дассертащюнной работы является совершенствование существующих и разработка ноеых

технологических схем очистки и подготовки маслосодержащих сточных вод машиностроительных предприятий для их повторного использования.

Для достиле вея поставленной цели автором решались следующие задачи:

- изучение условий формирования различных категорий маслосодержащих сточных вод в оценка эффективности использования существующих методов и технологических схем их очистки;

- выявление основных критериев оценки компонентного состава и специфических свойств различных категорий маслосодержащих сточных вод и разработка на этой основе рациональных методов и схем их локальной очистки с учетом требований, предъявляемых к воде для повторного использования;

- изучение изменения состава очищаемой воды в условиях ее многократного использования и возможности применения в различных технологических операциях;

- изучение процесса коалесценции эмульгированных масел при очистке сточных вод на коалесцирутацих фильтрах и разработка математической модели коалесценции;

- разработка и реализация новых более эффективных методов и устройств очистки и доочистки маслосодержащих сточных вод;

- -разработка новых методов и технологических схем обезвоживания и переработки осадков, образующихся при очистке маслосодержащих стоков.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработана методика дифференциальной оценки количественного содержания и качественного состояния нефтепродуктов в сточных водах, позволяющая выбирать наиболее ра-

ционалыше способы очистки маслосодержащих сточных вод;

- проведены сопоставительные исследования эффективности методов очистки маслосодаржащих стоков различного типа в зависимости от дисперсного состава, количественного содержания, агрегагивной и кинетической устойчивости-находящихся в них частиц нефтепродуктов;

- разработана математическая модель коалесценшш агре-гативно неустойчивых- частиц масла в воде;

- впервые исследован коагулянт фосфат алюминия для до-очистки общего стока завода и определено ето влияние на химический состав и коррозионные свойства очищаемой воды;

- изучено изменение химического состава и свойств воды в условиях ее многократного использования и очистки;

- проведены исследования и получены положительные результаты по повторному использованию доочищенного стока машиностроительного завода в технологических процессах и при подпитке оборотных систем чистого цикла;

- разработан новый способ очистки сточных вод и концентрирования суспензий с использованием капиллярного эффекта;

- выявлены количественные зависимости и определены оптимальные условия осуществления способа капиллярного фильтрования, предложены технические решения по его реализации при очистке сточных вод;

- предложена новая технология термообработки и утилизации осадков, полученных при очистке маслосодаржащих стоков с добавкой строительного щебня, позволяющая с меньшими теплозагратами производить их переработку;

- на уровне изобретения разработаны устройства по очистке сточных вод (A.c. I42695I, А.сЛ535584, A.c. 1546434, A.c. I553I66, A.c. 1667895), вошедшие в качестве

оборудования б предложенные схемы очистки.

Практическая ценность и реализация работы. На основании проведенных исследований разработаны и внедрены в производство технологии очистки и доочистки маслосодержащих сточных вод различных категорий, в том числе:

- разработана и принята к реализации на заводах ПО ГПЗ-4, ГПЗ-9, "Пластик" реагентная схема доочистки общего стока;

- разработана и принята к реализации на заводах ПО ГПЗ-4 и ГПЗ-9 локальная схема безреагентной очистки масло-содвржащих галтовочных стоков;

- разработана л внедрена на заводе КНПО "Труд" технология очистки маслосодаржащих щелочных растворов;

- -разработана и внедрена на заводе ШШ технология регенерации отработанных моющих растворов.

Разработанные технологии переданы проектным организациям ГИПРОПОдаШИК, ПРОЬКТГРОЙПРОЕКТ, производственной фирме "Вариант" и включенн в рабочие проекты при строительства очистных сооружений. Внедрение на заводах КНПО "Труд" и КИНАП технологий очистки ыаолосодержащих щелочных растворов и регенерации отработанных мовдих растворов позволило получить в ценах 1991 года годовой экономический эффект соответственно 38,3 и 11,9 тыс.руб. Ожидаемая экономическая эффективность от реализации предложенных схем очистки и до-очибтки стоков на указанных предприятиях в сумме составит более 400 тыс .руб.

Апообагш работы. Основные результаты и вывода диссертации доложены и обсуаэдены на научно-технических конференциях Самарского архитектурно-строительного института (г.Куйбышев 1986, 1988-1991 гг.), науч.-техн.конф. молодых

Б

ученых и специалистов Минстройматериалов СССР и Минвуза РСФСР "Актуальные проблемы строительства",(г.Воронеж, 1987 г.), Всесоюзной науч.-техн. конф. "Технология очистки воды и создание водооборотных систем" (г.Одесса, 1989 г.), регион.конф. "Экологические проблемы рационального использования и охраны водных ресурсов северо-запада европейской части РСФСР",(г.Вологда, 1990 г.),.международной конф. "Вклад молодых ученых при решении экологических проблем", (Болгария, г.Врац, 1990 г.).

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 15 работ, получено 6 авторских свидетельств и 2 положительных решения на изобретение.

Объем диссертации. Диссертация объемом 144 страншы машинописного текста состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы (190 наименований) и 9 приложений. Содержит 43 рисунка и 42 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

В первой главе дан краткий анализ исследований, посвященных вопросам формирования и очистки маслосодержащих сточных вод машиностроительных предприятий. В результате анализа работ Алферовой Л.А., Дутнерского Ю.И., Жужикова В.А., Кукова А.И., Кульского Л.А., Кучеренко Д.И., Монгайт И.Л., Найденко В.В., Нечаева А.П., Пономарева В.Г., Ребиндера П.А., Рогова В.М., Стахова Е.А., Туровского Л.С., Яковлева C.B. и др. ученых установлено следующее:

- для наиболее полного использования очищенных стоков в различных технологических процессах остаточное содержание нефтепродуктов и взвешенных веществ должно быть не более 2-5 мг/л;

- большинство современных методов и схем очистки масло-содержащих стоков позволяют получить очищенную воду с остаточным содержанием нефтепродуктов в пределах 5-10 мг/л,

что является недостаточным для возможности их повторного использования во многих технологических процессах;

- многообразие.методов и схем очистки маслосодержащих' стоков объясняется'различию.! компонентным составом и физико-химическими свойствами загрязняющих примесей, присутствующих в сточных водах. Поэтому, в каждом конкретном случае, в зависимости от количественного содержания и качественного состояния нефтепродуктов, находящихся в стонах, необходима своя схема их очистки;

- недостаточно изучен вопрос доочистки сточных вод реа-гентными методами с применением средств предварительной интенсификации очистки: тонкослойных модулей и коалесцирующих фильтров;

- технологии очистки и доочистки маслосодержащих стоков различных категорий, позволяющие получать воду, пригодную для повторного использования, могут быть созданы на основе детального исследования специфических особенностей очищаемых стоков.

Во второй главе представлены методики и результаты по безреагентной очистке различных категорий маслосодержащих сточных вод, необходимые для создания локальных схем очистки и замкнутых систем водного хозяйства. Для возможности более обоснованного выбора способов и схем очистки предложена методика дифференциальной оценки количественного содержания и качественного состояния нефтепродуктов в сточных водах. Предлагается каждый анализируемый сток характеризовать следующими показателями: общее содержание масла (неф-

тепродуктов) - Снуп: содержание грубодисперсных капель масла - Сцуп; содержание микрогетерогенных кинетически устойчивых (агрегативно неустойчивых) капель масла - Сд/П; содержание микрогетерогенных агрегативно устойчивых капель масла - Сдуп; содержание коллоидно- и молекулярнорастворен-ных масел -

Таким образом

С% = Сг% +С5/п *Са»/п + СР% (I)

На-, примере общего стока завода, маслошламосодержащего стока, отработанной содовой СОЯ и модельной системы, полученной путем ультразвукового диспергирования масла в воде проведено сопоставление эффективности различных методов очистки по предложенной методике (табл.1).

Сопоставляя относительную эффективность очистки различных категорий маслосодеркащих стоков методом отстаивания, видно, что при данном способе, наиболее эффективно (80$ и вше) отделяются только грубодисперсные частицы нефтепродуктов. Метод отстаивания с предварительной коалесценцией позволяет практически полностью удалить и на 16,0-77,6$ Сдуп. Более высокий эффект очистки (80-100$) от и сн/п У анализируемых категорий сточных вод дает скорое фильтрование через зернистую загрузку. Однако при этом способе эффективность очистки сточных вод от Сдуп и СР,П не превышает 20-25?.

На основании проведенных исследований дисперсного состава нефтепродуктов в сточных водах, образующихся при галтовку деталей, установлено, что в анализируемой системе содержатся в основном, частицы размером менее 20 мнм. Определено, что нефтепродукты в галтовочных стоках образуют стойкую эмульсию типа "масло в воде", находящуюся в виде: гру-

ьч О

Таблица I

Результаты исследований эффективности использования различных методов очистки сточных вод от нефтепродуктов

№

п/п

Метод очистки

Показа-Анализируемая категория сточных вод и качество их очистки тели

очист- общий сток за- отработанная маслошламосо- модельная сис-ки вода содовая СОЖ держащий сток тема

общий сток за- отработанная маслошламосо-

вода содовая СОЖ держащий сток

содер- % содер- % содер- % содер- %

жание, очист-жание очист- жание очист- жание очлст-

мг/л ки мг/л ки мг/л ки мг/л ки

2

3 4 5 6 7 8 9 10 II

СнУп 135,0 - 342,0 - 5120,0 - 642,0 -

сн/п 15,0 - 138,0 - 4700,0 - 267,0 -

1/п 116,0 - 155,9 - 408,0 - 263,0 -

га н/п 0 - 47,1 - 7,7 - 5,4 -

С$/п 3,7 - 1,0 - 3,7 - 6,6 -

снУн 115,0 14,8 140,0 59,1 342,0 93,3 350,3 45,4

сн/п 2,5 83,3 1,5 98,9 1,0 100,0 1,5 99,4

Исходное значение до очистки

Отстаивание в течение 24 ч

I

I

П

I 2

3 4

Отстаивание 108,7

в течение

24 ч Са

нУп t/n -

Ш Тоже, с пред- С„у 95,0

варительной ir

коалеоценцией 2,0

<%/ц 81'5

га

н/п "

q/n 4.0

1У Скорое фильт- С , 23,0 рование через W

зернистую заг- С*^ О рузку 5 и

Сн/п 20,0

С1/п -

Cg/n 3,0

Продолжение таблицы I

5 6 7 8 9 Ю II

6,3 86,8 44,3 333,0 18,3 337,2 28,1

- 50,2 0 5,0 35,1 6,0 0

0 1,5 0 3,0 18,9 5,6 15,2

29,6 98,2 71,3 101,5 98,0 115,8 82,0

14,9 2,0 98,6 1,0 100,0 1.0 99,6

29,7 39,2 74,9 91,5 77,6 102,3 61,1

- 55,0 0 5,5 35,1 6,5 0

О 2,0 0 3,0 18,9 6,0 9,1

83,0 57,2 83,3 12,3 99,8 18,0 97,2

100,0 0 100,0 0 • 100,0 0 100,0

82,8 15,2 90,3 4,5 99,9 8,7 96,7

- • 41,0 13,0 4,6 40,3 4,3 20,4

3,0 1,0 0 3,2 13,5 5,0 24,2

бодисперсннх частиц (23-25$?), кинетически устойчивых частиц (47-65® и агрегативно устойчивых частиц С®уп (18-20$), не разрушающихся обычным отстаиванием. Выявлена возможность интенсификации очистки галтовочных стоков до остаточного содержания нефтепродуктов 2-5 мг/л путем предварительной их коалесценции на пенополиуретановнх фильтрах.

Третья глава посвящена доследованиям по доочистке общего стока подшипникового завода методом отстаивания и фильтрования с предварительной обработкой реагентами, а также возможности повторного использования доочищенной воды в различных технологических процессах. Проведенные ис- . следования на пилотных установках позволили рекомендовать применение следующих реагентов: коагулянта сульфата алюминия с дозой 100-200 мг/л или жидкого фосфата алюминия с дозой 50-100 мг/л и флокулянта - полиакриламида дозой 1-2 мг/л. Получен эффект очистки по взвешенным веществам и нефтепродуктам 92-96$. Установлено, что применение коагулянта фосфата алюминия сникает общую жесткость очищенной вода с 8,0-11,5 до 2,2-4,2 мг»экв/л.

Ба реальном стоке определены оптимальные параметры фильтрованйя, позволяющие, получать очищенную воду с остаточным содержанием взвешенных веществ и нефтепродуктов не более 2-5 мг/л при продолжительности фильтрования 10-12 ч: скорость фильтрования 8-10 м/ч, материал - дробленый керамзит крупностью 2-2,5 мм. Грязеемкость загрузки при этом составляет 4,5-5,0 кг/м2, прирост потерь напора не бойее 0,25 м. Выявлено, что очищенная вода имеет коррозионную агрессивность на уровне коррозионной агрессивности обычной водопроводной воды (0,43 им/год), а в случае применения коагулянта фосфата алюминия даже меньше - 0,272 мм/год,

что позволяет отдать эму предпочтение по сравнению с сульфатом алюминия при использовании очищенной воды повторно.

Исследования характера изменения химического состава очищаемой воды в условиях ее многократного использования при применении в качестве коагулянта сульфата алюминия выявили линейную зависимость прироста сульфатов (мг/л) с каждым циклом очистки 1 , выражаемую уравнением

БО*» 716,8 + 15,9Ь. (2)

Незначительный прирост сульфатов объясняется их высоким начальным значением в стоке и, тем самым, большим выносом с осадком, образующимся при очистке. Б том случае, когда в качестве коагулянта применяли фосфат алюминия, наблюдалась тенденция прироста фосфатов, выражаемая уравнением

Р 0~3= 218,6 + 52,91. (3)

На основании этих исследований сделан вывод о возможности применения коагулянтов сульфата или фосфата алюминия для доочистки промышленных стоков при условии продувки системы и вывода накопившихся солей. При этом, предпочтение еле,дует отдавать реагенту - фосфату алюминия, поскольку в этом случае отпадает необходимость в антикоррозионной обработке воды и ее умягчении.

Результаты полупроизводственных экспериментов по повторному использованию очищенной воды при промывке деталей подшипников от солей и закалочного масла, а также для приготовления травильных и антикоррозийных растворов показали возможность ее повторного использования для указанных целей.

В четвертой главе приведены результаты исследований по разработке и реализации предложенного автором нового ме-

тода очистки сточных вон и концентрирования суспензий, основанного на принципе капиллярного эффекта. Способ капиллярного фильтрования реализуется следующим' образом. В сосуд с очищаемой суспензией помещается пористый материал, выполненный в виде жгута из гидрофильного волокнистого материала, одна часть которого помещена в сосуд с очищаемой жидкостью, а другая, после'перегиба через край сосуда, находится с наружной стороны таким образом, чтобы конец жгута был ниже .дна сосуда. Под наружной частью жгута устанавливается сосуд для приема очищенной жидкости. При таком расположении пористого тела жидкость под действием капиллярных сил самопроизвольно поднимается вверх по волокнистому материалу, проходит через перегиб жгута, доходит до его нижнего конца, где под действием силы тяжести стекает в сосуд приема очищенной жидкости. Используя уравнение Пуазейля выведена формула для определения расхода жидкости ( а^ ), проходящего через поры капилляров диаметром с(

'и-^УяА,' к-й (4)

где (< - вязкость жидкости; р - плотность; ^ -ускорение свободного падения; Н2 - длина внешнего участка жгута, находящегося ниже уровня очищаемой жидкости; £ - общая длина внешнего участка жгута.

На основании проведенных исследований найдены оптимальные параметры капиллярного фильтрования: длина внешнего участка жгута, его диаметр, высота уровня жидкости над перегибом. Установлено, что при правильном подборе капиллярного фильтрующего материала и параметров фильтрования предложенный метод позволяет осуществлять процесс очистки в течение длительного (более 100 ч) промежутка времени без

снижения производительности (скорость фильтрования 0,5-0,6 м/ч) и ухудшения качества очистки фильтрата. При этом исходное содержание нефтепродуктов и механических примесей, поступающих на фильтр не лимитируется. Качество воды по остаточному оодераанию взвешенных веществ адекватно качеству воды, которое можно достичь при медленном фильтровании через зернистую загрузку в две ступени.

Обнаружено, что при очистке маслосодержащих сточных вод или суспензий может происходить закупорка части пор свободным маслом, что приводит к снижению производительности капиллярных фильтров. Разработан способ по предотвращению или снижению до минимума этого негативного явления, заключающийся в предварительном смачивании капиллярного материала гидрофильной жидкостью. Наилучшее качество очистки - остаточное содержание нефтепродуктов в фильтрате 1,82,0 мг/л было получено, когда в качестве гидрофильной жидкости использовался 1-5% водный раствор этилового спирта.

На основании проведенных исследований на уровне изобретения разработана конструкция модуля установки для очистки сточных вод и концентрирования суспензий методом капиллярного фильтрования производительностью 3 itffyсут (A.c. № 1667895).

Пятая глава посвящена исследованиям по обезвоживанию маслосодержащих осадков методом капиллярного отсоса и их подготовке к утилизации в дорожном строительстве путем термической обработки в барабанной печи с добавлением строительного щебня.

Для количественного определения в осадках содержания воды, механических примесей и органической составляющей предложен и испытан метод, основанный на модернизации из-

вестного прибора Дина и Старка. Проведен химический и рент-генофазовнй анализ состава осадков, образующихся при очистке маслосодержащих сточных вод ШЗ-4. Анализ состава осадка позволил сделать вывод о возможности его использования в дорожном строительстве.

Проведенные исследования по обработке осадка флокулян-том ПАА показали, что при дозе 0,5 мт/л удельное сопротивление осадка фильтрации снижается в 2 раза и составляет 0.62-1СГ10 см/г. Эти результаты были реализованы при капиллярном обезвоживании осадка, что позволило увеличить скорость фильтрования в 1,2-1,3 раза и, при практически одинаковой влажности (69-70$) кека, уменьшить время фильтрования в 1,5 раза. Остаточное содержание нефтепродуктов в фильтрате, полученном при методе капиллярного обезвоживания, коле, балось в пределах 5-10 мг/л, взвешенных веществ - 20-25 мг/л, что почти на порядок ниже, чем в воде полученной с действующих на ШЗ-4 пресс-фильтров и вакуум-фильтров.

Термическая обработка осадка с добавкой строительного щебня показала перспективность предложенного способа. Сокращаются затраты тепловой энергии и исключается вспенивание осадка. Оптимальное соотношение осадка и щебня, соответствует 3 весовым частям щебня на I весовую часть обрабатываемого осадка. Выявлено, что в зависимости от количественного содержания в обрабатываемом осадке органических веществ, гидрофобные остатки, образующиеся на развитой поверхности кусочков щебня, могут обладать различной адгезией.

В шестой главе приведены технологические схемы и устройства, разработанные и рекомендованные для очистки и до-очистки различных категорий маслосодержащих сточных вод.

Для очистки маслошламосодержащих сточных вод галтовоч-

нога производства разработана технология и схема для ее реализации (рио.1), позволяющая значительно повысить степень очистки данного типа стоков. Остаточное содержание нефтепродуктов и взвешенных веществ в очищенной по данной схеме воде не превышает 2-ГО мг/л, что дает возможность возвращать ее на повторное использование. Конструктивные решения устройства для очистки сточных вод (4) и пенополи-уретанового фильтра (5) выполнены на уровне изобретений (A.c. № 1426951 И A.c. Л I553I661.

Для очистки отработанного щелочного раствора от масел предложена и внедрена на КНПО "Труд" схема, состоящая из пенополиуретанового коалесцирувщего фильтра, отстойника и фильтра с загрузкой из дробленного керамзита, позволяющая очистить раствор до остаточного содержания нефтепродуктов 5 мгУл. В настоящее время такой очищенный раствор, содержащий Na2C03, используется для приготовления содовой эмульсии, применяемой при обработке деталей. Это привело не только к значительному сокращению расходов соды в данном технологическом процессе, но такте решило проблему утилизации отработанного щелочного раствора.

Разработка % внедроаие на заводе КШШ1 технологической схемы регенерации на ультрафильтрах БТ7 0.5/2-Ф1 моющих растворов, содержащих такие компоненты как ОП-7, ОП-Ю, тринатрийфосфат позволило повторно использовать очищенные растворы. В результате сократился сброс на очистные сооружения завода этих внсококояцентрированннх технологических стоков и получен экономический эффект за счет снижения расхода дорогостоящих и дефицитных реагентов, используемых для приготовления моющих растворов.

Разработанная малоотходная схема доочистки общего сто-

ка машиностроительного завода (рис.2) позволила получить очищенную воду с остаточным содержанием нефтепродуктов и' механических примесей не более 2-5 мг/л, что дало возможность использовать воду повторно на технологические нувды, например, для подпитки оборотных систем чистого цикла, при промывке деталей после галтовки и термической обработки.

Осадки, полученные при очистке маслосодержащих сточных вод по предложенной схеме, рекомендуется подвергать предварительному обезвоживанию до влажности 70$ методом капиллярного отсоса с последующим смешиванием с щебнем в соотношении 3 весовые части щебня на I весовую часть осадка и термообработке в барабанных дечах при t = 300°С с получением гвдрофобного черного щебня и конденсата (масла и воды). Во избежание загрязнения при термообработке воздушной среды продуктами разложения осадка, в схеме предусматриваются специальные устройства для их улавливания.

В приложении I приведены результаты моделирования процесса коалесценции агрегативно неустойчивых частиц масла в воде. Выведены формулы количественного описания процесса коалесценции.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

I. Анализ латентной и научно-технической литературы, а также изучение фактического состояния очистки сточных вод на предприятиях подшипниковой промышленности показали, что заводы не располагают эффективными технологиями очистки сточных вод. Недостаточное качество очистки является одной из причин того, что в настоящее время очищенные сточные воды повторно практически не используются.

Из многообразия методов очистки маслосодержащих сточ-

Рис. I. Принципиальная схема очистки маслошламосодержащих сточных вод: I - галтовочные барабаны; 2 -отстойник; 3,4,9,12 насосы; 4 - устройство для очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ; 5 - пенополиуретановый фильтр; 6 - резервуар очищенной вода; 8 - приемный бак масла; 10 - разделочный бак; II - бак обезвоженного масла

Ряс. 2. Принципиальная схема малоотходной доочиотки общего стока машиностроительного завода: I - усреднитель; 2,7,12,20,21,22 - насос; 3 - сетчатый фильтр; 4 - трубчатый тонкослойный отстойник; 5 - скорый фильтр с зернистой загрузкой; 6 - резервуар очищенной воды; 8 - растворный бак коагулянта; 9 - расходный бак коагулянта; 10 -растворно-расходный бак коагулянта; II - шлшонако-пителъ; 13- устройство дая обезвоживания шлама; 14- винтовой транспортер; 15 - барабанная печь; 16 - бункер с щебнем (гравием); 17 - холодильник-конденсатор; 18 - устройство дан очистки воздуха; 19- емкость для отстаивания сконденсированной воды и отделения масла

них вод предпочтение следует отдавать безреагентным методам, не вносящим вторичных загрязнений, среди которых наиболее перспективными являются скорое фильтрование^.:ультрафильгра-шш, тонкослойное отставание и применение предварительной,, коалесиеншш. В ряде случаев, доочистка. сточных вод до качества,. позволяющего их использовать повторно невозможна без физико-химического воздействия.

2. На основании экспериментальных: исследований по предложенной методике дифференциальной оценки количественного, содержания и качественного состояния масел и нефтепродуктов в анализируемых сточннх водах разработаны критерии подбора методов и схем очистки различных категорий маслосодержащих сточных вод, позволяющие получить максимальный эффект очистки.

В частности, выявлена возможность интенсификации процесса очистки агрегативно неустойчивых эмульсионных стоков галтовочного производства методом отстаивания с предварительной коалесценпией эмульгированного масла на пенополи-уретановых коалеснируюцих фильтрах, что позволяет повысить эффект очистки с 20-25% до 95-99$. Очистка высокоустойчивых моющих растворов и COI от эмульгированного масла эффективна методом ультрафильтрами, степень разделения при этом составляет 98-99^.

3. По-результатам лабораторных и опытно-промышленных исследований разработана технология и схема очистки общего очока машиностроительных зэвоцое до остаточного содержания нефтепродуктов и взвешенных веществ 2-5 мг/л, состоящая из реагентного хозяйства, трубчатых тонкослойных отстойников и скорых фильтров с загрузкой из дробленого керамзита фракцией 2,0-2,5 мм. В схеме предложено использовать, наря-

ду с традиционным реагентом - сульфатом алюминия, новый реагент - фоет>ат алюминия, в результате чего уменьшилась жесткость очищаемой воды. Кроме того, применение данного коагулянта исключает накопление сульфатов и почти в 2 раза уменьшает скорость коррозии стали в очищенной воде.

Экспериментально обоснована и подтверждена на практике возможность повторного использования очищенной по данной технологии воды для промывки деталей подшипников от солей, масла, для подпитки оборотных систем охлаждения оборудования.

4. Разработан на уровне изобретения и апробирован на практике новый способ и устройство очистки маслбшламосодер-жащьх сточных вод и концентрирования суспензий с использованием эффекта капиллярного фильтрования. В качестве фильтрующего материала предложено использовать жгуты, изготовленные из хлопчатобумажных тканей. Показано, что процесс очистки методом капиллярного фильтрования в течение длительного (более 100 ч) промежутка времени осуществляется без снижения производительности установки я ухудшения качества фильтрата. Остаточное содержание взвешенных веществ в очищенной воде составляет не более 3,0 мгУл и практически не зависит от начального содержания загрязняющих веществ в очищаемой воде.

При концентрировании суспензий предложенным методом удается получить осадок влажностью не более 70$ при содержании взвешенных веществ и нефтепродуктов в фильтрате в пределах 10-25 мг/л. Разработан способ интенсификации процесса капиллярного фильтрования путем предварительного смачивания капиллярного материала гидрофильной жидкостью для исключения преждевременной гицрофобизаши ("закупорки") пор

маслами и нефтепродуктами.

5. На основании проведенных исследований, и обобщения полученных результатов выведена математическая зависимость для расчета процесса коалесценвди капель эмульгированного масла в воде и их удаления различными методами.

Для, способа капиллярного фильтрования определены и подтверждены экспериментальным путем математические зависимости производительности и качества очистки от изменения конструктивных параметров фильтровальных жгутов.

6. На основании комплексных исследований физико-химических свойств и компонентного состава осадка, а также рентгенофазового анализа минеральной составляющей осадка, образующегося при очистке маслосодержащих сточных вод, разработана технология его обезвоживания на капиллярных фильтрах с последующей термической обработкой при Ь = 300°С в барабанных печах в смеси со строительным щебнем. Отличительными особенносями предложенной технологии являются: высокое качество получаемого фильтрата, исключение вспенивания

и интенсификация процесса испарения осадка при его термической обработке в присутствии щебня-л сгбразовяниэ нз осадка сухого порошка или гидрофобной пленки на поверхности ку-оочков щебня, позволяющие попользовать их в качестве компонентов при производстве асфальта, гг.е. утилизировать осадок в дорожном строительстве.

7. По результатам анализа существующих схем водоснабжения и водоотведения, изучения требований к качеству воды, применяемой в различных технологических процессах на ГПЗ-4 и-ШЗ-9, а также результатам проведенных исследований по технологии и технике очистки и доочисиш маслосодержащих сточных вод предложены для машиностроительных предприятий

более совершенные схемы оборотного водоснабжения, дозволяющие сократить потребление воды питьевого качества на технические нутщы.

. 8. Разработаны малоотходные технологии, схемы и проекты локальной очистки маслосодержащих сточных вод галтовочного производим .на III3-9, отработанных, щелочных растворов на КНПО "Труд", моющих растворов на заводе КЖШ и технологические схемы доочистки общего стока на ПО IU3-4 и ШЗ-9.

Суммарный экономический эффект от внедрения разработок по теме диссертации в ценэх 1991г. составляет 442,0 тыс.руб.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Поэднышев Л.Г., Шандалов.С.М., Шувалов М.В. Исследования и разработка технологической схемы доочистки общего стока подшипникового завода: Технология очистки воды и создание водооборотных систем // Тез.докл.конф. - Одесса, 1989.

2. Найденко В.Б., Шандалов С.М., Шувалов М.В., Поэднышев Л.Г. Доочистка сточных вод машиностроительного-предприятия с целью повторного использования: Экологические проблемы рационального использования и охраны водных ресурсов северо-запада европейской части РСФСР П Тез.докл. кон®. - Вологда, 1990. С.114.

3. Шандалов С.Ы., Поэднышев Л.Г., Шувалов М.В. Локальная очистка маслошламооодеркащих сточных вод с целью их повторного использования: Повышение эффективности работы предприятий водоочистки и водоотведения J J Тез.докл.конф,,-Куйбышев, 1990. С.18-19.

4. Шандалов С.М., Позднышев Д.Х., Шувалов М.В. Очистка сточных вод машиностроительных предприятий для их повторно-

го использования: Вклад молодых ученых при решении экологических проблем /У Тез.докл.конф. - Вран (Болгария), 1990 г. С.68-71.

5. Шандалов С.М., Позднншев Л.Г. Очистка жидкостей, концентрирование суспензий с применением капиллярного эффекта: Ноосфера и экология гальванического производства. Экология-90 // Тез.докл.семинара, - Куйбышев, 1990. С.24-25.

6. Позднышев Л.Г. Интенсификация процесса капиллярного фильтрования при очистке маслосодержащих сточных вод: Совершенствование методов расчета строительных конструкций, ресурсосберегающих технологий при интенсивном использовании промышленных отходов и очистных сооружений // Тез.докл. конф. - Самара, 1991. С.106.

7. Технология очистки маслошламосодержащих сточных вод машиностроительных заводов: Информ.листок № 501-91./ М.Б.Шувалов, Л.Г.Позднышев, А.К.Стрелков; Самарск.ЦНТИ. -Самара, 1991. 2с.

8. A.c. I42695I СССР. Устройство для очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ. / С.М.Шандалов, М.В.Шувалов, Л.Г.Позднышев. - Опубл. в Б.И., Г988, № 36.

9. A.c. 1535584 СССР. ЖИ В01Д21/00.36/04. Отстойник/ С.М.Шандалов, Л.Г.Позднышев, В.Н.Мартенсен. - Опубл. в

Б.И., 1988, Jfc 2.

10. A.c. 1546434 СССР. МСИ C02F 1/52, В01Д/08. Устройство для коагуляции и отделения шлама от воды. / С.М.Шандалов, BiH.MapreHceH, Л.Г.Позднышев, A.M.Солодовников. -Опубл. в Б.И., 1990, if 8.

11. A.c. I553166 СССР. МКИ В01Д/24/46, 29/62,

С02Г 1/40. Фильтр для очистки нефтесодержащих сточных вод./ С.М.Шандалов, Л.Г.Позднышев. - Опубл. в Б.И., 1990, № 12.

12. A.c. 1667895 СССР. МКИ В01Д 24/00. Устройство для очистки жидкостей, концентрирования суспензий и осадков/ В.В.Найденко, С.М.Шандалов, Л.Г.Позднышев. - Опубл. в

Б.И., 1991, № 29.

13. Заявка & 4847895/26 СССР. МКИ C02F II/12. Способ обработки осадков сточных вод / С.М.Шандалов, Л.Г.Поздны-шев, В.В.Найденко. Приоритет 09.07.90. Положительное решение 08.04.91.

14. Заявка J* 4810679/26 СССР. МКИ С02Р. Способ фильтрования жидкостей / С.М.Шандалов, Д.Г.Позднышев. Положительное решение от 25.01.91.