Презентация (Повышение надежности и экологической безопасности систем очистки сточных вод предприятий радиоэлектронной промышленности)

Московский технологический университет(МИРЭА)Азиз ЮнсиПовышение надежности и экологической безопасностисистем очистки сточных вод предприятий радиоэлектроннойпромышленностиСпециальность : 05.26.01 – Охрана труда (в области электроники приборостроения,радиотехники и связи)Диссертацияна соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:д.т.н., доцент Легкий Н.М.Москва 2017Актуальность темыЗагрязнение атмосферы, гидросферы и литосферы твердыми, жидкими и газообразнымиотходами промышленной деятельности достигло угрожающих размеров.Радиоэлектронная промышленность – одна из отраслей промышленности, обеспечивающихинновационный путь развития России.

Однако, интенсивное развитие радиоэлектронной отраслии организация новых производств по выпуску радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) создаютдополнительные нагрузки на экологию.В этих условиях оптимизация производственных процессов вспомогательных иобслуживающих производств на радиоэлектронных предприятиях может обеспечитьсущественное снижение себестоимости основной продукции. Это связано с тем, чтовспомогательные и обслуживающие цеха таких предприятий основными потребителямиэнергоресурсов, в том числе пресной водой. На них же лежит и очистка сточных вод.

Причемсуммарные затраты на очистку СВ в радиоэлектронном производстве могут заниматьзначительную часть в стоимости продукции.Создание современного оборудования для очистки сточных вод позволит не толькоулучшить экономические показатели производства, но и уменьшить загрязнение природы.А в условиях дефицита водных ресурсов позволит повторно использовать очищенную водубез оказания вредных влияний на человека.2Положения, выносимые на защиту1. Метод интегральной оценки характеристик элементовводоочистки. Выбор эффективных технических решений наоснове данного метода.2. Результаты моделирования, статического и динамическогоанализа компонентов систем очистки сточных вод . Ихпрактическая реализация.3Анализ состава сточных вод радиоэлектронного производствапоказателиЕдиницаизмеренияКмг/лмг/лсмбаллвизуально.Сточные водыдо очистки300до 300до 100305.Желтыйпосле очистки30020...300,354БесцветныйкратностькратностьpHмгэкв/лмг/л3...84...6,6446,5...8,5до 0,1Ионы тяжелых металлов и др.

По элементаммг/л25...350,1...0,2Fe+3Cr+6Cu+2Ni+2Zn+2F⁻поверхностно-активные веществабиологическое потребление кислородамг/лмг/лмг/лмг/лмг/лмг/лмг/лмг02/л1552122025145230,10,0010,010,070,120,460,7910ТемператураВзвешенные веществаЭфирорастворимыеПрозрачность по шрифтуЗапахЦветПары разбавления до исчезновения:ЗапахаЦветаВодородный показательЩелочность общаяСухой остаток4Метод интегральной оценки характеристик элементов водоочистки5Система очистки сточных вод для радиоэлектронного производства ООО БМТ г. ВладимирУзел реагентнойобработкиУзел доочисткисточных вод назернистых фильтрахКамерно-мембранныйфильтр-прессМембранный фильтрУзел выпаривания6Системы компьютерного моделирования и инженерного анализаВ основе метода лежат современные устойчивые программы такиекак, pressure-based (CFX), pressure-based coupled (Fluent), fully-segregatedpressure-based и два density-based решателя (так же Fluent),позволяющие получать устойчивое и точное решение для сжимаемых инесжимаемых потоков, при высоких и низких числах Маха и Рейнольдса.Программы ANSYS CFD прекрасно масштабируются, параллельныйрасчет возможен на всех типах платформ Windows и Linux.7Сборка мембранного фильтра8Массовая концентрация примеси сульфата натрия Na2SO4.

Максимальноезначение концентрации составляет 0,015мг/л. Остальное вода9Концентрация ортофосфорной кислоты H3PO4. Её максимальная концентрация 0,1мг/л от всего расхода.На скриншоте показано значение 0,0556 мг/л. Что соответствует значению шкалы эпюры10Концентрация карбоната натрия Na2CO3. Его максимальная концентрациясоставляет 0,2 мг/л11Исследования зависимостей качества фильтрации от размера пор фильтрующеймембраны, её структуры, размеров загрязняющих частицРазмер пор-5мкм, размер частиц- 0,01 ммРазмер пор-125мкм, размер частиц- 5 мм12Анализ устройств на надежностьМетод дает возможность учета всех трех основных типовтеплопереноса: теплопроводности (как в текучей среде, так и втвердых телах), конвекции (свободной и вынужденной). Подходык моделированию предусматривают возможности учета этихфизических механизмов.Развиты подходы описания турбулентных характеристик потокавблизи границы между потоком и твердым телом, если ониобмениваются теплом, поскольку турбулентность оказываетопределяющее влияние на процесс теплоотдачи.13Исследование движения потока воды в замкнутой геометрииУстановка, очищающая сточные воды гальванического производства143-D Модель сливной трубы в Ansys15Экспорт модели сливной трубы в Solid works из Ansys16Изменение скорости потока воды в различных местах трубы17Изменение давления потока загрязненной воды на стенки трубы18Функциональная зависимость изменения скорости движения воды по трубеот степени концентрации загрязняющих примесей19Графики изменения скорости потока от Мin к Мax20Анимация потока жидкости в течении исследуемого времени21Расчёт прочности оборудования223-D модель динамического миксера23Изменение режима нагрузок на рабочую часть миксера24Движение потока при перемешивании жидкости динамическим миксером.Установившийся турбулентный режим перемешивания жидкости в аппарате с миксером25Детали и сборка статического миксерасмесительный элементкорпус статического миксераСтатический смеситель26Сборка элементов статического миксера27Расчёт во Flow simulationЗавихренность потока жидкости встатическом миксереДавление потока жидкости насмешивающие элементы28Выводы В работе проведена комплексная оценка работы систем очистки сточных вод предприятийрадиоэлектронной промышленности, выполненная на современном программном обеспечении.Качество решения задачи определено точностью описания геометрической модели, достаточностьюсеточного разрешения, корректным заданием нагрузок и определением граничных условий. Изучено влияние различных факторов (скорость движения воды, температура) на работуоборудования, её износоустойчивость и эффективность работы. В оптимальных условиях проведена очистка реальных производственных сточных вод.

Доказано, чтовыбранные путём инженерного анализа методы модернизации конструкций оборудования даютвозможность довести концентрацию токсичных примесей до минимального уровня. Что в итогепозволяет создать замкнутый цикл водооборота. Предложенные технические решения, основанные на результатах моделирования и анализа,позволят увеличить срок службы устройств системы в 2,5-4 раза. Применение совокупности теоретических, экспериментальных и численных методов,предназначенных для моделирования течения жидкостей, позволяет с высокой точностьюмоделировать различные режимы очистного оборудования, которые могут возникать при ихэксплуатации. Это позволит избежать аварийных ситуаций при работе с токсичными загрязненнымиотходами, повышает безопасность персонала Результаты исследований могут быть использованы в качестве учебных материалов для ВУЗов поспециальностям, связанным с очисткой сточных вод.29Спасибо за внимание30.