Автореферат (1095046)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиАракчеев Евгений НиколаевичКОМПЛЕКСНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВААНОЛИТА И ФЕРРАТАСпециальность: 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы(полиграфические и упаковочные технологии и оборудование,химическая промышленность) (технические науки)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2017Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого» на кафедре «Гражданское строительство и прикладная экология»Научный руководитель:Петкова Ани Петрова,доктор технических наук, главный научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Мехатроника» федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский политехническийуниверситет Петра Великого»Официальные оппоненты:Васильев Алексей Львович,доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Водоснабжение, водоотведение, инженерная экология и химия» федерального государственного бюджетного образовательного учреждениявысшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»Беренгартен Михаил Георгиевич,кандидат химических наук, профессор кафедры«Аппаратурное оформление и автоматизация технологических производств» федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский политехнический университет»Ведущая организация:Общество с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский инженерный центр «Синтез»,г.

МоскваЗащита состоится «21» декабря 2017 г. в 16 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.356.01 при федеральном государственном бюджетном образовательномучреждении высшего образования «Московский политехнический университет» по адресу:127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 2А, ауд. 1211.Отзыв на автореферат в двух экземплярах (заверенных печатью) просим направлять поуказанному адресу.С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научной библиотеке Московского Политеха и на официальном сайте: http://mospolytech.ru, а также на официальном сайтеМинобрнауки РФ: http://vak.ed.gov.ru.Автореферат разослан «___» ____________ 2017 г.Ученый секретарьдиссертационного совета,кандидат технических наукНагорнова Ирина Викторовна2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы.

В соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 и ГОСТ2874-82 питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом отношении, безвредна похимическому составу и обладать благоприятными органолептическими свойствами. В России пролонгированный обеззараживающий эффект при транспортировке подготовленнойводы с водоканалов потребителю по многокилометровым системам водоснабжения обеспечивается гарантированным наличием остаточного хлора в воде у потребителя (0,3-0,5 мг/л).Физические способы обеззараживания озоном, ультрафиолетом не обеспечивают пролонгированного обеззараживающего действия.

Поэтому на сегодняшний день применение хлорсодержащих реагентов, несмотря на ряд недостатков, является основным методом обеззараживания на коммунальных водопроводах и станциях по обработке технических и сточных вод.При обеззараживании питьевой воды хлорсодержащими реагентами опасность для человеческого организма представляют хлорорганические токсичные, мутагенные и канцерогенные соединения, образуемые при взаимодействии хлора с органическими загрязнениями,всегда присутствующими в поверхностных источниках.Применение хлорсодержащих реагентов для обеззараживания стоков может приводитьк образованию еще более токсичных, чем исходные загрязнители, устойчивых химическихсоединений.

Кроме того, хлор и его соединения не должны содержаться в сточных водах,сбрасываемых в поверхностные воды.Биологические методы очистки сточных вод общепризнанно считаются наиболее экономически эффективными и экологически приемлемыми для удаления так называемых макрозагрязнений (биоразлагаемых органических веществ, соединений азота, фосфора, серы ит.д.). После биоразложения, как правило, применяется доочистка стоков с помощью концентрированного или электролизного гипохлорита для выполнения требований к содержаниюбактерий и микроорганизмов в сбрасываемых в реки сточных водах. Однако в этом случае невыполняются требования по отсутствию хлора в сточных водах.

Если доочистка не используется, не выполняются требования к содержанию бактерий и микроорганизмов в сбросах сочистных сооружений, попадающих в реки и залив.Поэтому остро стоит задача поиска более дешевых и экологичных промышленных технологий как для обеззараживания питьевой воды, так и технологий доочистки стоков безхлорсодержащих реагентов, не уступающих применяемым технологиям с использованиемгипохлорита в части эффективности очистки и стоимости, а также решающих проблему выполнения требований к чистоте стоков и отсутствия в них хлора.

Кроме того, снижение содержания хлорорганических соединений в воде и также является серьезной проблемой, которая до сих пор не решена.Перспективная и интенсивно развивающаяся в последние годы технология очистки воды и стоков ферратами щелочных металлов обеспечивает дезинфицирующее и коагулирующее действие, но не дает пролонгированного эффекта. Применение ферратной технологии всочетании с хлорированием позволяет существенно снизить количество потребляемого дляочистки хлора, а значит и образуемой канцерогенной хлорорганики, а в некоторых случаях(например, при очистке стоков) вообще обойтись без применения хлора.Целью работы является разработка технологического процесса и технического решения комплексного электролизного агрегата (КЭА) для одновременного производства анолитаи феррата, позволяющих существенно повысить эффективность обеззараживания и очисткиводы и стоков и экологическую безопасность при одновременном снижении стоимости процессов по сравнению с существующими технологиями.Задачи, решаемые для достижения поставленной цели:- анализ существующих методов и устройств получения анолита и феррата натрия дляобеззараживания питьевой и технической воды и очистки хозяйственно-бытовых ипромышленных стоков;- обоснование концепции получения анолита и феррата путем мембранногоэлектролиза в едином комплексном электролизном агрегате (КЭА);3- математическое моделирование процесса получения анолита и феррата,конструктивных и технологических параметров модулей КЭА, обеспечивающих повышениепроизводительности, энергоэффективности и ресурсосбережения процессов;- разработка, изготовление и испытание в промышленных условиях КЭА и адаптивнойсистемы управления производительностью его модулей;- оценка эффективности промышленного применения феррата натрия и техническихсредств для его получения;- разработка рекомендаций по использованию результатов работы в обеззараживанииводы, промышленных и бытовых стоков.Методы исследования: математическое моделирование оборудования для производства анолита и феррата, фотоколориметрический метод определения концентрации ферратав растворе; амперометрический метод определения содержания хлора в воде; математические расчеты на основе теории электрохимии и экспериментальные исследования производительности и энергопотребления производства анолита и феррата натрия; потенциометрическое титрование; масс-спектрометрия; вольтамперометрия состава промышленных стоков,лабораторные исследования химического и биологического состава проб питьевой воды ихозяйственно-бытовых стоков после обеззараживания анолитом и ферратом; апробация впромышленных условиях анолита и феррата и технических средств для их получения дляобеззараживания питьевой воды, хозбытовых стоков, коагуляции токсичных отходов и ливневых стоков.Научная новизна работы:- впервые научно обоснованы концепция и параметры технологического процесса промышленного производства анолита и феррата для обеззараживания воды и стоков в единомкомплексном электролизном агрегате;- разработаны схемные и конструктивные решения КЭА и его модулей, обеспечивающие заданную производительность по анолиту и феррату, повышение эффективности обеззараживания и очистки воды и стоков при одновременном снижении стоимости процессов посравнению с существующими технологиями.Новизна предложенных технических и технологических решений подтверждена семьюпатентами РФ: № 113735 от 03.05.2011; № 2471891 от 15.03.2011; № 142205 от 05.12.2013;№160773 от 08.09.15; №162651 от 09.11.15; № 165201 от 08.09.15; № 169435 от 04.07.2016.Достоверность результатов и обоснованность основных положений и выводов диссертационной работы обеспечивается корректностью постановки задач исследования, корреляцией полученных экспериментальных результатов с известными данными, использованиемсовременных методов исследования (потенциометрическое титрование, фотоколориметрияраствора феррата, масс-спектрометрия, вольтамперометрия состава промышленных стоков),а также успешной апробацией результатов работы в промышленных условиях.Практическая значимость определяется:- реализованы на практике агрегаты для получения анолита и феррата для обеззараживания воды и стоков в промышленных условиях;- разработаны рекомендации по внедрению предложенных технических решений поочистке воды и стоков систем водоснабжения городов;- обоснована экологическая и экономическая эффективность предложенных технических решений по очистке воды и стоков.Апробация работы.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации