Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Очистка стоков промышленных предприятий от твердых взвесей методом фильтрации: Физическое и математическое моделирование

Диссертация: Очистка стоков промышленных предприятий от твердых взвесей методом фильтрации: Физическое и математическое моделирование
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Таким образом нецелесообразно собирать сточные воды всех цехов завода в одно очистное сооружение и далее очищать эти воды от всех вредных веществ. Более продуктивным является создание компактных аппаратов, которые очищают сточные воды отдельных цехов от той или иной примеси. Разработан новый метод определения зависимости проницаемости сжимаемых осадков от их пористости. На основе разработанного… Читать ещё >

Содержание

  • Список обозначений
  • Глава 1. Литературный обзор
  • Глава 2. Разделение промышленных стоков фильтрованием на осадок и фильтрат
    • 2. 1. Математическая модель процесса разделения суспензии на осадок и фильтрат в фильтровальных аппаратах
    • 2. 2. Экспериментальное определение зависимости пористости осадка от сжимающего напряжения
    • 2. 3. Экспериментальное определение зависимости проницаемости, осадка от пористости
    • 2. 4. Экспериментальное определение коэффициента межфазового взаимодействия в суспензии
    • 2. 5. Решение задачи разделения суспензии фильтрованием
    • 2. 6. Расчет производительности аппаратов фильтрационного разделения суспензий
  • Глава 3. Продувка воздухом насыщенного жидкостью осадка
    • 3. 1. Математическая модель процесса продувки воздухом насыщенного жидкостью осадка
    • 3. 2. Определение параметров математической модели процесса продувки воздухом насыщенного жидкостью осадка
    • 3. 3. Решение задачи определения влажности осадка в процессе его продувки воздухом
  • Глава 4. Промывка осадков
    • 4. 1. Математическая модель процесса промывки осадков
    • 4. 2. Решение задачи промывки осадка
    • 4. 3. Определение параметров математической модели процесса промывки осадка и численные расчеты
  • Выводы

Очистка стоков промышленных предприятий от твердых взвесей методом фильтрации: Физическое и математическое моделирование (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Объем производимой развитыми странами промышленной продукции удваивается каждые 15 лет и, соответственно, увеличивается количество отходов производства и потребления, загрязняющих окружающую природную среду. Очистка сточных вод во все времена является проблемой чрезвычайной важности. По данным различных авторов [1−4] 30% загрязнений приходится на хозяйственно — фекальные, а 70% на промышленные сточные воды.

Большинство промышленных предприятий являются потребителями воды, которая используется для технологических целей и непосредственно участвует в производственных операциях. Загрязнителями производственных сточных вод являются отходы и потери производства.

Так, например, сточные воды пищевой и целлюлозно-бумажной промышленности содержат органические вещества, которые, попадая в водоемы, загнивают, губительно действуя на все живое, а, например, сточные воды металлургических, нефтеперерабатывающих, химических и других предприятий содержат токсичные вещества, которые, попадая в водоемы, также отравляют все живое в них.

Промышленные сточные воды меняются по количеству и составу от завода к заводу, от цеха к цеху, от производства к производству. Загрязненность этих вод может колебаться в очень широких пределах. Кроме того, характер сточных вод изменяется вместе с изменением процесса производства.

Таким образом нецелесообразно собирать сточные воды всех цехов завода в одно очистное сооружение и далее очищать эти воды от всех вредных веществ. Более продуктивным является создание компактных аппаратов, которые очищают сточные воды отдельных цехов от той или иной примеси.

Одним из наиболее эффективных способов очистки сточных вод от механических примесей является фильтрационное разделение этих вод на осадок и жидкость.

Поэтому модернизация существующих производств с внедрением в них эффективных и компактных фильтрационных аппаратов очищающих сточные воды, с целью сокращения выброса механических примесей в окружающую среду, является проблемой весьма актуальной.

Дальнейшее совершенствование технологии очистки сточных вод, повышение ее эффективности, успешное решение задач контроля и управления процессами очистки невозможно без правильного понимания взаимосвязанных явлений механического взаимодействия твердой фазы и жидкости в суспензии и осадке, без детального изучения процесса на основе физического и математического моделирования, что и определяет актуальность темы диссертации.

Выводы.

1. Созданы экспериментальные установки для физического моделирования процессов: фильтрационного разделения сточных вод на осадок и фильтратпродувки сформированных осадков воздухомпромывки осадков. Проведена серия экспериментов по очистке сточных вод, твердая фаза которых состояла из волокон целлюлозы различного помола.

2. На основе теории механики многофазных сред построены математические модели процессов: фильтрационного разделения сточных вод на осадок и фильтратпродувки сформированных осадков воздухомпромывки осадков.

3. Разработан новый метод определения зависимости проницаемости сжимаемых осадков от их пористости. На основе разработанного метода создана экспериментальная установка, на которой эти зависимости определены для осадков, сформированных из волокнистой целлюлозы.

4. Разработаны методики экспериментального определения всех параметров предложенных математических моделей. Экспериментально определены параметры математических моделей для осадков, сформированных из волокнистой целлюлозы.

5. Получено аналитическое решение задачи о фильтрационном разделении сточных вод на осадок и фильтрат. На основе этого решения предложены соотношения, позволяющие рассчитать производительности аппаратов периодического действия и барабанных вакуум-фильтров.

6. Получено аналитическое решение задачи о продувке воздухом осадков, насыщенных жидкостью.

7. Построен алгоритм решения задачи о промывке осадка.

8. Сравнение результатов расчетов производительности аппаратов разделения сточных вод фильтрованием, влажности продуваемых воздухом осадков и концентраций фильтрата и промывочной жидкости в осадке после окончания его промывки с экспериментально определенными значениями этих параметров показали их удовлетворительное совпадение.

9. Разработанные методики расчетов процессов фильтрационного разделения сточных вод и продувки осадков воздухом на барабанном вакуум-фильтре были внедрены в ГосНИИХП (г. Казань).

Показать весь текст

Список литературы

  1. Ф., Штофф Г., Колыпюттер Г. Очистка промышленных сточных вод. Д.: Гостоптехиздат, 1963, 646с.
  2. H.A. Очистка концентрированных промышленных сточных вод. М.: Госстройиздат, 1958., 235с.
  3. А.И., Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. Канализация промышленных предприятий. М.: Госстройиздат, 1962 г., 603с.
  4. А.И., Демидов Л. Г., Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. Канализация промышленных предприятий. М.:Изд. Лит-ры по строительству, 1969 г., 374с.
  5. C.B., Шубов Л. Я. Обогащение редких и цветных металлов. М.: Недра, 1976 г., 368с.
  6. P.A., Юфин В. А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов. М.: Недра, 1987 г., 223с.
  7. В.Г., Иоакимис Э. Г., Монгайт И. Л. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов. М.: Химия, 1985 г., 255с.
  8. В.А. Очистка сточных вод и уплотнение осадков целлюлозно-бумажного производства.//Лесная промышленность, 1983 г., N5, с. 16−18.
  9. В.П., Ильинский A.A. Основы техники очистки жидкостей от механических загрязнений. М.: Химия, 1982 г., 270с.
  10. A.M., Клименко H.A., Левченко Т. М., Марутовский С. Т., Рода И. Г. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении. М.: Химия, 1983 г., 287с.
  11. Очистка производственных сточных вод. Под редакцией Турского Ю. И., Филиппова И. В. Л.: Химия, 1967 г., 331с.
  12. В.Д., Ксенофонтов Б. С. Очистка производственных сточных вод и утилизация отходов. М.: Химия, 1988 г., 112с.
  13. В.А., Шмитд Л. И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л.: Химия, 1977 г, 464с.
  14. М.А., Леонов Б. М., Страшко Т. К. Очистка сточных вод и переработка шлама фосфорных заводов. Л.: Химия, 1973 г., 51с.
  15. В.И. Очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности. Киев: «Будивельник», 1972 г., 185с.
  16. И.С. Обработка осадков сточных вод. М.: Стройиздат, 1988 г., 257с.
  17. В.А. Фильтрование. М.: Химия, 1980 г., 398с.
  18. Т.А., Кобринский И. А., Кирсанов О. С., Рейнфарт В. В. Разделение суспензий в химической промышленности. М.: Химия, 1983 г., 263с.
  19. И.М. Фильтрование с применением вспомогательных веществ. Киев.: Изд. «Техника», 1976 г., 192с.
  20. И.М., Воробьев Е. И., Вьюн В. И. Гидро-динамическая теория фильтрования суспензий. Киев: «Высшая школа», 1986 г., 167с.
  21. Ruston A. Liquid-solid separation resent research evaluted // Filter / and Separ., 1976, V.13, N6, p.573−576,578.
  22. Bowling K. Filtration and of solids from liquids. // PACE, 1974, V.27, N3, p. 13−20.
  23. Т.А. Разделение суспензий в промышленности органического синтеза. М.: Химия, 1971 г., 318с.
  24. Зигель 3. Фильтрация. М.: Гонти, 1939 г., 172с.
  25. А.Б. Физика течения жидкости через пористые среды. М.: Гостоптехиздат, 1960 г., 249с.
  26. Jrace Н.Р. Resistance and compressibility of bilter cakes. // Chem. Engng. Progr., 1963, V. 49, N6, p. 303−318, N7, p. 367−377.
  27. Ю.М. Фильтрация малоконцентрированных суспензий. М.: АН СССР, 1961 г., 212с.
  28. П.А. Физико-химическая механика новая пограничная область науки. М.: Знание, 1958 г., 64с.
  29. Filler F.M. The role of porosity in filtration III Variable-pressure, variable-rate filtration // ALCHE Gournal, 1958, V.4, N2, p. 170−174.
  30. Willis M.S., Fosun I.A. Gigorous cake filtration theory // Chem. Engng. Sei., 1980, V.35, p.2427−2438.
  31. H.M., Полыпин Д. Б. Теоретические основы механики грунтов и их практическое применение. М.: Госстройиздат 1948 г., 248с.
  32. Развитие исследований по теории фильтрации в СССР. Под ред. П.Я. Полубариновой-Кочиной. М.: Наука, 1969 г., 546с.
  33. В.А. Основы механики грунтов. М.: Госстройиздат, 1959 г., т.2, 549с.
  34. A.A. Деформация полимеров. М.: Химия, 1973 г., 448с.
  35. П.Н. Исследование процессов фильтрования и обезвоживания осадков суспензий при постоянном перепаде давлений. Автореф. дис. канд. техн. Наук. Харьков, 1975 г., 18с.
  36. Ю.В., Жужиков В. А. Влияние концентрации суспензии на удельное сопротивление осадков при фильтровании.// Хим. пром., 1967 г., N5, с.68−71.
  37. A.A. Уравнения фильтрования с учетом перераспределения давлений между сжимаемым осадком и фильтровальной перегородкой.// Теорет. основы хим. техн-гии, 1975 г., т.9, N4, с.627−630.
  38. Atsume H., Akiyama F.A. Study of cake filtration. Formulation as a atafan problem. // g. Chem. Eng. Japan, 1975, V.8, N6, p.487−492.
  39. М.Г., Битов B.M. Гидродинамическая теория фильтрации аномальных жидкостей. М.: Наука, 1975 г., 200с.
  40. П.Г., Курочкина М. И. Гидродинамические процессы химической технологии. JL: Химия, 1982 г., 288с.
  41. Brysrewski С. Einflub der anfangsperiode auf die dynamir der Kuchen-filtration.// Chem./ Techn., 1979, V.31,N6, 5, s.300−302 .
  42. H.A. Дифференциальные уравнения движения пульпы.// Докл. АН СССР, 1956 г., т.86, N2, с.47−53.
  43. Ф.И. К теории движения взвешенных наносов. // Докл. АН СССР, 1953 г., т. 10, N2, с.25−28.
  44. Х.А. Основы гидродинамики взаимопроникающих движений.// Прикладная матем. и мех., 1956 г., т.20, N2, с.7−12.
  45. Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука, 1978 г., 336с.
  46. С.И. Уравнения гидродинамики для двухфазных смесей.// Изв. ВИНИТ, 1969 г., т.91, с.3−11.
  47. И.Н., Жужиков В. А., Кобринский И. А. О математическом описании процесса разделения суспензий фильтрованием.// Теор. осн. хим. технолог., 1981 г., т.15, N1, с.94−97.
  48. И.Н., Жужиков В. А., Раих М. А., Кобринский И. А. Обобщенные уравнения фильтрования и методы их решения.// Теор. осн. хим. технолог., 1985 г., т.9, N3, с.375−383.
  49. Т.А. О закономерностях фильтрования и обезвоживания осадков при разделении высокодисперсных суспензий.// Теор. осн. хим. технолог., 1975 г., т.9, N1, с.76−81.
  50. М. Определение постоянных в уравнениях фильтрования при переменном сопротивлении осадка.// Хим. и нефт. машиностроение, 1976 г., N7, с. 13−14.
  51. A.M., Кафаров В.В, Шмелев С. А. Исследование образования осадка на фильтре при потере частиц твердой фазы суспензии с фильтром.//Журн. прикл. химии, 1979 г., т.52, N2, с.328−334.
  52. В.Н. Механика пористых и трещеноватых сред. М.: Недра, 1984 г., 1984, 231с.
  53. Л. Реологические проблемы механики грунтов. М.: Стройиздат, 1976 г., 485с.
  54. И.М., Воробьев Е. И. Задача Стефана в фильтровании с учетом сжимаемости осадка и ускорения жидкой фазы./ЛГеор. основы хим. технологии, 1982 г., т. 16, N1, с.70−77.
  55. Е.И., Тарасенко А. П. Влияние сжимаемости осадка на закономерности процесса фильтрования суспензий.// Теор. основы хим. технологии, 1987 г., т.21, N4, с.507−513.
  56. А.И. О фильтровании суспензий с образованием сжимаемого осадка.//Журн. прикл. химии, 1986 г., т.59, N7, с.1520−1523.
  57. В.В., Малиновская Т. М. О возможности моделирования процесса фильтрации на основе анализа структуры осадка.// Хим. пром., 1956 г., N8, с.34−41.
  58. Е.И., Федоткин И. М. Метод расчета удельного сопротивления сжимаемого осадка.//Хим. машиностроение, 1979 г., N30, с. 13−17.
  59. Воробьев Е. И Исследование процесса фильтрования с образованием сжимаемого осадка и применение пульсационных колебаний для повышения эффективности работы фильтров сахарного производства.// Автореф. дис. канд.техн. наук, К., 1980 г., 22с.
  60. Воробьев Е. И Модель процессов фильтрования суспензий сосжимаемыми осадками.// Теор. основы хим. технологии, 1983 г., т. 17, N2, с.147−153.
  61. Е.И., Федоткин И. М. Расчет оптимального давления фильтрования на основе исследования фильтрационных параметров суспензии.// Хим. и нефт. машиностроение, 1984 г., N5, с.24−25.
  62. А.М. Современное состояние теории промышленного фильтрования и вспомогательных процессов.// Процессы и аппараты хим. технологии. Итоги науки и техники, 1979 г., т.6, с.3−115.
  63. A.C. К вопросу о методах математического описания процеса фильтрования с образованием осадка.// Тр. Ленингр. научн.-исслед. и проект, ин-та основн. хим. пром-ти, Л., Деп. в ОНИИТЭХИМ, Черкассы, 1975 г., N615/75, с. 29.
  64. A.C. О макромоделировании процесса фильтрования.// Тр. Ленингр. научн.-исслед. и проект, ин-та основн. хим. пром-ти, Л., 1976 г. вып.26, с.115−118.
  65. И.И., Жужиков В. А. Исследование процесса разделения суспензий в фильтре с предварительно нанесенным слоем вспомогательного вещества. // Хим. Пром-ть, 1973 г., № 6, с 35−39.
  66. И.М., Воробьев Е. И. Линейная нестационарная и пульсируящая фильтрация с учетом намыва слоя, его сжимаемости и изменения давления в скелете.// Фильтрация воды в пористых средах.:Докл.III Междунар. симпоз. Киев, 1978 г., ч.2, с.68−75.
  67. Smilles D.E., Rosental MJ. The movement of water in swelling materials.// Aust. g. soil Res., 1968, N6, p.237−248.
  68. Smilles D.E., Poulos H.Y. The one-dimensional consolidation of Columns of soil finife length.// Aust. g. soil Res., 1969, N7, p.285−291.
  69. Smilles D.E. Steady flow experiments in saturated cloys.// Aust. g. soil Res., 1969, N7, p.91−98.
  70. Smilles D.E. A theory of constant pressure filtration.// Chem. Eng. Sci., 1970, V.25, N6, p.985−996.
  71. K.O., Майерс Дж.е. Гидродинамика, теплообмен и массообмен. М.: Недра, 1966 г., 728с.
  72. В.А. Определение фильтрационных констант.// Хим. пром-ть, 1948 г., N9, с.275−280.
  73. Т.А., Найдорф Л. Ш. О методах определения величины удельного сопротивления осадка при фильтровании суспензий.// Хим. и нефт. машиностроение, 1985 г., N6, с.26−28.
  74. В.П., Мухин И. Н. Исследование зависимости удельного сопротивления осадка от давления фильтрования.// Хим. и нефт. машиностроение, 1977 г., N9, с. 19−21.
  75. Г. М. Формование многослойного картона.// Лесная промышленность, 1982 г., N4, с.70−73.
  76. Г. И., Ентов В. М., Рыжик В. М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М.: Недра, 1984 г., 207с.
  77. И.А. Подземная гидрогазодинамика. М.: Гостоптехиздат, 1963 г., 396с.
  78. Р.И. Динамика многофазных сред. Часть II. М.: Наука, 1987 г., 359с.
  79. Д.А. Исследование фильтраций неоднородных систем. М.: Гостоптехиздат, 1963 г., 315с.
  80. В.Л., Кац Р.М. Гидродинамические расчеты взаимного вытеснения жидкостей в пористой среде. М.: Недра, 1980 г., 264с.
  81. М. Физические основы технологии добычи нефти. М.-Л.: Гостоптехиздат, 1953 г., 315с.
  82. Р. Течение жидкостей через пористые материалы. М: Мир, 1964 г., 512с.
  83. О.Л. Процессы промывки осадков. М.: Недра, 1973 г., 216с.
  84. А.В., Муллануров Ф Ш. Замещение капиллярно-связанной жидкости растворителем в пористой среде.// Сб. исследования по подземной гидродинамики, вып.8 Изд. Каз. ун-та. Казань, с.47−56.
  85. Г. А., Альтшуллер М. А. Введение в капиллярно-химическую технологию. М.: Химия, 1983 г., 263с.
  86. Полубаринова Кочина П. Я. Теория движения грунтовых вод. М.: Наука, 1977 г., 663с.
  87. А.Ф., Араманович. Краткий курс математического анализа. М.: Наука, 1967 г., 736с.
  88. ДвайтГ.Б. Таблица интегралов. М.: Наука, 1973 г. 228с.
  89. Разработанные методики позволили подобрать оптимальные параметры процесса очистки суспензии от волокон целлюлозы.
  90. Созданные Шарашутдиновой A.B. методики позволили сократить время на отработку процесса очистки суспензий на барабанном вакуум-фильтре,' что дало возможность сократить материальные затраты. йачалькик отд. iCiu, к. т. «А F.H.Яруллин
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?