Моделирование энерго- и ресурсосберегающего процесса сушки активного ила
Введение
Осадки городских сточных вод являются потенциальным источником загрязнения объектов окружающей среды, в том числе поверхностных вод, питьевой воды и почвы. При попадании не обезвреженного илового осадка в окружающую среду возникает эпидемиологическая опасность для населения за счет распространения возбудителей инфекций.
Распределение иловых осадков по направлениям их утилизации в различных странах варьируется. В США 36% всех отходов утилизируются путем переработки в удобрения, 16% – сжигается, 10% – вывозится на иловые поля, 38% – утилизируется в аэротенках. Ситуация в Западной Европе складывается следующим образом: 33% – преобразуют в удобрения (с перспективой к повышению), 15-20% – депонируют на иловых площадках (с дальнейшим сокращением доли в связи с рядом экологических законов), 4-11% – сжигается (с перспективой на дальнейшее развитие), до 10% – используется в рекультивации ландшафтов, 1-3% – компостируется.
Оглавление
Введение7
1 Обзор (анализ) научной, технической и патентной литературы9
1.1 Виды и состав осадков9
1.2 Свойства осадков16
1.3 Методы обработки осадков сточных вод18
1.4 Обзор известных современных конструкций сушильного оборудования.23
2 Технология сушки активного ила40
2.1 Технологическая линия и комплексы оборудования для сушки активного ила.40
2.2 Модернизация пенного аппарата в линии сушки активного ила43
2.3 Описание устройства и работы сушилки кипящего слоя45
3Расчет сушилки с псевдоожиженным слоем47
3.1 Определение расхода воздуха, скорости газов и диаметра сушилки47
3.2 Определение высоты кипящего слоя54
3.3 Гидравлическое сопротивление сушилки60
4 Прочностной расчет сушилки кипящего слоя61
4.1 Расчет на прочность элементов корпуса аппарата при действии внутреннего давления63
4.1.1 Расчет конической обечайки, нагруженной внутренним давлением63
4.1.2 Расчет цилиндрической обечайки, нагруженной внутренним давлением66
4.1.3 Расчет внешнего кожуха, нагруженного внутренним давлением67
4.2 Укрепление отверстия70
4.3 Расчет опор71
5 Экспериментальные исследования73
5.1 Описание объекта исследования73
5.2 Составление плана экспериментальных исследований78
5.3 Описание экспериментальной установки79
5.4 Методика проведения эксперимента81
5.5 Полученные экспериментальные данные82
5.5.1 Анализ результатов эксперимента84
5.5.2 Корреляционный анализ экспериментальной зависимости гидравлических сопротивлений от скорости воздуха87
Вывод по экспериментальным исследованиям91
6 Безопасность жизнедеятельности и экологичность производства93
6.1 Общая характеристика производства93
6.1.2 Характеристика взрыво–пожароопасности при сушке активного ила96
6.1.3 Возможные инциденты, аварийные ситуации, способы их предупреждения и устранения.100
6.1.4 Обоснование и выбор необходимых микроклиматических условий в рабочей зоне.100
6.2 Обеспечение экологической безопасности
Список использованных источников
1Николаева, Л. А. Энерго- и ресурсосберегающая технология утилизации шлама химводоочистки ТЭС / Л. А. Николаева, А. З. Хусаенова // Теплоэнергетика. – 2014. – № 5. – С. 69.
2Способы очистки сточных вод [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://alternativa-sar.ru/tehnologu/organizatsiya-i-tekhnologii-pishchevykh-proizvodstv/zueva-zartsyna-ekozashchitnye-tekhnologii/2647-glava-3-sposoby-utilizatsii-osadkov-stochnykh-vod. – (дата обращения 21.11.21).
3 Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод: учебник для вузов / Ю.В. Воронов, С.В. Яковлев. – М.: Изд-во АСВ, 2008. – 704 с. 2. СП 32.13330.2012. Канализация. Наружные сети и сооружения. – Введ. 01.01.2013. – М.: Минрегион России, 2012. – 97 с.
4 Канализация населенных мест и промышленных предприятий: Справочник проектировщика / под ред. В.Н. Самохина. – М.: Стройиздат, 1981. – 629 с.
5 Алексеев В.И. Проектирование сооружений переработки и утилизации осадков сточных вод с использованием элементов компьютерных информационных технологий: учебное пособие / В.И. Алексеев, Т.Е. Винокуров, Е.А. Пугачев. – М.: Изд-во АСВ, 2003. – 176 с.
6 Благоразумова А.М. Обработка и обезвоживание осадков городских сточных вод: учебное пособие. – СПб.: Изд-во Лань, 2014. – 208 с. 6. Обработка и утилизация осадков природных и сточных вод: учебное пособие / В.И. Кичигин, Е.Д. Палагин. – Самара, 2008. – 204 с.
7 Рубчак И.Ю., Сирота М.Н. Сооружения для обработки городских сточных вод. Проектирование, строительство и эксплуатация. – М.: Стройиздат, 1978. – 116 с
8Пат. 2446371 Российская Федерация, МПК F26B 17/02. Устройство для сушки осадка, активного ила или отстоя промышленных и бытовых сточных вод / Ю. В. Колесник, Ю. М. Мешенгиссер, М. С. Журба ; заявитель и патентообладатель Научно-производственная фирма с ограниченной ответственностью "Экополимер". - № 2010123609/02 ; заявл. 09.06.2010 ; опубл. 27.03.2012.
9 Пат. 2348878 Российская Федерация, МПК F26B17/10. Сушилка кипящег
Газораспределительная решетка 3, установленная на пружинах переменной жесткости 9 и отделенная от корпуса 1 гофрированной манжетой 12, совершает резонансные вертикальные колебания, что интенсифицирует тепло- и массообмен между высушиваемым материалом и сушильным агентом.
1 – корпус; 2 - пульсатор; 3 – решетка; 4,5,7 – патрубки;
6 – питатель; 8 – опоры; 9 – пружины; 10 – уголки;
11 – дутьевая камера; 12 –манжета.
Рисунок 7 – Сушилка пульсирующего слоя
Готовый продукт выводится из корпуса 1 через патрубок 7, а отработанный сушильный агент выводится через отводящий патрубок 5.
При этом при воздействии промежуточных значений масс высушиваемого материала на газораспределительной решетке также происходят резонансные колебания с высокой амплитудой. Следовательно, при любой массе материала на газораспределительной