Проєкт дільниці кавітаційного очищення стічних вод від ароматичних сполук на ВАТ "Карпатнафтохім"
Автор: Кірда Роман Юрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Технічна електрохімія
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Магістерська кваліфікаційна робота присвячена розробленню процесу кавітаційного очищення стічних вод від ароматичних сполук із застосуванням електрохімічного генерування активного окисника – атомарного оксигену. Проведено огляд методів очищення стічних вод від органічних сполук. На підставі джерел літератури наведена характеристика основних методів очищення стічних вод, а також переваги і недоліки кожного з цих методів. Зокрема, зазначено, що значну практичну цікавість викликає поєднання методів кавітації та електрохімічного окиснення органічних сполук. У роботі описані фізико-хімічні властивості бензену і толуену, як основних представників ароматичних сполук, які присутні у стічних водах органічних виробництв і перероблення кам’яного вугілля.. Наведено відповідні рівняння реакції, які характеризують властивості ароматичних сполук. На основі аналізу джерел інформації сформульовано теоретичні головні засади кавітаційного очищення стічних вод від ароматичних сполук. За підставі інформації з джерел літератури та рівнянь реакцій описано механізм кавітаційного розкладу бензену та його гомологів, зокрема з генеруванням активного кисню електрохімічним методом. Встановлено, що за наведеним ймовірним механізмом розкладу бензену відбувається поступове його окиснення до кінцевих стабільних продуктів (води та вуглекислого газу), які знижують величину ХСК середовища. У роботі наведено матеріальні розрахунки, результати яких зведено у таблицю матеріального балансу. В якості основного апарату запропоновано використання гідродинамічного кавітатора струменевого типу, розробленого на кафедрі хімії і технології неорганічних речовин Національного університету «Львівська політехніка». На підставі теоретичних даних описано конструкцію та характерні особливості роботи такого кавітатора. Опираючись на проведені розрахунки основного апарату, обґрунтовано, що цей процес слід здійснювати у 10 гідродинамічних кавітаторах (9 розташовані паралельно і працюють одночасно, а десятий – резервний). Це забезпечить ефективний розклад бензену та необхідну продуктивність технологічної лінії з очищення промислових стічних вод. За допомогою проведених розрахунків та літературних даних підібрано допоміжне обладнання для реалізації процесу кавітаційного очищення стічних вод від сполук ароматичного ряду. Наведено відповідна характеристика допоміжного обладнання для ефективної реалізації процесу. Економічна доцільність та висока продуктивність обладнання дає змогу розкрити суть даної технології. На підставі огляду джерел інформації та виконаних розрахунків розроблено принципову технологічну схему проекту дільниці очищення стічних вод від ароматичних сполук. Сформульовано технологічні засади процесу кавітаційного очищення стічних вод від ароматичних сполук, зокрема, визначено технологічні параметри здійснення цього процесу. З метою зменшення можливості корозії комунікацій ця технологічна схема повинна бути реалізована як локальні очисні споруди безпосередньо на підприємстві, де утворюються ці стічні води. Для ефективнішого розкладу бензену у технологічній схемі запропоновано використання ежекторів, за допомогою яких підсмоктується повітря в потік стічної води, випрямлячів для живлення електродів, які одночасно відіграють роль сопел для подачі стічної води у кавітатор з необхідною швидкістю для виникнення кавітації, а також відповідного тиску на вході у кавітатор. Аналіз джерел інформації щодо методу очищення стічних вод, зокрема від бензену і толуену, дає змогу сформулювати твердження про те, що кавітаційний розклад відповідних сполук відбувається без утворення побічних продуктів – відходів процесу. Магістерська кваліфікаційна робота виконана з дотриманням основних вимог з техніки безпеки і охорони праці. На основі аналізу основних шкідливих і небезпечних факторів під час проведення кавітаційного очищення розроблено систему заходів. Зокрема, для усунення забруднення повітря робочої зони передбачено місцеву витяжну вентиляцію. А для зниження рівня шуму запропоновано використання звукоізоляційного кожуха. З огляду на джерела літератури проведено розрахунки головних техніко-економічних показників кавітаційного очищення стічних вод від ароматичних сполук. Розраховано економічну ефективність запропонованої технології дільниці кавітаційного очищення, яка становить 1020231 грн. на рік, що доводить високу економічну доцільність запропонованої технології. Магістерська кваліфікаційна робота складається з пояснювальної записки обсягом 75 сторінок друкованих аркушів формату А4 і графічної частини (5 креслень А1 формату). Ключові слова: стічна вода, бензен, електрохімічне окиснення, кавітація