Оптимизация процесса очистки сточных вод постов мойки автотракторной техники по энергетическим затратам

Рассмотрен процесс очистки нефтесодержащих стоков с применением электрокоагуляции, электрофлотации и электромагнитного гидроциклона, реализованный на лабораторной установке (патент Республики Беларусь на изобретение № 21229). Исследования проводились с целью оптимизации удельных энергозатрат процесса очистки стоков от топливно-смазочных веществ. Методами исследования являлись обзор литературы, сравнительный анализ, эксперимент, математическое моделирование. Содержание нефтепродуктов в сточных водах до и после очистки оценивалось в аналитической лаборатории Белорусского государственного аграрного технического университета по стандартным методикам. Выполнена очистка нефтесодержащих стоков на лабораторной установке с помощью метода электрофлотокоагуляции с удалением всплывшего шлама в электромагнитном гидроциклоне. Данный способ очистки позволяет повысить степень обеззараживания воды, обеспечивает замкнутое водоснабжение, рациональное использование водных ресурсов, снижение вредного воздействия загрязняющих веществ на окружающую среду. Проведено планирование эксперимента. Реализован трехуровневый план Бокса – Бенкена. Решена задача оптимизации процесса очистки по энергетическим затратам, не ухудшая требуемых показателей концентрации нефтепродуктов в воде после очистки. Получены математические модели и определены оптимальные режимы очистки при наименьших удельных энергетических затратах и достаточно высокой степени очистки. Значимость коэффициентов регрессии оценивалась по критерию Стьюдента. Установлено, что на предложенной установке степень очистки стоков постов мойки автотракторной техники можно достичь при ее производительности G = 0,7 л/с, плотности тока j = 150 А/м2. Степень очистки, определяемая отношением концентраций загрязнителя до и после очистки, составляет 99,9 %. Результаты могут быть использованы при реализации микропроцессорного управления режимом очистки, приняв в качестве управляющего воздействия такие факторы, как исходная концентрация загрязнений, производительность установки, плотность тока электрофлотокоагулятора.

1. Крутов, А. В. Очистка сточных вод постов мойки сельскохозяйственной техники с использованием электрических и магнитных полей / А. В. Крутов, М. А. Бойко // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: тр. 5-й Междунар. науч.-техн. конф., 16–17 мая 2006 г., г. Москва: в 5 ч. М.: ГНУ ВИЭСХ, 2006. Ч. 2. Энергосберегающие технологии в растениеводстве и мобильной энергетике. С. 230–233.

2. Крутов, А. В. Удаление взвешенных частиц в очистном электромагнитном гидроциклоне / А. В. Крутов, М. А. Бойко // Агропанорама. 2016. №2. С. 13–18.

3. Мосин, О. В. Технологический расчет установок электрокоагуляции воды / О. В. Мосин // Сантехника, отопление, кондиционирование. 2014. № 4. С. 62–85.

4. Моделирование промышленных электрофлотаторов с учетом структуры потоков / А. Б. Голованчиков [и др.] // Известия ВолгГТУ. 2007. № 9. С. 15–17.

5. Авдеев, Б. А. Анализ воздействия магнитного поля на процесс сепарации в гидроциклонах / Б. А. Авдеев // Технический аудит и резервы производства. 2013. Т. 13, № 5/4. С. 45–47.

6. Разин, В. М. Математическая модель процесса движения заряженной частицы в веществе при наличии магнитного поля / В. М. Разин // Известия ТПУ. 2003. № 7. С. 44–47.

7. Ксенофонов, Б. С. Флотационная очистка сточных вод / Б. С. Ксенофонов. М.: Новые технологии, 2003. 160 с.

8. Костин, В. Н. Оптимизационные задачи электроэнергетики / В. Н. Костин. СПб.: Недра, 2003. 120 с.

9. Шантарин, В. Д. Оптимизация процессов электрокоагуляционной доочистки питьевых вод / В. Д. Шантарин, В. В. Завьялов // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды: обзорная информация. 2003. № 5. С. 62–85.

10. Севернев, М. М. Энергосберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве / М. М. Севернев. Минск: Ураджай, 1994. 221 c.

11. Мельников, С. В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С. В. Мельников, В. Р. Алешкин, П. М. Рощин. Л.: Колос, 1980. 168 с.