CC BY
24
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 8 / 2018.
УДК 628.335
Т.А. Курилина, кандидат технических наук, доцент кафедры «Инженерные системы зданий и сооружений» СФУ ИСИ
г. Красноярск, РФ Е-mail: [email protected] С.А. Курилина, магистр,
инженер кафедры «Строительные материалы и технологии строительства», СФУ ИСИ
г. Красноярск, РФ Е-mail: [email protected] С.С. Курилин, магистр, инженер по эксплуатации сооружений и оборудования водопроводно-канализационного хозяйства I категории, ОАО «РЖД»
г. Красноярск, РФ Е-mail: [email protected]
ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА ОМЕДНЕНИЯ
Аннотация
В изложенном материале рассматривается возможность использования современного реагента-осадителя для обезвреживания сточных вод, содержащих ионы меди, дается его характеристика и возможность автоматизации процесса.
Ключевые слова:
Экология водных ресурсов, ионы тяжелых металлов, реагентное обезвреживание, водопользование,
водопотребление, водные объекты, омеднение.
Ионы меди, образующиеся в процессе гальванопроизводства, очень вредно влияют на экосистему. Для их обезвреживания в отечественной практике наиболее часто применяется реагентный метод. Основное его достоинство - небольшая чувствительность к начальному содержанию загрязнений, а основной недостаток - большой расход реагентов и невысокое значение степени очистки, что вызывает необходимость в доочистке. Это и обуславливает разрабатывать и реализовать современные технологии очистки стоков от тяжелых металлов, позволяющие обеспечить высокую эффективность процессов очистки, а также возможность создания на основе замкнутого цикла водопользование [1].
Задачей исследований являлось определение оптимальных доз современного реагента-осадителя AMERSEP MP7, широко используемого в Европейской части РФ, изучение физико-химических свойств реагента и экспериментальное планирование для выявления основных факторов, влияющих на исследуемый процесс реагентной обработки и характеризующие его выходные параметры для обеспечения эффективной и экономически целесообразной работы очистных сооружений гальванических цехов.
С целью отработки режимов очистки образующихся медьсодержащих промывных стоков гальванических цехов промышленных предприятий была приготовлена модельная сточная жидкость с
Си2+ Си2+ исходной концентрацией, характерной для цехов омеднения: Сисх =32,8 мг/дм3 Сисх =60 мг/дм3;
Си2 + Си2 + Си2+
Сисх. =100 мг/дм3; Сисх =140 мг/дм3 Сисх =167,2 мг/дм3 и обработана реагентом AMERSEP MP7,
что позволило снизить концентрацию ионов меди в сточной воде.
С целью изучения свойств реагента был проведен термогравиметрический анализ реагента, высушенного при 100 0 С на приборе STA 449 F1 (синхронный термический анализатор), фирмы NETZSCH (Германия) при нагревании до 1000° С.
В качестве реагента применялся запатентованный продукт на основе жидкого политиокарбоната
{ ' }
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 8 / 2018.
натрия (ПТКШ) [2-5].
AMERSEP МР7 - реагент, содержащий 25-40% раствора политиокарбоната натрия (Na2CS4), широко применяется для удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод, обладает малой токсичностью по сравнению с традиционными осадителями.
Политиокарбонат натрия Na2CS4 - соль тиоугольной кислоты, структурная формула ПТК№ показана на рисунке 1.
Рисунок 1 - Структурная формула ПТКШ
Предлагаемый реагент за счет сильного комплексообрузующего действия образует соединения с различными ионами тяжелых металлов, т.к. цистиннаяй связь ^^ [6] распадается.
В большинстве случаях AMERSEP МР7 не вступает в реакцию с хелатными и секвестрирующими добавками и, поэтому, может быть использован в качестве замены существующим методикам очистки или на конечной стадии процесса очистки, для удаления остаточных металлов в сточных водах. При термическом разложении реагента происходит выделение газов SO2 и SOз.
Термограмма изучаемого реагента имеет сложный характер с множеством эндоэффектов и экзоэффектов (рис. 2).
ТГ - термогравиметрическая кривая; ДТА - дифференциальный термический анализ; ДСК-
дифференциально сканирующая кривая.
Рисунок 2 - Термограмма реагента
Эндоэффект при t=1030 С сопровождается выделением воды и происходит с уменьшением массы. Экзоэффекты в интервале температур 350 - 625 0 С происходят с резким уменьшением массы за счет выделения окислов SO2 и SOз и углекислого газа СО2. Экзоэффекты при t=7840 С и 8040 С сопровождаются увеличением массы возможно за счет образования оксидов металлов (в основном ^20).
Было проведено планирование эксперимента с использованием метода рототабельного плана второго порядка Бокса-Хантера.
В качестве факторов, от которых зависит процесс очистки от ионов меди Си2+ в стоках, были приняты
-( о )-
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 8 / 2018.
следующие: x\ - исходная концентрация ионов Cu2+ в стоках, мг/дм3; Х2 - доза реагента Amersep MP7 мг/дм3; Х3 - величина рН. В качестве выходных оценочных критериев приняты: у1 - остаточная концентрация ионов Cu2+, мг/дм3; у2 - объем осадка, %.
Факторы и уровни их варьирования были выбраны на основе предварительных исследований, затем были рассчитаны коэффициенты уравнений регрессии второго порядка и их ошибки. В результате обсчета экспериментальных данных были получены уравнения регрессии, адекватность которых проверялась по критериям Фишера:
j1=-0,511+0,004x1-20,488x2+0,432x3-0,094x1X2-0,0004x2X3+3,621x1X3+0,00009x12-27,144x22-0,0488x32 .у2=-5,664+0,062х1-68,6х2+1,969х3+0,032х1х2-0,0037х2х3+6,134х1х3-0,0000425х12+25,264х22-0,13х32 Как видно из уравнений, наибольшее влияние на процесс обезвреживания стоков оказывают доза реагента AMERSEP MP7, величина рН и в меньшей степени - исходная концентрация ионов меди в модельной жидкости.
По уравнениям регрессии проведена оптимизация [7]. Получены диаграммы (рис. 3), позволяют регулировать процесс в автоматическом режиме.
а). 6).
а - 32 мг/дм3; б - 60 мг/дм3; в - 100 мг/дм3; г - 140 мг/дм3; д -167 мг/дм3
Рисунок 3 - Регулировочная диаграмма для сточных вод с концентрацией
Полученные данные позволяют реконструировать очистные сооружения с заменой традиционных химических реагентов на современный реагент и проводить процесс обезвреживания в автоматическом режиме.
СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 8 / 2018.
Список использованной литературы:
1. Гарбер М.И. Ресурсосберегающие технологии гальванических покрытий. М.: Машиностроение, 1988г. -58 с.
2 Pat. US 5649895 A. Stabilization of heavy metals in ash / Kathleen Ann Fix, Mark Gerard Kramer; Ashland Inc.
- US 08/601,484; date of Patent: 14.02.96; publ. 22.07.97. - 4 p.
3. Pat. US 5710361 A. In-situ treatment of waste stacks, soils or earth materials to immobilize metals contained therein / Joseph G. Harrington, Roger B. Humberger, Michael L. Orr, Charles H. Schwartz; J. R. Simplot Company.
- US 08/772,174; date of Patent: 18.12.96; publ. 20.01.98. - 4 p.
4. Pat. US 6309338 B1. Method and plant for the treatment and stabilization of materials containing environmentally noxious constituents / Thomas Hojlund Christensen; Babcock & Wilcox Volund Aps. - US 09/242,928; date of Patent: 27.08.97; publ. 30.10.01.
5. Pat. US 6797195 B1. Method for recovering and separating metals from waste streams / Lawrence Kreisler; Lawrence Kreisler. - US 08/948,273; date of Patent: 09.10.97; publ. 28.09.04. - 9 p.
6. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия / Н.С. Ахметов. - Москва: Академия, 2001. - 743 с.
7. Вознесенский, В.А. Современные методы оптимизации композиционных материалов. В.А. Вознесенкий, В.Н. Выровой, В.Я. Керш - Киев. Будивельник, 1983. - 144 с.
© Курилина Т.А., Курилина С.А., Курилин С.С., 2018
УДК 621.396.6
М. А. Скрипкина
канд. пед. наук, сотрудник Академии ФСО России
И.А. Карабцев сотрудник Академии ФСО России г. Орел, РФ E-mail: [email protected]
ВЫПОЛНЕНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ СХЕМ НА АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Аннотация
В статье представлены общие правила выполнения и оформления проектно-технических документов, разрабатываемых при создании автоматизированной системы управления (АСУ). Схемы, входящие в техническую документацию на АСУ, должны быть выполнены в соответствии с нормативными требованиями государственных стандартов РФ. В частности, необходимо руководствоваться как нормативными документами, относящимися к комплексу стандартов на автоматизированные системы управления, так и Единой системе конструкторской документации (ЕСКД).
Ключевые слова
Автоматизированная система, автоматизированная система управления, техническая документация АСУ, проектно-техническая документация.
Нормоконтроль выпускной квалификационной работы (ВКР) включает проверку графических и текстовых документов на соответствие нормам, требованиям и правилам, установленных государственными стандартами РФ по выполнению и оформлению конструкторской и программной документации.
Оценка графических документов дипломных проектов показывает, что в ВКР проводится разработка не только конструкторских и программных документов, но и проектной документации на
