Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИССЕРТАЦИЯ, ЭКОЛОГИЯ

Обеспечение экологической безопасности при компостировании отходов крупного рогатого скота с использованием автоматических систем контроля

irina_k200 2670 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 89 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 17.09.2020
Целью исследований является: повышение эффективности очистки газов в биологическом фильтре посредством использования системы орошения. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Провести оценку различных конструкций биологических фильтров и используемых в них систем автоматизации; 2. Провести теоретические исследования по определению коэффициента проницаемости и коэффициента фильтрации пористого материала; 3. Провести экспериментальные исследования по оценке коэффициента проницаемости путем измерения потерь давления, а также изучить влажность, насыпную плотность и потери давления в фильтрующем материале 4. Провести технико-экономическую оценку от применения систем автоматизации. Объект исследования: процесс фильтрации газов в биологическом фильтре. Предмет исследования: системы автоматизации за работой устанвоки биологической очистки воздуха. Методология и методы исследований: Методологическую основу исследований составили существующие методики исследований физико-химического состава компоста, а также частные методики по определению коэффициента проницаемости фильтрующего материала и потерь давления. Обработка экспериментальных данных осуществлялась методами математической статистики с использование пакета прикладных программ Mathcad. В исследованиях применяли серийные приборы для проведения физико-химического анализа (лабораторное оборудование), а также температуры, скорости движения и концентрации газов. Апробация результатов: Международной научно-практической конференции «Инженерное обеспечение инновационных технологий в АПК» 2017-2019 гг, Международной конференции «Тенденции развития агропромышленного комплекса глазами молодых ученых» 2 марта 2018 г. (г. Рязань), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 100-летию высшего аграрного образования на Урале, ФГБОУ ВО «Пермский государственный аграрно-технологический университет имени академика Д. Н. Прянишникова» г. Пермь. 26-28 февраля 2019 г., 71-й Международной научно-практической конференции студентов и аспирантов «АПК XXI ВЕКА: ОБРАЗОВАНИЕ, ИННОВАЦИИ, ПЕРСПЕКТИВЫ», г. Мичуринск, 19-21 марта 2019 г., Международной научно-практическую конференцию «Инженерные технологии для устойчивого развития и интеграции науки, производства и образования», г. Тамбов, ФГБОУ ВО ТГТУ, Ассоциация «Объединенный университет имени В.И. Вернадского», 28-31 мая 2019 г., Международной научно-практической конференции «Технические и технологические основы инновационного развития», г. Саратов, 15 августа 2019 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Развитие производственного и научного потенциала отрасли садоводства и питомниководства в Российской Федерации» ( г. Мичуринск, 12-14 сентября 2019 г.); 72 –й Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Мичуринск, 2020 г.). Научную новизну составляют: ? изучение коэффициента пористости и проницаемости фильтрующего материала; ? определение потерь давления в фильтрующем материале различной влажности; ? теоретическое описание процесса фильтрации жидкости через пористый материал с определением коэффициента фильтрации. Публикации: Материалы диссертации отражены в 3 печатных работах. Структура и объем работы. Магистерская диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка, приложения. Работа изложена на 92 страницах машинописного текста, включающего 25 рисунков, 8 таблиц, 1 приложение. Библиографический список включает 67 источников литературы.
Введение

В Тамбовской области по итогам последних 3 лет наблюдается устойчивая тенденция роста производства мяса во всех категориях хозяйств, так в 2018 году по данным Управления сельского хозяйства региона производство мяса во всех категориях хозяйств составило более 500 тысяч тонн [1]. Данные показатели достигнуты за счет строительства крупных животноводческих комплексов с использованием современных технологий и поддержки инфраструктуры. Несмотря на сокращение поголовья крупного рогатого скота выбросы основных загрязнителей от сельскохозяйственных животных остаются актуальной проблемой. Это объясняется рядом причин, одной из основных является концентрация большого количества голов на ограниченной территории, что приводит к увеличению концентрации органических и неорганических загрязнителей в воздухе населенных мест, расположенных в непосредственной близости от животноводческого комплекса. Количество выбросов основных органических и неорганических загрязнителей остается достаточно высоким, средние количество выбросов от крупного рогатого скота в Тамбовской области представлено на рис. 1 и 2. Данные значения достаточно условны, поскольку опираются на среднестатистические данные по выбросам указанных компонентов в расчете на 1 животное [2], ключевых же фактором является тип и рацион питания, вид животного и его порода, например, практически в полтора раза за период 2010-2018 гг. выросла продуктивность дойного стада в сельскохозяйственных предприятиях с 3676 кг в 2010 году до 5500 кг в 2018 г. [1], помимо этого на выбросы оказывает влияние система содержания животных и формирование оптимальных условий микроклимата. Рисунок 1 – Объемы выбросов аммиака и сероводорода от крупного рогатого скота в тамбовской области за период 2015-2018 гг. тыс. м3 Рисунок 2 – Объемы выбросов диоксида углерода и метана от крупного рогатого скота в тамбовской области за период 2015-2018 гг. тыс. м3 Немаловажным фактором является система утилизации отходов животноводства их накопление на ограниченной территории также ухудшает экологическую ситуацию. Увеличивается рост племенного высокопродуктивного стада с 2012 года сельскохозяйственными предприятиями и крестьянско-фермерскими хозяйствами завезено почти 6000 голов племенного молодняка крупного рогатого скота молочного направления импортной селекции, в том числе в 2017 году более 1200 голов. В этой связи становится актуальной задачей не только улавливать выбросы, но и утилизировать их, Использование систем биологической очистки, особенной в пищевой и сельскохозяйственной отрасли набирает все большую популярность в России. Анализ работ отечественных и зарубежных исследователей показал, что для обеспечения эффективной работы биологического фильтра необходимо контролировать несколько основных параметров: 1. определить оптимальный состав фильтрующего материала для развития на нем соответствующих штаммов микроорганизмов способных утилизировать основные типы загрязнений, выделяемых в конкретном технологическом процессе; 2. контролировать оптимальный уровень пористости за счет использования в структуре материала «каркасных» элементов в виде коры деревьев, опилок, древесной щепы, при эксплуатации открытых наземных конструкции биологических фильтров исключать излишнее уплотнение материала за счет работы техники и людей на поверхности фильтра, предотвращать развитие в структуре материала грызунов и патогенной микрофлоры; 3. установить и поддерживать заданный уровень влажности фильтрующего материала, избегать образования анаэробных зон с избыточной влажностью и зон с недостаточной влажностью, значительно снижающих эффективность очистки; 4. обеспечивать сбор фильтрата для его циркуляции по объему фильтрующего материала и поддержание его уровня, снижающегося за счет выноса газового потока. В биологических фильтрах основным элементом, обеспечивающим высокий уровень эффективности очистки является биологическая пленка толщиной 3..5 мм на которой закреплены штаммы микроорганизмов разлагающих химические компоненты газового выброса. Поэтому повышение эффективности очистки газов путем создания и поддержки оптимального уровня влажности для развития микроорганизмов является актуальной задачей.
Содержание

ВВЕДЕНИЕ 6 1 ОБЗОР РАЗЛИЧНЫХ КОНТРУКЦИЙ ФИЛЬТРОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ГАЗООБРАЗНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 12 1.1 Анализ систем поддержания оптимальной влажности 12 1.2 Обзор структуры питательных растворов для оптимизации процесса биологической фильтрации 25 2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФИЛЬТРАЦИИ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ПОРИСТУЮ СРЕДУ 38 2.1 Характеристика основных параметров пористых материалов 38 2.2 Обоснование коэффициента проницаемости и определение его зависимости от пористых свойств фильтрующего материала 46 2.3 Обоснование коэффициента фильтрации 53 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ВЫПУСКНОЙ РАБОТЫ 60 3.1 Разработка методики определения влажности фильтрующего материала 60 3.2 Разработка методики по определению пористости и потерь давления 61 3.3 Разработка методики определения насыпной плотности 63 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 65 4.1 Анализ результатов экспериментальных исследований потерь давления при прохождении воздуха через фильтрующий материал 65 4.2 Анализ результатов экспериментальных исследований по определению коэффициента фильтрации 67 4.3 Анализ результатов исследований насыпной плотности фильтрующего материала 68 4.4 Анализ различных датчиков для контроля за работой установки биологической фильтрации 69 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 77 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 84 ПРИЛОЖЕНИЕ 92
Список литературы

1. Управление сельского хозяйства Тамбовской области URL: http://agro.tmbreg.ru/ 2. Криволапов И.П. Методика экспериментального исследования биологической фильтрации газовых выбросов / И.П. Криволапов // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2011, Ч.2. – С.45-49 3. Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Тамбовской области. Окружающая среда URL: https://tmb.gks.ru/folder/33724 4. Азжуерова М.В., Криволапов И.П., Крестинин Н.Е. Формирование комплекса мероприятий по снижению количества выбросов от крупного рогатого скота в Тамбовской области// Сб. трудов III Междунар. научно-практ. конф. «Статистические методы исследования социально-экономических и экологических систем региона» 30-31 октября 2019 г. 5. Криволапов, И.П. Повышение эффективности очистки воздуха при переработке отходов животноводства путем оптимизации работы биофильтра [Текст] /И.П. Криволапов, М.С. Колдин // Сб. науч. тр. Междунар. науч. практ. конф. Инженерное обеспечение инновационных технологий в АПК 23-25 апреля 2014 г. - Мичуринск: Изд-во Мичуринского госагроуниверситета, 2014 г. – С.120-123 6. Пат. 2108380 Российская Федерация, МПК6 C 12 M, 1/00. Биофильтр [Текст] / Смирнов В.Н., Винаров А.Ю., Соколов Д.П., Новиков А.Н., Портной М.И.: заявитель и патентообладатель Государственное унитарное предприятие Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ; заявл. 26.09.1996; опубл. 10.04.1998. – 6 с. 7. Пат. 2151629 Российская Федерация, МПК6 C 12 M, 1/00. Биоабсорбер для очистки газовоздушных выбросов [Текст] / Винаров А.Ю., Соколов Д.П., Смирнов В.Н.: заявители и патентообладатели Винаров А.Ю., Соколов Д.П.; заявл. 25.05.1999; опубл. 27.06.2000. – 6 с. 8. Пат. 210334 Российская Федерация, МПК6 C 12 M, 1/00. Установка для микробиологической очистки воды и воздуха [Текст] / Винаров А.Ю., Соколов Д.П., Смирнов В.Н., Ипатова Т.В.: заявитель и патентообладатель Государственное унитарное предприятие Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ; заявл. 26.09.1996; опубл. 27.01.1998. – 11 с. 9. Пат. 2156805 Российская Федерация, МПК6 C 12 M, 1/00. Установка биологической очистки газов [Текст] / Винаров А.Ю., Соколов Д.П., Смирнов В.Н., Ратников В.Н., Бурмистров Б.В..: заявитель и патентообладатель Государственное унитарное предприятие Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ; заявл. 31.05.1999; опубл. 27.09.2000. – 7 с. 10. Винаров, А.Ю. Биотехнологические методы решения экологических задач [Текст] // Материалы Международной научно-методической конференции «Экология — образование, наука и промышленность»: Сборник научных трудов. – Белгород: БГТУ им. В. Г. Шухова, 2001 11. Пат. 2111950 Российская Федерация, МПК6 C 12 M, 1/00. Биоабсорбер для очистки газовоздушных выбросов [Текст] / Винаров А.Ю., Смирнов В.Н., Соколов Д.П., Новиков А.Н., Кичмаренко В.И., Портной М.И.: заявитель и патентообладатель Государственное унитарное предприятие Государственный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ; заявл. 15.07.1997; опубл. 10.10.1998. – 6 с. 12. The effects of a lower irrigation system on pollutant removal and on the microflora of a biofilter T. Sakuma, T. Hattori, Marc A. Deshusses Environmental Technology Vol. 30, No. 6, May 2009, 621–627 13. Laboratory-scale experiments with a powdered compost biofilter treating benzene-polluted air M. Zillia, C. Guarino, D. Daffonchio, S. Borin, A. Converti. Department of Chemical and Process Engineering Process Biochemistry 40 (2005) 2035–2043 14. Janni, K. A. Evaluation of biofiltration of air [Текст] / K.A Janni, W. J. Maie, T. H. Kuehn, B. B. Bridges, D. Vesley and M. A. Nellis. Innovative Air Pollution Control Technology 2006 15. Nicolai, R. Biofilters. Used to reduce emissions from livestock housing – a literature review [Текст] /R. Nicolai, R. Lefers // South Dakota State University, 2005 16. Волотова, Т.Г. Биотехнология [Текст] / Т.Г. Волотова. – Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения Российской академии наук, 1999. – 252 с. 17. Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. — М.: КолосС, 2004. — 296 с. 18. Войнов Н.А., Волова Т.Г., Зобова Н.В. Современные проблемы и методы биотехнологии Электрон. учеб. пособие. – Красноярск: ИПК СФУ, 2009. - 418 с. 19. Дворецкий Д.С., Дворецкий С.И., Пешкова Е.В., Темнов М.С. Математическое моделирование процессов и аппаратов химических, пищевых и биотехнологических производств Учебное пособие. – Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2014. – 80 с. 20. Пат. 2106184 Российская Федерация, B01D53/84, B01D53/14, B01D53/75 Способ очистки отходящих газов и биофильтр для его осуществления [Текст] / Хлытчиев А.И.; Милькина Р.И.; Лакеев Н.В.; Зимин Б.А.: заявитель и патентообладатель Краснодарское экологическое научно-производственное предприятие системных исследований рационального использования углеводородного сырья; заявл. 11.01.1995; опубл. 10.03.1998. – 6 с. 21. Пат. 2151630 Российская Федерация, B01D53/02 Способ очистки отходящих газов от формальдегида [Текст] / Милькина Р.И.; Хлытчиев А.И.; Гаржа С.Т.; Маршалко А.Я.: заявители и патентообладатели Милькина Р. И.; Хлытчиев А.И.; Гаржа С.Т.; Маршалко А.Я.; заявл. 17.02.1995; опубл. 27.06.2000. – 5 с. 22. Щербаков С.Ю. Результаты исследований температуры и влажности воздуха, загрязняемого при компостировании соломонавозной смеси [Текст] / И.П. Криволапов, М.С. Колдин, С.Ю. Щербаков // Инновационные технологии продуктов здорового питания: мат. Межд.науч.-практ.конф., посвящ.160-летию со дня рожд. И.В. Мичурина. - Мичуринск: Изд-во ФГБОУ ВО Мичуринский ГАУ, 2015. - С. 177-181 23. Криволапов, И.П. Методика экспериментального исследования биологической фильтрации газовых выбросов / И.П. Криволапов // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2011, Ч.2. – С.45-49. 24. Криволапов, И.П. Влияние влажности фильтрующего слоя на его пористость при работе биофильтра [Текст] / В.В. Миронов, И.П. Криволапов // Сб. науч. тр. Всерос. науч. практ. конф. – Мичуринск: Изд-во МичГАУ, 2012. – с. 80-83 25. Криволапов, И.П. Результаты экспериментального исследования изменения влажности фильтрующего материала в процессе работы биологического фильтра [Текст] / И.П. Криволапов, М.С. Колдин, С.Ю. Щербаков // Инженерное обеспечение инновационных технологии в АПК: матер. Междунар. науч. практ. конф. 15-17 октября 2015 года. - Мичуринск: Издательство «2Д Мичуринск», 2015. - С. 76-80 26. Рабинович, Е.З. Гидравлика [Текст] / Е.З. Рабинович, изд. 3-е, испр. и перераб. – М.: гос. изд-во физ-мат. литературы, 1961. – 408 с. 27. Штеренлихт, Д.В. Гидравлика: Учебник для вузов [Текст] Д.В.Штеренлихт, 3-е изд. перераб. и доп. – М.:КолосС, 2007. – 656 с. 28. Хейфец Л.И., Неймарк А.В. Многофазные процессы в пористых. Раздел: Поверхностные явления и дисперсные системы М.: Химия, 1982. - 320 с,. 29. Лейбензон Л.С. Движения природных жидкостей и газов в пористой среде. - Москва: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1947. - 244 с. 30. Математическое моделирование пористых структур [Электронный ресурс] / Москалев П.В., Шитов В.В. - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2007. 31. Страус В. Промышленная очистка газов: Пер. с англ. – М., Химия, 1981 – 616 с. 32. Белов, С.В. Пористые проницаемые материалы [Текст] / Под ред. Белова С.В. Справ. изд. – М.: Металлургия, 1987. – 335 с. 33. Куприн, В.П. Адсорбция органических соединений на твердой поверхности [Текст] / В.П. Куприн, А.Б. Щербаков – К.: Научная мысль, 1996. – 162 с. 34. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах - М., Недра, 1984. -211 с. 35. Николаевский В.Н., Басниев К.С., Горбунов А.Т., Зотов Г.А. Механика насыщенных пористых сред - М.: Недра, 1970. — 339 с. 36. Полубаринова-Кочина П.Я., Нумеров С.Н. и др. Развитие исследований по теории фильтрации в СССР - М.: Наука, 1969. - 547 с. 37. Требин Г.Ф. Фильтрация жидкостей и газов в пористых средах - М.: Гостоптехиздат, 1959. - 160 с. 38. Криволапов, И.П. Теоретическое исследование адсорбционных процессов поглощения газов в биофильтрах [Текст] / А.О. Хромов, И.П. Криволапов, В.И. Горшенин // Сб. науч. тр. Международной научно-практической конференции молодых ученых «Молодежь и наука XXI века» - Ульяновск, 2014 г. – С. 146-150 39. Кафаров, В.В. Основы массопередачи. [Текст] /В.В. Кафаров. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1979. – 439 с. 40. Азжеурова М.В. Теоретическое исследование коэффициента фильтрации и разработка установки для его определения / М.В. Азжеурова, И.П. Криволапов // // Наука и Образование: электрон. журн. [Электронный ресурс]. - 2020. - №1. – в печати 41. ГОСТ 11305-83 Торф. Методы определения влаги [Текст]. – М.: Изд-во стандартов, 1983. – 10 с. 42. Миронов, В.В. Совершенствование технологии приготовления компоста с обоснованием параметров аэратора. [Текст]: автореф. дис…. канд. техн. наук: 05.20.01 – Мичуринск, 2003. – 20 с. 43. Практикум по агрохимии: Учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. и доп./ Под ред. академика РАСХН В.Г.Минеева. - М.: Изд-во МГУ, 2001.- 689 с. 44. Федорец Н. Г., Медведева М. В. Методика исследования почв урбанизированных территорий. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2009. 84 с. 45. Александрова Л. Н., Найденова О. А. Лабораторно-практические занятия по почвоведению. Л.: Изд-во «Колос», 1976. 280 с. 46. Котова Д.Л., Девятова Т.А., Крысанова Т.А. и др. Методы контроля качества почвы. Учебно-методическое пособие для вузов. Воронеж, 2007. 47. Лопатовская О.Г. Мелиорация почв. Засоленные почвы : учеб. пособие / О.Г. Лопатовская, А.А. Сугаченко. – Иркутск : Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2010. – 101 с. 48. Воробьева Л. А., Ладонин Д. В., Лопухина О. В., Т. А. Рудакова, А. В. Кирюшин. Химический анализ почв. Вопросы и ответы. М. 2011. – 186 с. 49. Ягодин Б.А., Дерюгин И.П., Жуков Ю.П. и др. Практикум по агрохимии. Учебное пособия для студентов высших учебных заведений. Под ред. проф. Б.А. Ягодина. М.: Агропромиздат, 1987. - 512 с: ил. 50. Есаулко А.Н., Агеев В.В., Подколзин А.И. и др. Лабораторный практикум по агрохимии для агрономических специальностей Учебное пособие. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2010. - 276 с. 51. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод М.: Химия, 1984. - 448 с. 52. Теплопроводность, плотность и другие теплофизические свойства веществ и материалов [Электронный ресурс] / - 2019. - Режим доступа: http://www.thermalinfo.ru 53. Оценка гранулометрического состава и рН фильтрующего материала для его использования в биологических фильтрах / И.П. Криволапов, М.С. Колдин, С.Ю. Щербаков, К.А. Манаенков // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. №5. 54. Азжеурова М.В. Результаты экспериментального исследования коэффициента проницаемости / М.В. Азжеурова, Н.Е. Крестинин // Наука и Образование: электрон. журн. [Электронный ресурс]. - 2020. - №1. – в печати 55. Arduino контролирует в подвале температуру, влажность и затопление и выдает данные на веб-страницу [Электронный ресурс] / Интересные публикации – 2019. – Режим доступа: https://geektimes.ru/post/255368/ 56. Приспособления для выращивания растений [Электронный ресурс] / Грунтофф– 2019. – Режим доступа: http://gruntoff.ru/publ/7-1-0-90 57. Arduino и датчик влажности почвы [Электронный ресурс] / Цифровая электроника, вычислительная техника, встраиваемые системы – 2019. – Режим доступа: http://digitrode.ru/computing-devices/mcu_cpu/289-arduino-i-datchik-vlazhnosti-pochvy.html 58. Датчики влажности, газоанализаторы [Электронный ресурс] / ООО «ЛабДепо»– 2019. – Режим доступа: http://labdepot.ru 59. Продукция / ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА. AHLBORN ALMEMO / Датчики, Сенсоры [Электронный ресурс] / Вектор-инжиниринг– 2019. – Режим доступа: http://www.vec-ing.ru/?do=menu&id=95770 60. Продукция компании [Электронный ресурс] / Энергометрика – 2019. – Режим доступа: http://www.energometrika.ru/catalog/mgc-03-gazoanalizator-stacionarnyi-gazovyi-kontroller.html 61. Электроника. Датчик влажности почвы DFRobot v2 (аналоговый) [Электронный ресурс] / Интернет-магазин «РОБОТОТЕХНИКА»– 2019. – Режим доступа: http://www.robototehnika.ru/e-store/catalog/202/1238/ 62. Морозов Н.М., Хусаинов И.И. Методика оценки экономической эффективности применения техники и инновационных технологий в животноводстве Н.М. Морозов, И.И. Хусаинов, И.И. Юрченко, Л.М. Цой, И.Ю.Морозов. - Подольск: ВНИИМЖ, 2011. - 99 с. 63. Кокшарова Н.Г. Оценка экономической эффективности инженерных решений Учебное пособие. — Сыктывкар: СЛИ, 2014. — 104с. 64. Силифонкина И.А., Ермакова М.П., Методические указания к оценке экономической эффективности по направлению автоматизация технологических процессов Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2002 65. Эффективность предложенных мероприятий [Электронный ресурс] / Амбитный менеджмент - 2019. – Режим доступа: http://www.manambition.ru/ 66. Льготные виды деятельности на УСН [Электронный ресурс] / Индивидуальное предпринимательство, налоги и бизнес - 2019. – Режим доступа: http://ip-spravka.ru/lgotnye-vidy-deyatelnosti-na-usn#a1 67. Федеральный закон от 24.07.2009 N 212-ФЗ (ред. от 29.12.2015) «О страховых взносах в Пенсионный фонд Российской Федерации, Фонд социального страхования Российской Федерации, Федеральный фонд обязательного медицинского страхования»
Отрывок из работы

1 ОБЗОР РАЗЛИЧНЫХ КОНТРУКЦИЙ ФИЛЬТРОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ГАЗООБРАЗНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 1.1 Анализ систем поддержания оптимальной влажности Важным параметром при использовании системы орошения является необходимость равномерного распределения водного раствора по поверхности фильтрующего материала, с этой целью оросители устанавливаются над всей площадью поверхности. В холодный период, при отрицательных температурах влага поступает из воздуха, предварительно нагреваемого в калориферах [5]. В настоящее время для обеспечения заданного уровня влажности фильтрующего материала биологического фильтра используются различные конструкции систем орошения, так в источнике 6 представлена типовая конструкция системы орошения биофильтра, рисунок 1.1, используемого для дезодорации и очистки газовых сред в нефтеперерабатывающей, химической, пищевой, сельскохозяйственной и биотехнологической промышленности при очистке отходящих газов от неорганических и органических загрязнений. Загрязненный воздух через патрубок 2 подается в корпус 1 биофильтра, где поперек движения газа установлено первое перфорированное основание 4, на котором размещена загрузка в виде смеси природного органического пористого материала и волокнистого материала, закрытая сверху вторым перфорированным основанием 6, на котором размещена смесь 5 органического пористого материала и гранулированного материала, закрытого сверху третьим перфорированным основанием. 1 - корпус; 2 - патрубок ввода очищаемого газа; 3 - патрубок вывода очищаемого газа; 4 - слой смеси природного органического пористого материала и волокнистого материала; 5 - перфорированные перегородки; 6 - слой смеси органического пористого материала и гранулированного материала; 7 - система термостатирования; 8 - оросители; 9 - резервуар жидкости; 10 - регулируемый клапан; 11 - датчик влажности; 12 - побудитель расхода. Рисунок 1.1 - Биофильтр с системой орошения В верхней части корпуса над слоями установлены оросители 8. Дополнительно на третьем перфорированном основании может быть расположен второй слой смеси природного органического пористого материала и волокнистого материала, закрытый сверху четвертым перфорированным основанием. На четвертом основании может быть размещен второй слой смеси органического пористого материала и гранулированного материала [6]. В качестве природного органического пористого материала могут быть использованы торф или бурые угли. В качестве волокнистого материала могут быть использованы древесная стружка, опилки, кора деревьев, подсолнечная мезга и т.д. В качестве органического пористого материала может быть использован активированный или древесный уголь, в качестве гранулированного материала могут быть использованы керамзит, полимерные гранулы, вспененный перлит. Соотношение природного пористого органического материала и волокнистого материала преимущественно составляет от 2:3 до 1:2. Ширина слоя смеси органического пористого материала и гранулированного материала составляет 5…15% от ширины слоя смеси природного пористого материала. Очищенный воздух сбрасывается в атмосферу через патрубок 3. Для поддержания оптимальных условий жизнедеятельности микроорганизмов и очистки от загрязнений корпус 1 биофильтра оснащен системой 7 термостатирования, состоящей из наружного и встроенного теплообменника, которая поддерживает t = 25 - 30°C, и оросителями 8, которые соединены через побудитель 12 расхода жидкости с резервуаром 9. Оптимальная влажность поддерживается в пределах 50 - 70% в фильтрующем слое с помощью датчика влажности 11, соединенного через усилитель управляемым клапаном 10 с побудителем расхода 12, который из резервуара 9 подает жидкость на оросители 8 [6]. Система орошения работает следующим образом, оросители 8, выполненные в виде системы форсунок, соединены общей магистралью. Магистраль посредством управляемого клапана 10 и побудителя расхода 12 подключена к резервуару 3 с раствором минеральных солей. В третьем слое 4 установлен датчик 11 влажности, подключенный через усилитель к управляемому клапану 10. Использование такой конструкции позволяет снижать энергозатраты и увеличивать степень очистки. В источнике 7 представлена конструкция, рисунок 1.2, биоабсорбера для очистки газовоздушных выбросов в микробиологической, лакокрасочной, химической, пищевой, нефтеперерабатывающей промышленности, а также при переработке продукции и отходов сельского хозяйства с ковшовым оросителем. 1 - корпус; 2 - насадочные элементы; 3 - штуцеры подачи воздуха; 4 - штуцеры отвода воздуха; 5 - распределительная решетка для орошающей жидкости; 6 - ковшовый ороситель, 7 - крышка корпуса с отверстием для заполнения оросителя; 8 - сборник суспензии микроорганизмов; 9 - циркуляционный насос; 10 - опора насадочных элементов; 11 - сливной штуцер; 12 - ось ковшового оросителя; 13 - опоры ковшового оросителя; 14 - теплообменник Рисунок 1.2 - Биоабсорбер для очистки от газовоздушных выбросов В верхней части корпуса установлен узел орошения в виде ковша, выполненного таким образом, что при заполнении его выше оси происходит смещение центра тяжести, вызывающее самопроизвольное опрокидывание ковша [7]. Ковш установлен на горизонтально расположенной оси с возможностью вращения, причем в незаполненном состоянии ковш обращен открытой стороной вверх, а при заполнении выше оси способен переворачиваться по меньшей мере на 180° с возвращением в исходное состояние при опорожнении, а штуцеры подачи и отвода воздуха расположены на боковых сторонах корпуса. Узел орошения посредством циркуляционного насоса и сборника суспензии микроорганизмов создает замкнутый контур. В корпусе под узлом орошения установлены насадочные элементы [7]. Непосредственно сам биоабсорбер работает следующим образом. Предварительно в сборник 8 суспензии подают воду, предпочтительно содержащую питательные элементы на используемых в процессе очистки микроорганизмов, и засевают сборник культурой микроорганизмов или консорциумом микроорганизмов, используемых при очистке воздуха. После включения циркуляционного насоса 9 суспензия микроорганизмов через отверстие в крышке 7 поступает в ковшовый ороситель 6, выполненный со смещением центра тяжести при заполнении его выше уровня горизонтальной оси 12, и постепенно заполняет указанный ороситель. По мере заполнения ковшового оросителя 6 выше уровня оси происходит смещение центра тяжести и при заполнении оросителя до уровня, определяемого конструкцией оросителя, происходит его самопроизвольное опрокидывание с выливанием суспензии на распределительную решетку 5 с последующим стеканием суспензии на насадочные элементы 2 и далее через сливной штуцер 11 в сборник суспензии. При этом на насадочных элементах постепенно, за несколько циклов орошения, образуется биопленка. После наращивания на насадочных элементах биопленки к штуцеру 3 подключают магистраль очищаемого газа, а к штуцеру 4 - магистраль очищенного газа. Очищаемый воздух проходит через насадочные элементы 2 с биопленкой, очищается микроорганизмами биопленки и выходит через магистраль очищенного газа. Для уменьшения потерь воды, вызванных уносом влаги газом, периодически в сборник подливают воду. Таким образом, в данной конструкции реализован принцип дискретного орошения насадки суспензией микроорганизмов, которая постоянно подается насосом из сборника в ковшовый ороситель и периодически подается на насадочные элементы. Уменьшенное гидродинамическое сопротивление узла орошения позволяет использовать насос малой энергоемкости для подачи суспензии микроорганизмов из сборника в ковшовый ороситель По мнению авторов данной конструкции в результате использования такой системы, за счет снижения дополнительной нагрузки на систему орошения уменьшается себестоимость систем очистки газовых сред, а также размеры конструкции [7]. В источнике 8 представлена конструкция установки для микробиологической очистки воды и воздуха от органических загрязнений, таких как фенол и его производные, спирты, альдегиды, меркаптаны, ароматические соединения, алканы и алкены, рисунок 1.3. Система орошения выполнена в виде сегнерова колеса что обеспечивает более интенсивное периодическое орошение поверхностей по сравнению со стационарными оросителями и, соответственно, удаление избытка микроорганизмов и загрязнений с поверхностей [8]. а) б) в) г) д) 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - штуцер для подачи воздуха; 4 - штуцер для отвода воздуха; 5 - сборник суспензии микроорганизмов; 6 - сборник очищенной воды; 7 - штуцер для подачи очищенной воды; 8 - штуцер для слива осадка; 9 - штуцер для отбора очищенной воды;10 - штуцер для отбора суспензии микроорганизмов; 11 - циркуляционный насос; 12 - узел орошения в виде съемного коллектора с перфорированными трубами; 13- полки; 14 - концы прутков; 15 - сетки; 16 - листовые фильтры; 17 - насадочные листы из фильтровальной ткани; 18 - трубки для отвода фильтрата; 19 - щелевое отверстие в стенке корпуса; 20 - крышка; 21 - коллектор; 22 - клапан для периодического отключения стока фильтрата; 23 - крышка внутреннего цилиндра; 24 - воронка для подачи жидкости насосом; 25 - штуцер Рисунок 1.3 - Установка для биологической очистки воды и воздуха: а) - показан общий вид установки; б) вид в разрезе А-А; в) - узел варианта установки с коллектором и клапаном для периодического отключения стока фильтрата; г) - разрез и план варианта установки с радиальным размещением листовых фильтров; д) - узел орошения в виде сегнерова колеса. Работает подобная установка следующим образом, через штуцер 7 в установку подается загрязненная вода в количестве, обеспечивающем заполнение сборника суспензии микроорганизмов 5. При запуске установки в сборник подается засевная культура микроорганизмов и, в случае необходимости, вспомогательные вещества для образования осадка на фильтрующих поверхностях: диатомит, перлит, целлюлоза, древесная мука, древесный уголь. Штуцеры 3,4 соединяются с линиями приточной и вытяжной вентиляции. После включения циркуляционного насоса 11 суспензия микроорганизмов и вспомогательных материалов забирается из сборника 5 через штуцер 10 и подается в узел орошения 12 или воронку 24 узла орошения в виде сегнерова колеса. Через несколько часов или суток, в зависимости от объема установки, количества засевной культуры микроорганизмов и вспомогательных веществ, на поверхности листовых фильтров 16 образуется слой биопленки, производится отбор очищенной воды из этих фильтров через трубки для отвода фильтрата 18 в сборники очищенной воды 6 и далее через штуцеры 9 потребителям чистой воды. Соответственно, в сборник суспензии микроорганизмов 5 подается загрязненная вода. Фильтрация жидкости через листовые фильтры 16 осуществляется из пленки жидкости, стекающей по поверхности фильтровальной ткани при орошении за счет гидростатического разряжения, определяемого высотой листовых фильтров, их гидравлическим сопротивлением и расстоянием от нижних кромок этих фильтров над уровнем очищенной воды в сборнике 6. В случае превышения производительности фильтров над количеством отбираемой очищенной воды, ее избыток перетекает через щелевидные отверстия 19 в сборник суспензии микроорганизмов. В установке, выполненной согласно варианту, показанному на рис. 1.3в, имеется возможность периодического отключения стока фильтрата из листовых фильтров 16 посредством перекрытия клапана 22. В отсутствие стока фильтрата перепад давления между пленкой жидкости, стекающей по наружной поверхности листовых фильтров и жидкостью в дренажных каналах по всей высоте фильтров равен нулю, что обеспечивает эффективную очистку поверхностей этих фильтров от избытка биомассы и загрязнений. При длительной работе установки в сборнике суспензии микроорганизмов 5 накапливается осадок, который периодически удаляется через штуцер 8. В случае преимущественной очистки воздуха и незначительного потребления очищенной воды на опорах 13 установлено большее количество насадочных листов 17. Размещение сеток 15 между насадочными листами и между листовыми фильтрами препятствует слипанию поверхностей в результате действия сил поверхностного натяжения. Относительно небольшой перепад давления на поверхности листовых фильтров компенсируется их большой поверхностью, поскольку они выполняют функции насадки с биопленкой, что обеспечивает высокую производительность установки по очищенной воде. Для очистных установок производительностью 100 м3/сутки поверхность насадки с биопленкой, орошаемой в аэробных условиях составляет около 2000 м3.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg