авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Усовершенствование эколого-ориентированных технологий для управления водным балансом системы гидрозолоудаления (на примере тэц – 1, в г. чите)

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Лапкин Герман Иванович

УСовершенствованИЕ

Эколого-ориентированныХ технологиЙ

ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМ БАЛАНСОМ

СИСТЕМЫ ГИДРОЗОЛОУДАЛЕНИЯ

(на примере ТЭЦ 1, в г. Чите)

Специальность 25.00.36 – Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Чита 2010

Диссертация выполнена

в ГОУ ВПО «Читинский государственный университет»

и Институте природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Дмитрий Михайлович Шестернев

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Валерий Георгиевич Черкасов

кандидат технических наук, доцент

Коннов Василий Иванович

Ведущая организация: Институт горного дела СО РАН, г.

Новосибирск

Защита состоится «02» апреля 2010 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.299.02 при Читинском государственном университете по адресу: 672039 г. Чита, ул. Александро–Заводская, 30, зал заседаний ученого совета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные печатью организации, просим направлять по адресу:

672039, г. Чита, ул. Александро–Заводская, д. 30, ЧитГУ, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.299.02

Факс: (3022) 41-64-44; е-mail: root@chitgy.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Читинский государственный университет».

Автореферат разослан « 02 » марта 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

канд. техн. наук, доцент Н.М. Шарапов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Из Программы «Целевое видение стратегии развития энергетики России на период до 2030 г.», разработанной в 2006 г. под руководством академика РАН А.Е. Шейндлина следует, что выработка электроэнергии ТЭС на угле будет оставаться практически на прежнем уровне.

В объединенной энергетической системе (ОЭС) Сибири насчитывается 86 электростанций различного типа с установленной мощностью 45 млн. кВт. Более 50% этой мощности обеспечивают тепловые электростанции (ТЭС), построенные еще в 60 - 70-е годы прошлого столетия, в период, когда экологической безопасности еще не уделялось должного внимания.

Изучению воздействия ТЭС на природную среду, в том числе и ТЭЦ – 1, в г. Чите посвящены работы Заслоновскго В.Н., Заманы Л.В., Итигиловой М.Ц., Кондратьева В.Г., Котельникова А.М., Мязина В.П., Мязиной В.И., Покровского Д.С., Чечель А.П., Токаревой О.Ю., Шестернева Д.М., Цыганка В.И. и. др. В результате установлено, что наибольшую экологическую опасность для природной среды представляют гидротехнические сооружения складирования золошлаковых отходов ТЭС, построенные без противофильтрационных экранов. Их воздействие на криолитозону приводит к ее деградации и формированию путей фильтрации техногенных вод по тектоническим нарушениям. Это снижает качество эксплуатации существующих и ставит под угрозу строительство перспективных городских водозаборов, предопределяет тепловое, механическое и химическое загрязнения поверхностной и подземной гидросферы.

Работа выполнялась в соответствии с программой фундаментальных исследований РАН № 16 «Изменения окружающей среды и климата: природные катастрофы», проект СО РАН «Исследование эволюции природных и природно-техногенных геосистем криолитозоны горных областей юга Сибири в условиях изменения климата», Гос. рег. № 01.2.007-04723».

3

Исследование влияния дисперсного и минерального состава цеолитосодержащих туфов Забайкалья на их водно – физические и сорбционные свойства при очистке сточных и оборотных вод золоотвала № 2 Читинской ТЭЦ -1 выполнены совместно с Забайкальским отделением Международной академии наук и безопасности жизнедеятельности (ЗО МАНЭБ) и аккредитованной лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Забайкальском крае».

Таким образом, исследования по усовершенствованию эколого - ориентированных технологий для управления водным балансом системы гидрозолоудаления тепловой электростанции весьма актуальны и, несомненно, имеют научное и прикладное значение.

Объект исследований. Природно-техническая система «ТЭЦ-1, г. Чита», расположенная в криолитозоне Центрального Забайкалья.

Предмет исследования. Загрязнение поверхностной и подземной гидросферы территории в границах влияния природно-технической системы «ТЭЦ-1, г. Чита» на природную среду и современные технологии по снижению техногенного воздействия.

Цель работы. Максимальное снижение отрицательного воздействия реконструируемой системы гидрозолоудаления на природную среду путем минимизации загрязнения поверхностной и подземной гидросферы

Идея работы. Снижение воздействия тепловых электростанций на поверхностные и подземные воды достигается с использованием усовершенствованных эколого-ориентированных технологий в строительстве противофильтрационных экранов и очистки техногенных стоков с учетом особенностей природных условий, наличия местных строительных материалов и применением эффективных и дешевых природных сорбентов – цеолитов.

Основные задачи исследований:

1. Изучить особенности природно-климатических условий района

4

исследований, выявить основные факторы, влияющие на загрязнение поверхностной и подземной гидросферы и выполнить анализ используемых технологий гидрозолоудаления ТЭС.

2. Обосновать размещение инженерных объектов для реконструкции системы гидрозолоудаления и установить закономерности изменения свойств местных строительных материалов для строительства противофильтрационного экрана с заранее заданными свойствами.

3. Усовершенствовать технологию укладки противофильтрационного экрана, на основе использования композитных материалов и разработать техническое решение по снижению техногенного воздействия на поверхностные и подземные воды системы гидрозолоудаления ТЭС.

4. Оценить эффективность применения цеолитов Забайкалья для кондиционирования (очистки) техногенных стоков ТЭС и разработать техническое решение их использования в зимний и летний периоды.

5. Разработать рекомендации по совершенствованию мониторинга системы гидрозолоудаления с использованием усовершенствованных технологий.

6. Выполнить оценку эколого-экономической эффективности использования увершенствованных технологий гидрозолоудаления ТЭС.

Методика комплексных исследований включала: а) обобщение фондовых и литературных источников б) анализ и оценку техногенного загрязнения подземных и поверхностных вод; в) лабораторные экспериментальные исследования местных строительных материалов, степени очистки сточных вод с применением цеолитов Забайкалья ; г) обработку результатов исследований; д) обоснование и разработку технических решений использования предложенных технологий при реконструкции ТЭС.

Научные положения, представляемые к защите:

1. Снижение техногенного воздействия на поверхностные и подземные воды системы гидрозолоудаления тепловой электростанции достигает-

5

ся путем сооружения противофильтрационного экрана из композитных материалов (природных суглинков и золошлаков), с заранее заданными свойствами.

2. Управление положительным водным балансом в системе гидрозолоудаления тепловой электростанции достигается с использованием разработанной эколого-ориентированной технологии очистки техногенных стоков ТЭС, включающей круглогодичное использование очистных сооружений с цеолитовыми фильтрами (цеолитосодержащими туфами месторождений Забайкалья).

Достоверность научных положений и выводов. Достоверность выводов в диссертационной работе базируется: 1) на представительном объеме лабораторных и натурных экспериментальных исследований, статистической их обработке; 2) на сходимости результатов натурных и лабораторных исследований, сравнительных оценок применения традиционных и новых методов исследований, в том числе в независимых аккредитованных лабораториях Российской Федерации.

Научная новизна работы. В представленной на защиту диссертационной работе получили дальнейшее развитие известные методы, используемые для снижения воздействия гидрозолоудаления на качество поверхностных и подземных вод. Научная новизна их разработки заключена в следующем.

1. Выполнен аналитический обзор существующих эколого-ориентированных технологий, использующихся в системе гидрозолоудаления ТЭС, разработана графическая функциональная модель ПТС «ТЭЦ -1, г. Чита» и оценено ее влияние на деградацию криолитозоны и экологическое состояние окружающей среды;

2. Разработана методика создания противофильтрационного экрана из композитных материалов с заранее заданными свойствами;

6

3. Предложена и защищена патентом эколого – ориентированная технология применения природных сорбентов для круглогодичной очистки (кондиционировании качества) техногенных стоков ТЭС;

4. Разработана технология управления положительным водным балансом системы ГЗУ для снижения техногенного воздействия тепловой электростанции на подземные и поверхностные воды.

5. Разработаны рекомендации по совершенствованию геомониторинга природно – технической системы ТЭС в условиях деградации криолитозоны.

Личный вклад автора. Лично автором и при его непосредственном участии: определены цели и задачи исследований; изучены и обобщены фондовые материалы, по геокриологическим и гидрогеологическим условиям ПТС системы тепловой электростанции; разработана графическая функциональная модель ПТС тепловой электростанции; усовершенствованы технологии и разработаны технические решения по их использованию в ходе реконструкций ТЭС.

В качестве ответственного исполнителя автор участвовал в проведении экспериментальных лабораторных (технологических) исследований противофильтрационных (композитных) материалов и природных сорбентов (цеолитов Забайкалья).

Практическая значимость результатов исследований состоит в том, что они позволяют:

1. Выполнить оценку техногенного воздействия ПТС тепловой электростанции на высокоурбанизированные (городские) территории;

2. Применить в Забайкалье и рекомендовать к применению в других районах ОЭС Сибири усовершенствованные эколого-ориентированные технологии для управления положительным водным балансом гидрозолоудаления при реконструкции ТЭС построенных в 60 - 70 –е годы XX века;

3. Доказать эффективность использования цеолитсодержащего сырья

7

Забайкалья, для обеспечения очистки сточных вод системы гидрозолоудаления твердотопливных ТЭС;

4. Снизить загрязнение поверхностных и подземных вод и предложить основные направления дальнейших исследований для оздоровления природной среды в зоне влияния ТЭС.

Реализация результатов исследований:

1. Усовершенствованные эколого-ориентированные технологии вошли в проектные решения ОАО «Забайкалцветметниипроект» по реконструкции системы гидрозолоудаления ТЭЦ-1 г. Чита, и применены Заказчиком ТГК -14 при реализации проекта

2. Разработанная при участии автора «Система оборотного водоснабжения теплоэлектростанции» позволила решить вопрос использования цеолитсодержащих фильтров для круглогодичной очистки техногенных стоков системы гидрозолоудаления ТЭЦ-1. г Чита(Патент № 2278220 РФ);

3. Основные положения диссертации используются при чтении лекций на кафедрах гидрогеологии и инженерной геологии

Апробация работы. Основные положения диссертации были докладывались: на Международной научно – практической конференции «Забайкалье в Геополитике России (г. Чита, 2003 г.)»; на VII-м Международном симпозиуме «Проблемы инженерного мерзлотоведения» (г. Чита, 2007 г.), на Международном симпозиуме «Приграничное сотрудничество: Россия, Китай, Монголия» (г. Чита, 2008 г.), на Годичных сессиях Научного Совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (г. Москва, 2003, 2005 гг.), на Региональных конференциях в г. Чите, Техническом совете ТГК – 14, Читинской Генерации ТЭЦ – 1 и Экспертных совещаниях Государственной экологической экспертизы.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, включая статью в рецензируемом журнале по списку ВАК (Вестник Чит.ГУ, № 1 (52), г. Чита, 2009 г.), получен Патент на изобретение РФ.

8

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. В ней содержится 150 страниц текста, 27 рисунков, 12 таблиц и 11 текстовых приложения. Список использованной литературы включает 165 наименований, включая 5 зарубежных источника.

Автор выражает свою признательность научному руководителю, д.т.н., профессору Д.М. Шестерневу за помощь в проведении исследований и подготовке диссертации, д.т.н., профессору А.Н. Хатьковой, к.т.н. С.И. Михайлютиной за ценные советы и консультации, коллективу ОАО «ЗабайкалцветметНИИпроект» и особо его генеральному директору Ю.В. Бутько и к.т.н. Н.Б. Насоловец за внимание, практическое содействие и помощь в оформлении работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность, сформулированы идея, цель и основные задачи исследований, а также научные положения, вынесенные на защиту, раскрыта их научная новизна, практическая значимость, дана характеристика личного вклада автора.

В Первой главе диссертационной работы дана характеристика природно-техногенной системы ПТС «ТЭЦ-1, г. Чита», выполнен анализ влияния системы гирозолоудаления ТЭС построенных в 70-е годы прошлого столетия на природную среду

Вторая глава посвящена усовершенствованию эколого-ориентированной технологии строительства противофильтрационного экрана из композитов, представленных местными строительными материалами, на основе комплексных исследований и водно-физических свойств. Дана характеристика технического решения по ее использованию в системе гидрозолоудаления.

В Третьей главе на основе выполненных экспериментальных исследований обоснована возможность применения цеолитов Забайкалья для кондиционирования(очистки) сточных вод гидрозолоудаления, разра-

9

ботана технология использования цеолитовых фильтров и предложено техническое решение по их применению.

В Четвертой главе рассмотрены основные причины образования положительного баланса в системе гидрозолоудаления и предложены два варианта технического решения проблемы его управлением на основе применения усоврешенствованных эколого-ориентированных технологий.

В Пятой главе даны основные методические рекомендации по расширению существующего мониторинга как основы принятии оперативных решений при возникновению ЧС и для наблюдения за изменением качества гидросферы и выполнена оценка эколого-экономической эффективности управления водным балансом системы гидрозолоудаления на основе применения усовершенствованных эколого-ориентированных технологий.

Обоснования и защищаемых положений.

1. Снижение техногенного воздействия на поверхностные и подземные воды системы гидрозолоудаления тепловой электростанции достигается путем сооружения противофильтрационного экрана из композитных материалов (природных суглинков и золошлаков) с заранее заданными свойствами.

В настоящее время широко используются противофильтрационные экраны из глинистых материалов в горном деле. Их разработке посвящены работы Болотова Д.П., Мязина В.П., Стафеева П.Ф., Рашкина А.В. и др. Противофильтрационные экраны из композитных местных строительных материалов для обеспечения управления положительным водным балансом системы гидрозолоудаления ТЭС практически не используются.

Обоснования эффективности использования местных строительных материалов для реконструкции системы гидрозолоудаления выполнено по результатам лабораторных и натурных экспериментальных исследований фильтрационных свойств в диапазоне изменений градиента напора и плотности (табл. 1).

10

Табл. 1

Тип строительного материала Плотность скелета, кгс/см2 Градиент напора Коэффициент фильтрации, м/сут
Суглинок (карьер №2) от 1,39 до 1,57 0,1 0,0021...0,0004
от 1,19 до 1,63 0,5 0,0021...0,00015
от 1,39 до 1,63 1 0,0031… 0,00023
Шлам от 0,83 до 1,33 0,1... 1 0,0043... 0,0004
Зола 0,85 0,3 1,58


Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.