автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Интенсификация биологической очистки сточных вод в аэрируемых сооружениях

На правах рукописи

СОЛОПАНОВ ЕВГЕНИЙ ЮРЬЕВИЧ

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В АЭРИРУЕМЫХ СООРУЖЕНИЯХ

05.23.04 - «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов»

- 8 ОКТ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск 2009

003479042

Работа выполнена на кафедре водоснабжения, водоотведения, охраны и рационального использования водных ресурсов Иркутского государственного технического университета

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Кульков Виктор Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Терехов Лев Дмитриевич;

кандидат технических наук Ленденев Вячеслав Сергеевич

Ведущая организация:

Байкальский институт природопользования СО РАН

Защита диссертации состоится « 29 » октября 2009 г. в 11 ч.ЗО мин на заседании диссертационного совета ДМ 212.073.06 Иркутского государственного технического университета по адресу: 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83, конференц-зал, корп. К. (факс.).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Иркутского Автореферат разослан « 29 » сентября 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

МБ. Малевская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Сохранение водных объектов является одной из приоритетных задач, на решение которых направлена федеральная целевая программа «Экология и природные ресурсы России (2002-2010 годы)». Повышение эффективности очистки сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водоёмы, является одной из важнейших задач реализации указанной программы.

Основным сооружением биологической очистки сточных вод, хорошо зарекомендовавшим себя стабильной работой с высокой степенью очистки, является аэротенк. Сточная вода в аэротенке очищается активным илом, который представляет собой сложный биоценоз различных организмов. Тип аэротенка, технологический режим работы, химический состав поступающей сточной воды оказывают большое влияние на формирование биоценоза аэротенка. От газогидродинамической обстановки в аэротенке ззависит эффективность биологической очистки сточных вод. Направление, скорость циркуляции сточной воды и взвешенного в ней активного ила, а также концентрация растворенного кислорода определяются типом, интенсивностью аэрации и расположением аэраторов в аэротенке.

Аэрация сточных вод обеспечивает подачу и распределение кислорода в аэротенке для осуществления процесса окисления органических веществ, поступающих на биологическую очистку, поддержания активного ила во взвешенном состоянии и создания благоприятных гидродинамических условий работы аэротенков. Аэрация является наиболее энергоемким процессом, на который приходится не менее половины всех затрат на очистку сточных вод.

Процесс растворения кислорода в воде, необходимый для окисления органических загрязняющих веществ в химических и микробиологических процессах, определяется поверхностью контакта фаз «жидкость-газ». Концентрация растворенного кислорода в аэротенке или других биологических сооружениях определяет активность биохимических процессов окисления загрязняющих веществ, поступающих в очистные сооружения.

Таким образом, широкое применение аэрационных сооружений для биологической очистки сточных вод обуславливает задачу поиска путей дальнейшей интенсификации работы таких сооружений при формирования оптимальной газогидродинамической обстановки.

Цслыо диссертационной работы является интенсификация биологической очистки сточных вод посредством изменения гидродинамических потоков, способствующих оптимальному распределению активного ила в аэротенке и обеспечивающих повышение окислительной способности аэротенка.

Задачи нсследоиашш:

• провести сравнительный анализ методов определения контакта фаз в двухфазных системах «жидкость-газ»;

• провести анализ существующих методов определения поля скоростей

жидкости и поля распределения активного ила в аэрируемых сооружениях биологической очистки сточных вод;

• провести анализ существующих систем аэрации иловых смесей и устройств аэрации в аэротенках;

• разработать экспериментальную установку для изучения газогидродинамических процессов и распределения активного ила в аэрируемых сооружениях;

• разработать методику изучения газогидродинамической обстановки в модели аэротенка;

• разработать методику изучения поля распределения активного ила в модели аэротенка;

• исследовать поверхность контакта фаз «жидкость-газ» от интенсивности аэрации, типа и местоположения аэратора;

• изучить гидродинамическую обстановку и поля распределения активного ила в модели аэротенка;

• получить зависимость окислительной способности аэраторов от величины поверхности контакта фаз «жидкость-газ»;

• разработать и испытать методы воздействия на гидродинамику аэротенка с целью повышения окислительной способности существующих типов аэрации.

Методы исследований

Для решения поставленных задач в работе использовались химический метод определения межфазной поверхности, методы физического подобия, метод фотометрии, титриметрический метод анализа, методы фото- и киносъемки, метод переменного дефицита кислорода и методы статистической обработки результатов.

Научпая новпзна

• Впервые определена поверхность контакта фаз в аэрируемых сооружениях биологической очистки сточных вод в зависимости от интенсивности аэрации, типа и местоположения аэратора с использованием физической модели аэротенка.

• Установлены зависимости поверхности контакта фаз от расположения и количества аэраторов, глубины их погружения, глубины модели аэротенка, наличия синтетических водорослей типа «ерш».

• Получены поля скоростей жидкости в модели аэротенка для мелко- и среднепузырчатой аэрации.

• Разработана методика изучения и впервые получены поля распределения активного ила в модели аэротенка для мелкопузырчатой аэрации.

• Определена окислительная способность мелкопузырчатых и средне-пузырчатых аэраторов в зависимости от величины поверхности контакта фаз.

• Предложен способ воздействия на гидродинамику аэротенка и получены поля скоростей жидкости в модели аэротенка с изменяемой гидродинамикой.

Практическая значимость

• Разработана методика изучения поля распределения активного ила в аэротенке.

• Предложены рекомендации по изменению гидродинамики в аэрируемых сооружениях биологической очистки сточных вод, позволяющие увеличить окислительную способность аэротенка.

• Предложен и испытан в лабораторных и промышленных условиях способ воздействия на гидродинамику аэротенка, приводящий к интенсификации биологической очистки сточных вод.

Апробацпя работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

Всероссийской научно-практической конференции «Инженерное оборудование населенных мест и зданий» (Иркутск, 28 - 30 марта 2006 г.);

Международной научно-практической конференции «Инвестиции. Строительство. Недвижимость» (Иркутск, 28 - 30 июня 2006 г.);

И-й Международной научно-практической конференции «Энергосберегающие технологии, методы повышения эффективности работы систем и сооружений водоснабжения и водоотведения» (Иркутск, 21-25 августа 2006 г.);

Всероссийской научно-технической конференции «Вода: проблемы и решения» (Тюмень, 24 апреля 2007 г.);

Всероссийской научно-практической конференции «Экспертиза и управление недвижимостью: состояние, проблемы, перспективы» (Иркутск, 2021 сентября 2007 г.);

1-й Международной научно-практической конференции «Ресурсосбережение и возобновляемые источники энергии: экономика, экология, опыт применения» (СПб.-Чита, 3-6 августа 2008 г.);

Всероссийской научно-практической конференции «Инженерное оборудование населенных мест и зданий» (Иркутск, 16 марта 2009 г.).

На защиту выносятся:

1. Результаты экспериментальных исследований по изучению поверхности контакта фаз «жидкость-газ» в аэрируемых сооружениях биологической очистки сточных вод.

2. Методика изучения гидродинамики распределения активного ила в модели аэротенка.

3. Способ воздействия на гидродинамику в аэрируемом сооружении, приводящий к уменьшению застойных зон распределения активного ила.

4. Полученные поля скоростей воды в модели аэротенка для мелко- и среднеиузырчатой аэрации при различном расположении аэраторов.

5. Полученные поля скоростей воды в модели аэротенка с изменяемой гидродинамикой.

6. Впервые полученные зависимости окислительной способности аэраторов от поверхности контакта фаз «жидкость-газ».

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 2 статьи в издании, входящем в перечень рецензируемых научных журналов рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём работы

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка используемых источников из 127 наименований и 2 приложений. Работа изложена на 156 страницах машинописного текста, включает 11 таблиц и 57 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследований, приведены сведения о научной новизне, практической значимости и апробации работы.

В первой главе представлен анализ методов определения поверхности контакта фаз в двухфазной системе «жидкость-газ» и дана их сравнительная характеристика; анализ методов определения полей скоростей жидкости; приведена структура газожидкостного потока в аэротенке; проанализированы типы и виды аэрации иловых смесей в аэротенке и поля распределения активного ила в объеме аэрируемого сооружения для биологической очистки сточных вод.

Выполненный анализ литературных источников показал, что применяющиеся устройства аэрации жидкостей не обеспечивают высокой степени очистки сточных вод и требуют повышенных энергозатрат.

В литературе очень мало данных о величине поверхности контакта фаз (ПКФ) «жидкость-газ» в аэрируемых сооружениях. Необходимость измерения ПКФ «жидкость-газ» обуслоачена тем, что именно она для многих химических и микробиологических процессов определяет процесс растворения кислорода в воде, необходимый для окисления органических загрязняющих веществ. С учетом проведенного анализа методов определения межфазной поверхности, для исследования ПКФ в аэрируемых сооружениях биологической очистки сточных вод был выбран метод, исходящий из известной скорости химической реакции. Химический метод позволяет определять интегральную поверхность контакта фаз при любых структурах двухфазного слоя, перемещающегося в сооружении, т.е. в широком диапазоне скоростей жидкости и газа. Преимуществом этого метода по сравнению с другими является полное исключение «пристенного» эффекта на точность измерения поверхности при любых геометрических характеристиках системы.

Крайне мало литературных данных о полях скоростей жидкости в аэротенках и отсутствует описание методов и условий получения экспериментальных данных для их построения. Совсем нет данных о полях распределения активного ила по объему аэротенка, а концентрация активного ила в различных областях аэрационных сооружений и доставка кислорода к

хлопкам ила определяют окислительную способность всего объема аэротенка. Необходимо отметить, что именно гидродинамика аэротенка влияет на формирование поля распределения активного ила, но векторные и скалярные поля скоростей сточной воды для конкретных условий работы аэротенка в литературных данных отсутствуют.

Выполненный анализ существующих методов определения величины поверхности контакта фаз «жидкость-газ», гидродинамической обстановки и поля распределения активного ила в аэротенке, а также существующих типов и видов аэрации воды убеждает в необходимости разработки методов изучения газо-гидродинамических процессов и поля распределения активного ила в аэрируемых сооружениях, способов воздействия на газо гидродинамику аэротенка с целью интенсификации окислительной способности. Нахождение новых технических решений, направленных на совершенствование аэрируемых сооружений биологической очистки природных и сточных вод, обеспечит надежность работы и высокую эффективность процессов биологического окисления органических загрязнений.

На основании сделанных выводов сформулированы цели и задачи диссертационного исследования.

Во второй главе изложены основные методики исследований и обработки экспериментальных данных, приведено описание разработанной лабораторной установки, показана возможность физического моделирования газогидродинамических процессов в аэрируемых сооружениях очистки сточных вод в первом приближении.

Принципиальная схема установки, на которой проводилось изучение межфазной поверхности «жидкость-газ», газогидродинамических процессов и распределения активного ила в аэрируемых сооружениях, показана на рис. 1. Модельная ячейка представляла собой вертикальный поперечный разрез аэротенка.

Рис. 1. Схема установки: 1 - ячейка; 2 - компрессор; 3 - краны для регулирования расхода воздуха и сброса его в атмосферу; 4 - склянка Дрекселя с силикагелем; 5 - ротаметр; б - аэратор; 7 - баллон с углекислым газом; 8 - ротаметр; 9 - счетчик газа; 10 - манометр; 11 - кислородомер; 12 - барометр; 13 - термометр; 14 - кран для выпуска воды

9

10

Приближенное физическое моделирование определяется тем, что размеры пузырьков при прохождении воздуха через аэратор определяются материалом фильтрующей поверхности и скоростью потока воды, вызываемого аэратором.

Сопоставление численных значений скоростей воды, полученных при моделировании и измеренных на аэротенках с левобережных КОС Иркутска, позволяет говорить о возможности применения физического моделирования для изучения гидродинамики в модели аэротенка.

Приведена методика для определения поверхности контакта фаз «жидкость-газ». В качестве метода нахождения межфазпой поверхности выбран химический метод, основанный на использовании реакции, кинетика которой хорошо изучена.

Рассчитана энергетика химических реакций, используемых для определения поверхности контакта фаз «жидкость-газ». Показано, что реакции протекают только в прямом направлении и исходные вещества реагируют друг с другом полностью. Установлен температурный предел возможного протекания реакций и получены температурные зависимости для расчета термодинамических величин исследуемых реакций при любой температуре.

Для изучения гидродинамики в модели аэротенка был использован метод трассера, основанный на введении в воду частиц твердой фазы, плотность которых одинакова с плотностью воды. Такие частицы перемещаются вместе с потоком жидкости, что с помощью видеосъемки в плоскостной двумерной модели позволяет анализировать скорость практически любого элемента жидкости с разложением ее на составляющие по осям координат. В качестве частиц метки использовали шарики из губки диаметром 10-12 мм. Так как истинные значения скорости являются величинами пульсирующими, для определения квазистатические составляющие контролировали перемещение ~ 15 частиц метки в каждой исследуемой точке ячейки. В окрестности этой точки выделяли контрольный квадрат размером 80x80 мм и фиксировали координаты метки на входе и на выходе из этого квадрата, а также время нахождения метки в контрольном квадрате. При построении векторных и скалярных полей скоростей площадь модели вертикального поперечного сечения аэротенка разбивалась на десять горизонтальных (I - X) и девять вертикальных (1-9) сечений.

Автором диссертации разработана методика для изучения полей распределения активного ила модели аэротенка. Для построения измерялась интенсивность светового потока в 320 контрольных квадратах размером 40x40 мм. По разности показаний находили интегральную величину потери интенсивности светового потока, приходящуюся на активный ил. Для перевода разности интенсивностей светового потока А (лк) в дозу активного ила а (г/л) строили калибровочный график зависимости Д; от я,. Затем, используя программу MS Excel, строили трехмерное и плоскостное поля распределения активного ила в модели вертикального поперечного сечения аэротенка при заданной интенсивности аэрации для различных типов аэраторов.

Для оценки достоверности получаемых результатов при определении удельной поверхности контакта фаз «жидкость-газ», построении поля скоростей и поля распределения активного ила были проведены эксперименты. Результаты опытов показали, что полученные статистические экспериментальные данные для определения межфазной поверхности, нахождения нолей скоростей жидкости и распределения активного ила в модели аэротенка хорошо согласуются с нормальным распределением (рис 2).

8 7 6 5 4 3 2

16 г

j-.ç.îiw+î.cais'* [ ^»о.эиз. г'О.к^р^оомт]

K-SD=0£378,p: 2Q.ULiiafors p>-2Q ->.':> ЛЧЭ7ЭЭ8, p=,76742

X <=cjtsgor> Баипагу ' Иит«ю1вмось аэрации J, iA^-h)

Pua 2. Гистограммазначений общей Pua S. Уравнение регрессии удельной

поверхности контакта фаз с нанесенной ПКФ от интенсивности аэрации с 95%-ным

кривой нормалыюгораспределения доверительным интервалом

Данные для всех проведенных экспериментов могут быть представлены в виде линейной регрессионной модели (рис. 3). Значение коэффициентов множественной регрессии и детерминации, близких к единице, говорит о хорошем приближении линий регрессий к наблюдаемым данным и о возможном получении качественного прогноза с их использованием

В третьей главе приведены и проанализированы результаты лабораторных исследований газогидродинамической обстановки в модели вертикального поперечного сечения аэротенка.

Использованный диссертантом химический метод ' нахождения поверхности контакта фаз «жидкость-газ» основан на абсорбции двуокиси углерода водным щелочным раствором едкого натра. Все расчеты величин удельной поверхности контакта фаз (ПКФ), отнесенной к единице рабочей поверхности аэратора, выполнялись с использованием коэффициентов массоотдачи в газовой фазе. Получены зависимости удельной ПКФ от интенсивности аэрации, расположения аэраторов, их количества и глубины модели аэротенка.

Удельная поверхность контакта фаз для среднепузырчатой аэрации меньше на 20-25%, чем при использовании мелкопузырчатой аэрации для аэротенков различной глубины (рис. 4). Для фильтросной пластины величины

поверхности контакта фаз при глубине модели аэротенка 0,4 м несколько больше, чем для мелкопузырчатого аэратора (рис. 4,а), а при глубине 0,8 м -лежат на 1-3 % ниже (рис. 4,6). Это можно объяснить тем, что газожидкостный факел для аэратора АКВА-ЛАИН, сузившись над аэратором до минимального размера начал расширяться, и при глубине 0,8 м раструб факела шире, чем при глубине 0,4 м.

а) б)

Рис. 4. Зависимость ПКФ от интенсивности аэрации при боковом расположении аэраторов для глубины модели аэротенка: а - 0,4 м; б - 0,8м ■ - фильтросная пластина; ж - аэратора АКВА-ЛАИН; ♦ - среднепузырчатый аэратор

Размер факела для фильтросной пластины изначально имеет величину, равную его поперечному сечению, что значительно больше газожидкостного факела для аэратора АКВА-ЛАЙН, истекающего с верхней его сферической поверхности, где происходит активная коалесценция пузырьков.

На рис. 5 представлена зависимость поверхности контакта от глубины погружения мелкопузырчатого аэратора. Найдено, что по мере погружения аэратора с 0,2 до 0,7 м удельная поверхность контакта фаз возрастает с 6,6 до 8,5 м2/м2. Это объясняется газогадродинамической обстановкой в модели аэротенка. Увеличивается циркуляционный контур движения жидкости, что способствует дроблению пузырьков воздуха и закручиванию их по контуру.

При сравнении зависимостей ПКФ от интенсивности мелкопузырчатой аэрации с находящимися в модели аэротенка синтетическими водорослями и без них при боковом расположении мелкопузырчатого аэратора (рис. 6) видно, что при интенсивности аэрации меньше 4 м3/(м2-ч) величина удельной ПКФ с присутствующими в аэротенке синтетическими водорослями меньше чем без них. Это объясняется отсутствием циркуляционного контура, вовлекающего газ в объем аэротенка. Для интенсивностей аэрации больше 4 м3/(м2-ч) величина поверхности контакта фаз с «ершовой загрузкой» больше чем без неё, потому что пузырьки воздуха, попадая в объем модели аэротенка, прикрепляются к синтетическим водорослям, что приводит к увеличению времени нахождения

их в объеме жидкости и, соответственно, к возрастанию концентрации растворенного кислорода в жидкости.

Рис. 5. Зависимость ПКФ от глубины погружения аэратора в модели аэротенка при интенсивности аэрации J = 4,33 м3/(м2-ч)

Рис. 6. Зависимость ПКФ от интенсивности аэрации в модели аэротенка глубиной 0,8 м и ■ - без загрузки «ерш»; а - с синтетическими водорослями «ерш»

Гидродинамическая обстановка в модели аэротенка изучалась для интенсивности аэрации ,/¿=5,41 м3/(м2-ч). Построешше по результатам исследований векторное и скалярное поля для мелкопузырчатой аэрации при боковом расположении аэратора показывают (рис. 7), что по площади зоны вертикального поперечного сечения аэротенка поле весьма неоднородно, значения скорости изменяются от 0,6 до 0,05 м/с и менее. Наибольшие численные значения скорости реализуются по периметру циркуляционного контура, уменьшаясь по направлению к его центральной зоне. В центре контура скорость в 10-12 раз меньше, чем по его периметру, и центр контура совпадает с геометрическим центром модели вертикального поперечного разреза аэротенка. Скорости в угловых зонах ячейки имеют величину в ~ 2 раза меньше максимальной скорости воды, что объясняется хаотическим движением потоков воды при повороте в циркуляционном контуре. Численные значения скоростей потоков сточной жидкости, полученные диссертантом хорошо согласуются с единственными литературными данными Б.С. Худенко, Е.А. Шпирт и Г.С. Попковича и Б.Н. Репина. Сопоставление численных значений скоростей воды, полученных автором при моделировании и измеренных на аэротенках с левобережных КОС Иркутска, позволяет говорить о хорошей корреляции.

Обширная «застойная зона» в центральной области модели поперечного сечения аэротенка, в которой реализуются скорости 0,05-0,1 м/с потоков воды, способствует коагуляции активного ила в крупные агломераты. Небольшие скорости потоков не способствуют доставке растворенного кислорода в застойную зону, однако они достаточны для поддержания активного ила во взвешенном состоянии. Окислительная способность этой области аэротенка, зависящая от поверхности контакта «жидкость-ил», уменьшается. Эта область

составляет ~ 20-25% от всей площади модели поперечного сечения аэротенка. Таким образом, четвертая часть объема аэротенка выведена из процесса активной окислительной способности органических веществ.

Plia 7. Векторное и скалярное поля скорости течения воды в модели вертикального сечения аэротенка длямелкопузырчатой аэрации Д - 5 см/с; А - 10 см/с; 0-15 см/с; • - 20 см/с; X - 25 см/с; 0 - 30 см/с; 4-35 см/с; □ — 40 см/с; и — 45 см/с; * — 50 см/с; & — 55 см/с; О — 60 см/с; ♦ — 65 см/с

Гидродинамическая обстановка в модели аэротенка при центральном расположении мелкопузырчатого аэратора у дна аэротенка характеризуется двумя контурами циркуляции с вращением по часовой (правый контур) и против часовой стрелки (левый контур) (рис. 8).

Интервал скоростей жидкости, реализуемых в контуре, составляет 0,2-0,6 м/с. Минимальные скорости, реализуются внутри обоих контуров, а максимальные (0,55-0,6 м/с) - по их периметрам. Идентичности или зеркального отображения контуров не наблюдается, хотя прогнозировать эту картину с большой долей вероятности можно. Форма контуров показывает среднестатистическую гидродинамическую обстановку в центральном поперечном сечении модели аэротенка, которая, в свою очередь, определяется газодинамикой пузырьков, поднимающихся в сонаправленном потоке сточной воды.

Применение среднепузырчатой аэрации при боковом расположении аэратора приводит к увеличению размеров застойной зоны и, следовательно, к уменьшению окислительной способности аэротенка (рис. 9).

Изучение поля распределения активного ила при боковом расположении мелкопузырчатого аэратора у дна модели аэротенка при интенсивности мелкопузырчатой аэрации JA= 5,41 м3/(м2-ч) проводилось с использованием

ила, взятого из вторичных отстойников на левобережных КОС Иркутска. Иловый индекс характеризующий седиментационную способность ила, равнялся 150 мл/г.

Рис 8. Скалярное поле скорости течения Рис 9. Скалярное поле скорости течения

воды в моделиаэротенка при центральном воды в моделиаэротенка при боковом расположениимелкопузырчатого аэратора расположениисреднепузырчатого аэратора

Полученное поле распределения активного ила при а, = 3 г/л характеризуется неравномерным распределением ила по сечению аэротенка. Площадь максимальной концентрации ила (интервал 3-3,1 г/л) имеет неправильную кольцеобразную форму (рис. 10,а) и занимает центрально - периферийную часть аэротенка. В областях, прилегающих к стенкам, днищу и поверхности воды, концентрация ила составляет 2,9-3,0 г/л. Эта область характеризуется максимальными скоростями жидкости 0,45-0,6 м/с (см. рис. 7). Внутри кольцеобразной формы наблюдается падение концентрации с 2,9 до 2,4 г/л, а реализуемые скорости имеют минимальную величину ~ 0,1 м/с и менее. Уменьшение скорости циркуляции жидкости в центре кольца способствует коагуляции активного ила с образованием крупных хлопьев, дробящихся в струях воды, имеющих большую скорость.

Поле распределения активного ила в аэротенке при центральном расположении мелкопузырчатого аэратора зависит от гидродинамической обстановки и формируется скоростям и сточной воды в двух контурах циркуляции (рис. 10,6). Максимальные концентрации активного ила больше 3 г/л наблюдаются в центрах контуров и вытянуты по оси Z. Это объясняется действием центростремительной силы, отбрасывающей более плотные агломераты активного ила в центры контуров. Более 60% площади поперечного сечения аэротенка занято илом с концентрацией 2,8-3 г/л. Смещение газового факела аэратора влево в нашем случае определило наличие в правом контуре

обширной площади, занятой илом с концентрацией 2,6-2,8 г/л; в правой пристенной области и над аэратором наблюдаются небольшие площади, обедненные илом, где концентрация не превышает 2,4 г/л.

Таким образом, центральное расположение мелкопузырчатого аэратора у дна аэротенка исключает наличие обширной застойной зоны при наличии одного циркуляционного контура, наблюдающегося при боковом расположении аэратора.

7} й л УЯ ¥й га да ¡Г7К.е»

Рис. 10. Поле распределения активного ила в модели вертикального сечения аэротенка при интенсивности мелко пузырчатой аэрации J =5,41 м3/(м2-ч) при расположении боковом (а) и центральном (б) аэратора и концентрации активного ила (г/л):

□ 2,40-2,50 □ 2,50-2,60 132,60-2,70 112,70-2,80 12,80-2,90 ® 2,90-3,00 83,00-3,10

Определена окислительная способность (ОС) аэратора для различных типов и интенсивностей аэрации. Зависимости имеют линейный характер, тангенс угла наклона прямых к оси абсцисс определяется глубиной модели аэротенка и видом аэрации. Местоположение аэратора в модели аэротенка не влияет на поверхность контакта фаз и окислительную способность аэратора. Использование среднепузырчатого аэратора в идентичных условиях показало, что величина окислительной способности его ~ вр2за меньше, чем для мелкопузырчатого аэратора.

Впервые получены зависимости окислительной способности аэратора от величин поверхности контакта фаз «жидкость-газ» (рис. 11).

Использование среднепузырчатого аэратора приводит к ~ 50%-ному уменьшению окислительной способности по сравнению с мелкопузырчатой аэрацией при идентичных величинах поверхности контакта фаз, что показывает, что ПКФ и, соответственно, доставка кислорода к хлопкам ила не полностью определяют окислительную способность аэротенка (рис. 12). Весьма

существенное значение в решении этого вопроса имеет гидродинамическая обстановка в аэротенке, формирующая равномерные поля активного ила.

Окислительная способность аэратора возрастает с увеличением глубины его погружения в модель аэротенка (рис. 13), что указывает на целесообразность установки аэратора на большей глубине в аэротенке.

а)

б)

2 4 6 8 10 12 14 Удельная поверхность контакта фаз А, м7мг

• глубина моде™ атротенка - 0.8

Удельная поверхность контакта фаз А. м

Рис. 11. Зависимость окислительной способности мелкопузырчатого аэратора от удельной ПКФ при расположении аэратора: а - боковом (глубина модели аэротенка 0,8 м); б - центральном (■ — глубина модели аэротенка 0,8 м; ♦ - глубина модели аэротенка 0,4м)

ОС = 0,1416 А

О 2 4 6 8 10 12 14 16 Удельная поверхность контэкгта фаз Л, и '/м5

Рис. 12. Зависимость ОС среднепузырчатого аэратора от удельной ПКФ при боковом расположении в модели аэротенка: ■ — глубина модели аэротенка 0,8 м; ♦ - глубина модели аэротенка 0,4м

О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Глубина погружения аэратора м

Рис 13. Зависимость ОС мелкопузырчатого аэратора от глубины погружения при боковом расположении в модели аэротенка

В четвертой главе предложен способ воздействия на гидродинамику аэротенка с помощью направляющей пластины, устанавливаемой над аэратором, приводящий к уменьшению застойных зон распределения активного ила (рис. 14). Пластина создает направленное перемещение части потока, отобранного из основного циркуляционного контура.

С помощью красящей жидкости, вводимой в модель аэротенка, определены оптимальные параметры по установке направляющей пластины:

длина пластины равна 1/3 ширины модели аэротенка, высота установки пластины над аэратором составляет 1/10 высоты аэротенка, а угол наклона пластины - 30-35° к горизонту. Пластина должна направлять отраженный от неё поток жидкости в центр аэротенка любой геометрической конфигурации.

Рис. 14. Застойная зона в модели вертикального сечения аэротенка при интенсивности мелкопузырчатой аэрации 7 = 5,41 м3/(м" ч)

Построены векторное и скалярное поля скоростей жидкости в модели аэротенка с организованной гидродинамикой при боковом расположении мелкопузырчатого аэратора АКВА-ЛАИН (рис. 15).

Рис 15. Векторное и скалярное поля скорости течения воды с организованной газогидродинамикой в модели вертикального поперечного сечения аэротенка при интенсивности мелкопузырчатой аэрации / = 5,41 м3/(м2-ч): А - 10 см/с; 0 — 15 см/с; •— 20 см/с; X - 25 см/с; 0-ЗОсм/с; ♦ -35 см/с; □ — 40 см/с; ■ — 45 см/с; * — 50 см/с; ^Г — 55 см/с; О — 60 см/с; # — 65 см/с

Скалярное поле имеет сложную гидродинамику, характеризуется несколькими контурами циркуляции жидкости с вращением, как по часовой, так и против часовой стрелки. Наибольшие численные значения скорости ~ 0,6 м/с реализуются по периметру большого циркуляционного контура, а также над концом направляющей пластины. Скорости жидкости возросли до значений ~ 0,55 м/с на месте, где существует застойная зона без воздействия на гидродинамику. Наличие двух возникших небольших застойных зон не превышает ~5% площади поперечного сечения.

Таким образом, установка направляющей пластины над аэратором уменьшает площадь застойной зоны с ~ 25% до ~ 5 % всей площади модели. Отсутствие застойных зон, в которых происходит коагуляция хлопьев активного ила в большие агломераты, увеличивает окислительную способность аэротенка в целом, которая приводит к повышению глубины биологической очистки сточных вод.

Эффективность предложенного решения воздействия на гидродинамику подтверждена промышленными испытаниями на малых КОС п. «Сосновый бор» Иркутской области.

ВЫВОДЫ

1. Разработана экспериментальная установка с модельной ячейкой, представляющей собой вертикальный поперечный разрез аэротенка, для изучения газогидродинамических процессов и распределения активного ила в аэрируемых сооружениях. Разработана и описана методика для изучения полей распределения активного ила и приведена методика изучения полей скоростей сточной воды в модели аэротенка.

2. Впервые определены поверхность контакта фаз «жидкость-газ» химическим методом для аэрируемых сооружений биологической очистки сточных вод от типа и интенсивности аэрации. Получены зависимости удельной поверхности контакта фаз, отнесенной к единице рабочей площади аэратора, от интенсивности и вида аэрации; места расположения, количества аэраторов и глубины погружения аэраторов; наличия синтетических водорослей типа «ерш» в аэротенке. Все зависимости имеют линейный характер, найдены уравнения этих зависимостей.

3. Полученные векторные и скалярные поля скоростей жидкости показывают неоднородность поля по модулю скоростей в модели поперечного вертикального сечении аэротенка. Максимум скоростей потоков жидкости реализуется в основном циркуляционном контуре и достигает ~ 0,6 м/с. Существуют «застойные зоны» в центре модели аэротенка при боковом расположении мелкопузырчатого аэратора с величинами скоростей потоков жидкости 0,1 м/с и менее. В застойной зоне происходит коагуляция хлопьев ила, что вызывает уменьшение интенсивности окислительного процесса органических загрязнений в этой зоне, которая достигает ~25% от площади модели вертикального поперечного сечения аэротенка.

4. Применение среднепузырчатой аэрации приводит к увеличению размеров застойной зоны. Оптимальная гидродинамическая обстановка наблюдается при центральном расположении мелкопузырчатого аэратора у днища модели аэротенка: уменьшаются застойные зоны (не существует скоростей менее 0,15 м/с) и более равномерно распределяется активный ил по площади поперечного сечения.

5. Впервые получены поля распределения активного ила в модели вертикального поперечного сечения аэротенка при боковом и центральном расположениях мелкопузырчатого аэратора; поля характеризуются неравномерным распределением ила по поперечному сечению модели аэротенка. При боковом расположении аэратора площадь максимальной концентрации ила имеет неправильную кольцеобразную форму и занимает центральную периферийную часть модели аэротенка. Центральная застойная зона характеризуется активной коагуляцией ила в крупные агломераты, что уменьшает поверхность «жидкость-ил», которая и определяет окисление органических веществ в аэротенке. При центральном расположении мелкопузырчатого аэратора формируются два циркуляционных контура, в центре которых отсутствуют застойные зоны.

6. Определена окислительная способность аэратора для различных типов и интенсивностей аэрации. Зависимости имеют линейный характер и определяются глубиной модели аэротенка и видом аэрации. Использование среднепузырчатого аэратора в идентичных условиях показало, что величина окислительной способности его ~ в 2 раза меньше, чем для мелкопузырчатого аэратора (меньше величина поверхности контакта фаз «жидкость-газ», обширная застойная зона в центре модели аэротенка).

7. Впервые получены зависимости окислительной способности от величины удельной поверхности контакта фаз «жидкость-газ». Использование среднепузырчатого аэратора приводит к ~ 50%-ному уменьшению окислительной способности при одинаковых величинах поверхности контакта фаз по сравнению с мелкопузырчатой аэрацией. Показано, что поверхность контакта фаз не полностью определяет окислительную способность аэротенка. Весьма существенное значение для окислительной способности аэротенка имеет гидродинамическая обстановка.

8. Показано, что местоположение аэратора в модели аэротенка не влияет на поверхность контакта фаз и окислительную способность аэратора, а глубина погружения аэратора приводит к увеличению поверхности контакта фаз «жидкость-газ» и окислительной способности аэратора, что указывает на целесообразность установки аэратора на большей глубине.

9. При изучении размеров застойной зоны с помощью красящей жидкости вводимой в модель аэротенка, предложен способ воздействия на гидродинамику аэротенка с помощью направляющей пластины. Определены оптимальные параметры направляющей пластины: длина равна 1/3 ширины модели аэротенка, высота установки пластины над аэратором составляет 1/10 высоты аэротенка, а угол наклона пластины - 30-35° к горизонту. Установка

направляющей пластины над аэратором уменьшает площадь застойной зоны с ~ 25% до ~ 5 % всей площади модели.

10. Построенные векторное и скалярное поля с изменяемой гидродинамикой в модели аэротенка при боковом расположении мелкопузырчатого аэратора АКВА-ЛАИН показывают, что поля имеют очень сложную гидродинамику. Застойная зона практически исчезла. При изменяемой гидродинамике в модели аэротенка максимальные значения скорости ~ 0,6 м/с реализуются по периметру циркуляционного контура и до значений ~ 0,55 м/с на месте застойной зоны.

11. Проведены промышленные испытания предложенного способа воздействия на гидродинамику аэротенка на малых канализационных-очистных сооружениях поселка «Сосновый бор». Согласна акта промышленных испытаний, эффективность предложенного технического решения по увеличению глубины очистки сточных вод по БПК5 увеличилась на ~20% и по взвешенным веществам - на ~25%.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Статьи в издании, входящем в перечень рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК РФ

1. Солопанов Е.Ю. Поверхность контакта фаз «жидкость-газ» в сооружениях для очистки сточных вод / Е.Ю. Солопанов // Вестник Иркутского гос. техн. ун-та. - 2006. - № 4. - С. 15-17.

2. Солопанов Е.Ю. Газогидродинамическая обстановка и распределение активного ила в сооружениях биологической очистки сточных вод/ В.Н. Кульков, Е.Ю. Солопанов, И.В. Евтеева, А.С.Разум // Вестник Иркутского гос. техн. ун-та. - 2008. - № 4. - С. 48-52.

Статьи в российских изданиях, материалы международных и региональных конференций

3. Кульков В.Н. К вопросу о межфазной поверхности «жидкость-газ» в сооружениях для очистки сточных вод /В.Н. Кульков, Солопанов Е.Ю // Инженерное оборудование населенных мест и зданий: материалы Всерос. науч.-практ. конф. (28 - 30 март. 2006, Иркутск). - Иркутск, 2006. - С. 50-52.

4. Солопанов Е.Ю. Установка для определения поверхности контакта фаз "жидкость-газ" физико-химическим методом / Е.Ю. Солопанов, В.Н. Кульков // Инвестиции. Строительство. Недвижимость: материалы межд. науч.-практ. конф. (28 - 30 июня 2006, Иркутск). - Иркутск, 2006. - С. 114-117.

5. Кульков В.Н. Расчет энергетики химических реакций используемых для определения поверхности контакта фаз «жидкость-газ» / В.Н. Кульков, Е.В. Кудрявцева, Е.Ю. Солопанов //Инвестиции. Строительство. Недвижимость: материалы межд. науч.-практ. конф. (28 - 30 июня 2006, Иркутск). -Иркутск, 2006.-С. 110-114.

6. Солопанов Е.Ю. Физическое моделирование газогидродинамических

й

процессов в аэрируемых сооружениях очистки сточных вод /В.Н. Кульков, Е.Ю. Солопанов, Кудрявцева Е.В. // Энергосберегающие технологии, методы повышения эффективности работы систем и сооружений водоснабжения и водоотведения: материалы II межд. науч.-практ. конф. (21 - 25 авг. 2006, Иркутск). - Иркутск, 2006. - С. 117-122.

7. Кульков В.Н. О межфазной поверхности «жидкость-газ» в аэрируемых сооружениях /В.Н. Кульков, Е.Ю. Солопанов //Вода: проблемы и решения: сб. докладов Всерос.. науч.-практ. конф. (24 апр. 2007, Тюмень). -Тюмень, 2007. - вып. 4. - С. 51-57.

8. Солопанов Е.Ю. Оценка достоверности экспериментальных данных при определении межфазной поверхности «жидкость-газ» /Е.Ю. Солопанов, В.Н. Кульков //Экспертиза и управление недвижимостью: состояние, проблемы, перспективы: материалы Всерос. науч.-практ. конф. (20 - 21 сен. 2007, Иркутск). - Иркутск, 2007. - С. 128-135.

9. Кульков В.Н. Газогидродинамика в аэрируемых системах очистных сооружений /В.Н. Кульков, Е.Ю. Солопанов, И.В. Евтеева // Вестник МАНЭБ. -2008. -Т. 13. -№ 3 (Приложение). - С. 238-243.

10. Солопанов Е.Ю. Оценка достоверности экспериментальных данных при определении полей распределения активного ила / Е.Ю. Солопанов, В.Н. Кульков // Инженерное оборудование населенных мест и зданий: материалы Всерос. науч.-практ. конф. [Электронный ресурс]. - Иркутск: ГОУ ВПО ИрГТУ, 2009.

11. Кульков В.Н. Распределение активного ила в аэротенке с центральным расположением мелкопузырчатого пневматического аэратора / В.Н. Кульков, Е.Ю. Солопанов, И.В. Евтеева, А.С.Разум //Инженерное оборудование населенных мест и зданий: материалы Всерос. науч.-практ. конф. [Электронный ресурс]. - Иркутск: ГОУ ВПО ИрГТУ, 2009.

^ Подписано в печать 25.09.2009. Формат 60 х 90 /16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,25. Тираж 115 экз. Зак. 192. Поз. плана 4н.

ИД № 06506 от 26.12.2001 Иркутский государственный технический университет 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ИНТЕНСИФИКАЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ В АЭРИРУЕМЫХ СООРУЖЕНИЯХ

1.1. Газогидродинамическая обстановка в аэрируемых сооружениях для очистки сточных вод

1.1.1. Методы определения поверхности контакта фаз в двухфазных системах «жидкость-газ»

1.1.2. Сравнительная характеристика методов определения поверхности контакта фаз

1.1.3. Структура двухфазного потока при аэрации воды в аэротенке

1.1.4. Методы определения полей скоростей жидкости

1.2. Анализ типов и видов аэрации иловых смесей в аэротенках

1.2.1. Мелкопузырчатая аэрация

1.2.2. Средне- и крупнопузырчатая аэрация

1.3. Распределение активного ила в объеме аэрируемого сооружения для биологической очистки сточных вод

1.4. Современное состояние очистки сточных вод в аэрируемых сооружениях

1.5. Выводы и обоснование направления исследований

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ГАЗОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОГО ИЛА

В МОДЕЛИ АЭРОТЕНКА

2.1. Физическое моделирование газогидродинамической обстановки в аэрируемых сооружениях очистки сточных вод

2.2. Экспериментальная установка для изучения газогидродинамической обстановки и распределения активного ила в аэрируемых сооружениях

2.3. Методика изучения межфазной поверхности контакта фаз «жидкость-газ»

2.3.1. Расчет энергетики химических реакций, используемых для определения поверхности контакта фаз «жидкость-газ»

2.4. Методика изучения гидродинамической обстановки в модели аэротенка

2.5. Методика изучения полей распределения активного ила в модели аэротенка

2.6. Оценка достоверности экспериментальных данных

2.6.1. Определение межфазной поверхности «жидкость-газ»

2.6.2. Определение полей распределения активного ила

2.6.3. Определение полей скоростей воды в модели аэротенка 91 2.7. Выводы

3. ИЗУЧЕНИЕ ГАЗОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ

В МОДЕЛИ АЭРОТЕНКА

3.1. Исследование поверхности контакта фаз «жидкость-газ»

3.1.1. Влияние интенсивности аэрации, расположения аэраторов и глубины модели аэротенка

3.1.2. Влияние количества и глубины погружения аэраторов

3.1.3. Влияние объемной загрузки типа «ерш» на величину поверхности контакта фаз

3.1.4. Влияние вида аэрации на величину поверхности контакта фаз

3.2. Изучение гидродинамической обстановки и полей распределения активного ила в модели аэротенка

3.2.1. Поля скоростей воды в модели вертикального поперечного разреза аэротенка для мелко- и среднепузырчатой аэрации

3.2.2. Поля распределения активного ила при мелкопузырчатой аэрации

3.3. Изучение окислительной способности аэраторов

3.3.1. Методика проведения и обработки экспериментов

3.3.2. Зависимость окислительной способности аэраторов от интенсивности, способа и вида аэрации

3.3.3. Зависимость окислительной способности аэраторов от величины поверхности контакта фаз «жидкость-газ»

3.4. Выводы

4. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГИДРОДИНАМИКУ АЭРОТЕНКА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ

СУЩЕСТВУЮЩИХ ТИПОВ АЭРАЦИИ

4.1. Опыты по изменению гидродинамики в модели аэротенка с использованием красящей жидкости

4.2. Поля скоростей в модели вертикального сечения аэротенка с измененной гидродинамикой

4.4. Выводы

Актуальность работы. В настоящее время на территории России практически нет водных объектов, не затронутых хозяйственной деятельностью человека, качество воды в которых соответствовало бы нормативным требованиям. Сохранение водных объектов является одной из приоритетных задач, на решение которых направлена федеральная целевая программа «Экология и природные ресурсы России (2002-2010 годы)». Повышение эффективности очистки сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водоёмы, является одной из важнейших задач реализации указанной программы.

Основным сооружением биологической очистки сточных вод, хорошо зарекомендовавшим себя стабильной работой с высокой степенью очистки, является аэротенк. Сточная вода в аэротенке очищается активным илом, который представляет собой сложный биоценоз различных организмов. Тип аэротенка, технологический режим работы, химический состав поступающей сточной воды оказывают большое влияние на формирование биоценоза аэротенка.От газогидродинамической обстановки в аэротенке ззависит эффективность биологической очистки сточных вод. Направление, скорость циркуляции сточной воды и взвешенного в ней активного ила, а также концентрация растворенного кислорода определяются типом, интенсивностью аэрации и расположением аэраторов в аэротенке.

Аэрация сточных вод обеспечивает подачу и распределение кислорода в аэротенке для осуществления процесса окисления органических веществ, поступающих на биологическую очистку, поддержания активного ила во взвешенном состоянии и создания благоприятных гидродинамических условий работы аэротенков. Аэрация является наиболее энергоемким процессом, на который приходится не менее половины всех затрат на очистку сточных вод.

Процесс растворения кислорода в воде, необходимый для окисления органических загрязняющих веществ в химических и микробиологических процессах, определяется поверхностью контакта фаз «жидкость-газ». Концентрация растворенного кислорода в аэротенке или других биологических сооружениях определяет активность биохимических процессов окисления загрязняющих веществ, поступающих в очистные сооружения.

Таким образом, широкое применение аэрационных сооружений для биологической очистки сточных вод обуславливает задачу поиска путей дальнейшей интенсификации работы таких сооружений при формирования оптимальной газогидродинамической обстановки

Целью диссертационной работы является интенсификация биологической очистки сточных вод посредством изменения гидродинамических потоков, способствующих оптимальному распределению активного ила в аэротенке и обеспечивающих повышение окислительной способности аэротенка.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследований: провести сравнительный анализ методов определения контакта фаз в двухфазных системах «жидкость-газ»;

• провести анализ существующих методов определения поля скоростей жидкости и поля распределения активного ила в аэрируемых сооружениях биологической очистки сточных вод;

• провести анализ существующих систем аэрации иловых смесей и устройств аэрации в аэротенках;

• разработать экспериментальную установку для изучения газогидродинамических процессов и распределения активного ила в аэрируемых сооружениях; разработать методику изучения газогидродинамической обстановки и методику изучения поля распределения активного ила в модели аэротенка; исследовать поверхность контакта фаз «жидкость—газ» от интенсивности аэрации, типа и местоположения аэратора; изучить гидродинамическую обстановку и поля распределения активного ила в модели аэротенке; получить зависимость окислительной способности аэраторов от величины поверхности контакта фаз «жидкость—газ»; разработать и испытать методы воздействия на гидродинамику аэротенка с целью повышения окислительной способности существующих типов аэрации.

Методы исследований

Для решения поставленных задач в работе использовались химический метод определения межфазной поверхности, методы физического подобия, метод фотометрии, титриметрический метод анализа, методы фото- и киносъемки, метод переменного дефицита кислорода и методы • статистической обработки результатов.

Научная новизна

Впервые определена поверхность контакта фаз в аэрируемых сооружениях биологической очистки сточных вод в зависимости от интенсивности аэрации, типа и местоположения аэратора с использованием физической модели аэротенка.

• Установлены зависимости поверхности контакта фаз от расположения и количества аэраторов, глубины их погружения, глубины модели аэротенка, наличия синтетических водорослей типа «ерш».

• Получены поля скоростей жидкости в модели аэротенка для мелко— и среднепузырчатой аэрации.

Разработана методика изучения и впервые получены поля распределения активного ила в модели аэротенка для мелкопузырчатой аэрации.

Определена окислительная способность мелкопузырчатых и среднепузырчатых аэраторов в зависимости от величины поверхности контакта фаз.

Предложен способ воздействия на гидродинамику аэротенка и получены поля скоростей жидкости в модели аэротенка с изменяемой гидродинамикой.

Практическая значимость

• Разработана методика изучения поля распределения активного ила в аэротенке.

• Предложены рекомендации по изменению гидродинамики в аэрируемых сооружениях биологической очистки сточных вод, позволяющие увеличить окислительную способность аэротенка.

• Предложен и испытан в лабораторных и промышленных условиях способ воздействия на гидродинамику аэротенка, приводящий к интенсификации биологической очистки сточных вод.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

Всероссийской научно-практической конференции «Инженерное оборудование населенных мест и зданий» (28 — 30 марта 2006, Иркутск);

Международной научно-практической конференции «Инвестиции. Строительство. Недвижимость» (28 — 30 июня 2006, Иркутск);

II—й Международной научно-практической конференции «Энергосберегающие технологии, методы повышения эффективности работы систем и сооружений водоснабжения и водоотведения» (21—25 августа 2006, Иркутск);

Всероссийской научно-технической конференции «Вода: проблемы и решения» (24 апреля 2007, Тюмень);

Всероссийской научно-практической конференции «Экспертиза и управление недвижимостью: состояние, проблемы, перспективы» (20-21 сентября 2007, Иркутск);

1-й Международной научно-практической конференции «Ресурсосбережение и возобновляемые источники энергии: экономика, экология, опыт применения» (3-6 августа 2008, СПб-Чита);

Всероссийской научно-практической конференции «Инженерное оборудование населенных мест и зданий» (16 марта 2009, Иркутск).

На защиту выносятся:

1. Результаты экспериментальных исследований по изучению поверхности контакта фаз «жидкость—газ» в аэрируемых сооружениях биологической очистки сточных вод.

2. Методика изучения гидродинамики распределения активного ила в модели аэротенка.

3. Способ воздействия на гидродинамику в аэрируемом сооружении, приводящий к уменьшению застойных зон распределения активного ила.

4. Полученные поля скоростей воды в модели аэротенка для мелко— и среднепузырчатой аэрации при различном расположении аэраторов.

5. Полученные поля скоростей воды в модели аэротенка с изменяемой гидродинамикой.

6. Впервые полученные зависимости окислительной способности аэраторов от поверхности контакта фаз «жидкость—газ».

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 2 статьи в издании, входящем в перечень рецензируемых научных журналов, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём работы

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка используемых источников из 127 наименований и 2 приложений. Работа изложена на 156 страницах машинописного текста, включает 11 таблиц и 57 рисунков.

4. 4. Выводы

1. С помощью красящей жидкости, вводимой в модель аэротенка для изменения гидродинамики, определены оптимальные параметры по установке направляющей пластины. Оптимальная длина пластины равна 1/3 ширины модели аэротенка, оптимальный угол установки пластины над аэратором 3035° к горизонту, а высота установки пластины над аэратором составляет 1/10 высоты аэротенка. Пластина должна направлять отраженный от неё поток жидкости в центр аэротенка любой геометрической конфигурации.

2. Установка направляющей пластины над аэратором уменьшает площадь застойной зоны с ~ 25% до ~ 5 % всей площади модели поперечного вертикального сечения аэротенка, что приведет к увеличению окислительной способности очистного сооружения.

3. Построенные векторное и скалярное поля с изменяемой гидродинамикой в модели аэротенка при боковом расположении мелкопузырчатого аэратора «АКВА-ЛАЙН» показывают, что поля имеет очень сложную гидродинамику. Застойная зона практически исчезла, что приведет к более равномерному распределению активного ила по всему объему аэротенка и, соответственно, к интенсификации биологической очистке сточных вод.

4. При изменяемой гидродинамике в модели аэротенка максимальные значения скорости ~ 0,6 м/с реализуются по периметру циркуляционного контура и до значений ~ 0,55 м/с, возросли скорости в застойной зоне, существующей без воздействия на гидродинамику. Наличие двух небольших застойных зон не превышает -5% площади поперечного сечения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана экспериментальная установка с модельной ячейкой, представляющей собой вертикальный поперечный разрез аэротенка, для изучения газогидродинамических процессов и распределения активного ила в аэрируемых сооружениях. Разработана и описана методика для изучения полей распределения активного ила и приведена методика изучения полей скоростей сточной воды в модели аэротенка.

2. Впервые определена поверхность контакта фаз «жидкость-газ» химическим методом для аэрируемых сооружений биологической очистки сточных вод от типа и интенсивности аэрации. Получены зависимости удельной поверхности контакта фаз, отнесенной к единице рабочей площади аэратора от интенсивности и вида аэрации, места расположения аэраторов, количества и глубины погружения аэраторов, наличия синтетических водорослей типа «ерш». Все зависимости имеют линейный характер. Найдены уравнения для этих зависимостей.

3. Полученные векторные и скалярные поля скоростей жидкости показывают неоднородность поля по модулю скоростей в модели поперечного вертикального сечении аэротенка. Максимум скоростей потоков жидкости реализуется в основном циркуляционном контуре и достигает ~ 0,6 м/с. Существуют «застойные зоны» в центре модели аэротенка при боковом расположением мелкопузырчатого аэратора с величинами скоростей потоков жидкости 0,1 м/с и менее. В застойной зоне происходит коагуляция хлопьев ила, что приведет к уменьшению интенсивность окислительного процесса органических загрязнений в этой зоне, которая достигает ~25% от площади модели вертикального поперечного сечения аэротенка.

4. Применение среднепузырчатой аэрации приводит к увеличению размеров застойной зоны. Оптимальная гидродинамическая обстановка наблюдается при центральном расположении мелкопузырчатого аэратора у днища модели аэротенка: уменьшаются застойные зоны (не существует скоростей менее 0,15 м/с) и более равномерно распределяется активный ил по площади поперечного сечения.

5. Впервые получены поля распределения активного ила в модели вертикального поперечного сечения аэротенка при боковом и центральном расположении мелкопузырчатого аэратора. Они характеризуются неравномерным распределением ила по поперечному сечению модели аэротенка. При боковом расположении аэратора площадь максимальной концентрации ила имеет неправильную кольцеобразную форму и занимает центральную периферийную часть модели аэротенка. Центральная застойная зона характеризуется активной коагуляцией ила в крупные агломераты, что уменьшает поверхность «жидкость-ил», которая и определяет окисление органических веществ в аэротенке. При центральном расположении мелкопузырчатого аэратора формируются два циркуляционных контура, в центре которых отсутствуют застойные зоны.

6. Определена окислительная способность аэратора для различных типов и интенсивностей аэрации. Зависимости имеют линейный характер и определяются глубиной модели аэротенка и видом аэрации. Использование среднепузырчатого аэратора в идентичных условиях показало, что величина окислительной способности его ~ в 2 раза меньше, чем для мелкопузырчатого аэратора. Использование среднепузырчатого аэратора характеризуется меньшей окислительной способностью, величиной поверхности контакта фаз «жидкость-газ» и обширной застойной зоной в центре модели.

7. Впервые получены зависимости окислительной способности от поверхности контакта фаз «жидкость-газ». Использование среднепузырчатого аэратора приводит к ~ 50% уменьшению окислительной способности при одинаковых величинах поверхности контакта фаз по сравнению с мелкопузырчатой аэрацией. Показано, что поверхность контакта фаз не полностью определяет окислительную способность аэротенка. Весьма существенное значение для окислительной способности аэротенка имеет гидродинамическая обстановка.

8. Местоположение аэратора в модели аэротенка не влияет на поверхность контакта фаз и окислительную способность аэратора, а глубина погружения аэратора приводит к увеличению поверхности контакта фаз «жидкость-газ» и окислительной способности аэратора, что указывает на целесообразность установки аэратора на большей глубине.

9. При изучении размеров застойной зоны с помощью красящей жидкости, вводимой в модель аэротенка, предложен способ воздействия на гидродинамику аэротенка с помощью направляющей пластины. Определены оптимальные параметры по установке направляющей пластины: длина пластины равна 1/3 ширины модели аэротенка, высота установки пластины над аэратором составляет 1/10 высоты аэротенка, а угол наклона пластины — 30-35° к горизонту. Установка направляющей пластины над аэратором уменьшает площадь застойной зоны с ~ 25% до ~ 5 % всей площади модели.

10. Построенные векторное и скалярное поля скоростей жидкости с изменяемой гидродинамикой в модели аэротенка при боковом расположении мелкопузырчатого аэратора «АКВА-ЛАЙН» показывают, что поля имеет очень сложную гидродинамику. Застойная зона практически исчезла. При изменяемой гидродинамике в модели аэротенка максимальные значения скорости ~ 0,6 м/с реализуются по периметру циркуляционного контура и до значений ~ 0,55 м/с на месте застойной зоны.

11. Проведены промышленные испытания предложенного способа воздействия на гидродинамику аэротенка на малых канализационных очистных сооружениях поселка «Сосновый бор» Иркутской области. Согласна акта промышленных испытаний, эффективность предложенного технического решения по увеличению глубины очистки сточных вод по БПК5 увеличилась на ~20% и по взвешенным веществам на ~25% (см. Приложение № 2).

1. Coy С. Гидродинамика многофазных систем. — М.: Мир, 1971.536 с.

2. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения. — М.: Мир, 1972. —440 с.

3. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. — М.: Энергия, 1968.-423 с.

4. Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем. М.: Энергия, 1976. - 296 с.

5. Хинце И.С. Турбулентность, ее механизм и теория. М.: Физматгиз, 1963.-680 с.

6. Родионов А.И, Кашников JI. М.,. Радиковский В.М Определение числа тарелок в абсорбционной колонне по поверхности фазового контакта // Тр. МХТИ им. Д.И. Менделеева. 1964. - вып. 47. - С. 5-7.

7. Calderbank Р.Н., Rennie I. //Trans. Instn. Chem. Engrs. 1962. - 40. -№ l.-p. 57-58.

8. Родионов А.И, Радиковский В.М. О дисперсности пенного слоя и о методе определения среднего размера пузырька //Массообменные процессы химической технологии. Л., 1965. - С. 32-35.

9. Krenn Walfgang. Stereametrischen Methoden zur Bestimmung von Volument und Oberfiuche von Blasen oder tropfen ous deren Abbildungen //Chem. Ing. Techn. 1974.-№ 23. - p. 46-48.

10. Ziegel G. Ein Beitrag Zu Gas-Flussig—Phasengrenzblachen in Bodenkolonnen: Dissertation //Technische Hochschule fur Chemie-Leine-Merseburg. 1972. - 152 s.

11. Calderbank P.H., Evans F., Rennie I. The mass Transfer efficiency of distillation and gas-absorption plate columns. // In: Symposium series/inst. Chem. Ingrs. London, I960. - p. 51-53.

12. Calderbank P.H., Moo-Young. //Intemat. Symposium Distillation Brighton. London, I960.

13. Родионов А.И, Кашников A.M., Ульянов Б.Л., Шпагин Н.С., Строгонов Е.Ф. Определение поверхности контакта фаз методом отражения светового потока //Химическая промышленность. 1967. — № 3. - С. 209-212.

14. Родионов А.И, Кашников A.M., Ульянов Б.Л. Определение межфазной поверхности на провальных тарелках методом светоотражения //Массообменные процессы химической технологии. — Л., 1965. С. 34-37.

15. Винтер А.А. Определение поверхности контакта фаз на барботажных тарелках: дис. .кан. техн. наук /А.А. Винтер; МХТИ им. Д.И. Менделеева. М., 1966. - 130 с.

16. Calderbank Р.Н. Physical rate processes in industrial fermentation the interfacial area in gas-liquid contacting with Mechanical agitation. //Trans. Inst. Chem. Engrs. London: 1958. - vol. 36. - № 6. - p. 443.

17. Abdell-Aal H.K., Stiles G.B., Holland C.D. Formation of interfacial area of plates of gas flow through Submerged orifices //Jour. A.I. Ch. E. Now York,1966.-vol. 12. -№> l.-p. 43-45.

18. Ульянов Б.А. Исследование поверхности контакта фаз в тарельчатых колоннах методом деполяризационного света и массоотдачи в газовой фазе: дис. .кан. техн. наук /Б.А. Ульянов; МХТИ им. Д.И. Менделеева. М., 1968. - 129 с.

19. Родионов А.И., Ульянов Б. А., Кашников A.M., Строгонов Е.Ф. Способ определение поверхности контакта фаз //Бюлл. Изобретений. 1968. — № 10, авт. свид. № 213409.

20. Ульянов Б. А., Буренко В.А. Дробление газа в жидкости и величина среднего диаметра пузырьков в пенном слое //Обогащение руд. Иркутск, 1973.-С. 33-36.

21. Родионов А.И., Ульянов Б. А. О степени неравномерности газожидкосного слоя на провальных тарелках //Массообменные процессы химической технологии. JL, 1968. - С. 143-145.

22. Ульянов Б. А., Родионов А.И., Буренко В.А., Шелкунов Б.И.

23. Поверхность контакта фаз на провальных тарелках ректификационных колонн

24. Изв. Вуз, Сер. Химия и хим. технология. 1978. - т. 21. - № 12. - С. 18151818.

25. Ульянов Б.А. Исследование поверхности контакта фаз в тарельчатых колоннах методом деполяризационного света и массоотдачи в газовой фазе: автореф. дис. . кан. техн. наук /Б.А. Ульянов; МХТИ им. Д.И. Менделеева. М., 1968. - 18 с.

26. Шишловский А.А. Прикладная физическая оптика М., 1961.822 с.

27. Шерклифф У. Поляризованный свет М., 1961. - 264 с.

28. Березин Р.Б., Тарат Э.Я., Туболкин А.Ф. Стереометрический способ определения газосодержания в пенном слое // Цветные металлы. -1974. №8. -С. 481-484.

29. Burgess Т.М., Calderbank Р.Н. The measurement of bubble Parameters in Two-Phase dispersions //Chem. Eng. sci. London, 1975. - vol. 30. -p. 743-747.

30. Ульянов Б.А. Поверхность контакта, фаз и массообмен в тарельчатых ректификационных аппаратах //Иркутск: Изд-во ИГУ, 1982. -130 с.

31. Тарат Э.Я, Ковалев О.С., Щупин В.И. О взаимодействии газовых пузырьков с датчиками в газожидкостных структурах //Гидродинамика и явления переноса в двухфазных дисперсных системах: межвуз. сб. Иркутск:1. ИЛИ, 1976.-С. 51-53.

32. Березин Р.Б. Поверхность контакта фаз и структурные параметры турбулезованных газожидкостных систем: автореф. дис. .кан. техн. наук / Р.Б. Березин; ЛТИ им. Ленсовета. Л., 1975. — 22 с.

33. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография — IVL: Металлургия, 1976. 270 с.

34. Yoshida F., Miura Y. Effective interfacial area in packed Columns for absorption with chemical reaction //Jour. A.I. Ch. E. New York, 1963. — vol. 9.-№3.~ p. 331-333.

35. Родионов А.И., Винтер А.А. Исследование химическим методом поверхности контакта фаз на ситчатых тарелках. I. //Изв. вуз. СССР, Химия и химическая технология. — 1966. — № 6. — С. 970-974.

36. Хоблер Т. Массопередача и абсорбция. — М. Химия, 1964. — 479 с.

37. Зенков В.В Исследование межфазной поверхности и массоотдачи в жидкой фазе в колоннах с провальными тарелками: автореф. дис. .кан.техн.* -• наук /МХТИ им. Д.И. Менделеева. - М, 1974. - 20 с.

38. Родионов А.И., Винтер А.А. Исследование химическим методом поверхности контакта фаз на ситчатых тарелках. II. //Изв. вуз. СССР, Химия и химическая технология. 1967. -№1. — С. 102-106.

39. Родионов А.И., Винтер А.А.Исследование процессов абсорбции, сопровождаемой химической реакцией, в тарельчатых колоннах //Теоретические основы химической технологии. 1967. — т. 1. — № 4. — С. 481-487.

40. Родионов А. И., Сорокин В. Е., Газизулин В. М. Влияние скорости газа на удельную поверхность контакта фаз и коэффициенты массоотдачи в колонне с ситчатыми тарелками //Тр. МХТИ, 1969. вып. 60. - С. 161-164.

41. Дытнерский Ю.И., Фахми М., Радиковская Э.П. Определениеповерхности контакта фаз на пластинчатых тарелках //Тр. МХТИ, 1970. -вып. 65.-С. 190-193.

42. Розен A.M., Весновский B.C.,. Красиков А.Н. Поверхность контакта фаз на ситчатых и клапанных прямоточных тарелках //Теоретические основы химической технологии, 1978. Т. XII. - № 4. - С. 495-500.

43. Родионов А.И., Винтер А.А.,. Ульянов Б.А., Зенков В.В. Влияние вязкости жидкой фазы на гидродинамические показатели работы провальной тарелки //Изв. вуз. СССР, Химия и химическая технология. 1969. — № 7. -С.985-988.

44. Родионов А.И., Винтер А.А. Влияние удельного веса газовой фазы на гидродинамические показатели работы провальной тарелки //Изв. вуз. СССР, Химия и химическая технология. 1968. - № 5. - С. 609-612.

45. Waal K.L., Beek W.I. A Comparison between chemical absorption with rapid order reactions and physical absorption in one packed column //Chem. Eng. Sci.-London: 1967.-vol. 22.-p. 585-589.

46. Родионов А.И., Зенков В.В. определение поверхности контакта фаз при окислении сульфита натрия кислородом воздуха в колонне с провальной тарелкой // Изв. вуз., Химия и химическая технология. 1970. — № 12. -С. 1805-1809.

47. Nuvlt V., Kastanac F. Measurement of interfial area in bubble Columns by sulphite method //Collect. Czech. Chev. Commun. 1975. - vol. 40. - p. 1853.

48. Родионов А.И., Лекае B.M., Кочетков H.M. Поверхность контакта фаз на колпачковой тарелке //Тр. МХТИ, 1972. вып. 69. - С. 220-222.

49. Петушинский JI.H., Родионов А.И., Ульянов Б.А. Эффективная поверхность контакта фаз в барботажном слое на клапанных тарелках // Гидродинамика и явления переноса в двухфазных дисперсных системах: межвуз. сб. Иркутск: ИЛИ, 1974. - С. 60-69.

50. Дегтярев В.В., Родионов А.И., Стрекаловская Л.П. Сравнение поверхности контакта фаз, определяемых, разными методами //Тр. МХТИ, 1973.-вып. 73.-144-147.

51. Рамм В.М. Абсорбция газов. — 2-е изд. перераб. и доп. — М.: Химия,1976.- 665 с.

52. Данквертс П.В. Газожидкостные реакции. М.: Химия, 1973. —296 с.

53. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1971. - 784 с.

54. Кульков В.Н. Поля циркуляции электролита и газа в алюминиевых электролизерах. М: Деп. в ВИНИТИ, № 2510. -В95. - 1995.- 110 с.

55. Родионов А.И., Ульянов Б.А.,. Винтер А.А, Перочинская М.Б. Определение межфазной поверхности в процессе абсорбции СОг раствором NaOH различными методами //Тр. МХТИ, 1969. вып. 60. - С. 169-171.

56. Родионов А.И. Поверхность контакта фаз и массопередача в тарельчатых колоннах: автореф. дис. .д-ра техн. наук. /А.И. Родионов; МХТИ им. Д.И. Менделеева. М, 1969. - 29 с.

57. Родионов А.И., Ульянов Б.А. О неравномерности структуры газо— жидкостного слоя на провальной тарелке //Тр. МХТИ. 1967. - вып. 56. — С. 68-72.

58. Раафат, Вильсон Салама Бешай. Поверхность контакта фаз, тепло— и масообмен на пластинчатых тарелках: дис. .канд. техн. наук: 05.17.08 /Раафат, Вильсон Салама Бешай М., 1984. - 170 с.

59. Мешенгиссер Ю.М. Теоретическое обоснование и разработка новых полимерных аэраторов для биологической очистки сточных вод: автореф. дис. .д-ра техн. наук /Ю.М. Мешенгиссер; ФГУП «НИИ ВОДГЕО». М., 2005. -32 с.

60. Мешенгиссер Ю.М. Расчет межфазной поверхности газ-жидкость при аэрации воды //Вода и экология. 2002. — № 2. - С. 68-71.

61. Bhavaraju S.M., Russell T.W.F., Blanch H.W. The design of gas-sparged devises of viscous liquid systems. AIChE J. - 1978. - V. 24. - № 6. -p. 454-467.

62. Попкович Г.С., Репин Б.Н. Системы аэрации сточных вод. — М: Стройиздат, 1986. 136 с.

63. СНиП 2.04.03-85. Строительные нормы и правила. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: ЦИТП, 1986. - 72 с.

64. Мешенгиссер Ю.М. Теоретическое обоснование и разработка новых полимерных аэраторов для биологической очистки сточных вод: дис. .д-ра техн. наук /Ю.М. Мешенгиссер; ФГУП «НИИ ВОДГЕО». М., 2005. - 257 с.

65. Худенко Б.М., Шпирт Е.А. Аэраторы для очистки сточных вод. — М: Стройиздат, 1973. 112 с.

66. Fine pore aeration systems. Design manual. U.S. Environmental Protection Agency. (EPA/625/1-89/023). Cincinnati. OH 45268. - 1989.

67. Справочник по очистке природных и сточных вод /JI.JI. Паль, Я.Я. Кару, Х.А. Мельдер, Б.Н. Репин. М.: Высш. шк., 1994. - 336 с.

68. Очистка производственных сточных вод. — Изд. 2-е, перераб. и доп. /под ред. С.ВЛковлева. — М.:Стройиздат, 1985. 335 с.

69. Брагинский JI.H., Евиличев М.А., Бегачев В.И. и др. Моделирование аэрационных сооружений для очистки сточных вод. — Л:. Химия, 1980. — 143 с.

70. Рябов А.К., Сиренко Л.А. Искусственная аэрация природных вод. —

71. Киев: Наукова думка, 1982. 202 с.

72. Воронов В.Ю., Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод /Учебник. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006. — 704 с.

73. Королева М.В., Павлинова И.И. Конструкция погружного механического аэратора (опыт ФРГ) //Водоснабжение и санитарная техника. -1990. -№ 3. С. 34-36.

74. Карелин Я.А., Репин Б.Н. Биохимическая очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1974.- 165 с.

75. Карелин Я.А., Репин Б.Н., Афанасьев А.Ф., Пономарев В.В. Исследование окислительной способности эжекторных аэраторов на крупномасштабной установке //Водоснабжение и санитарная техника. 1981. - № 5. - С. 7-9.

76. Пономарев В.В. Плавающий водомерно-эжекторный аэратор — новый тип аэрационного оборудования биологических прудов //Новые методы и сооружения для водоотведения и очистки сточных вод: межвуз. тематич. сб. тр.-Л., 1980.-С. 87-91

77. Разумовский Э.С., Непаридзе Р.Ш. и др. Экспериментальные исследования водоструйной аэрации для аэротенков. -М., 1989.

78. Воронов В.Ю., Казаков В.Д., Толстой М.Ю. Струйная аэрация. Науч. изд. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007. — 216 с.

79. Брагинский Л.Н., Евиличев М.А., Бегачев В.И. и др. Моделирование аэрационных сооружений для очистки сточных вод. — Л:. Химия, 1980. -143 с.

80. Карелин Я.А., Жуков Д.Д., Журов В.Н., Репин Б.Н. Очистка производственных сточных вод в аэротенках. — М.: Стройиздат, 1973. — 223 с.

81. Яковлев С.В., Скирдов И.В., Швецов В.Н. и др. Биологическая очистка производственных сточных вод: Процессы, аппараты и сооружения. — М.: Стройиздат, 1985.-208 с.

82. Скирдов И.В., Клячко И.Л. Направления развития пневматической аэрации //Водоснабжение и санитарная техника. — 1985. № 2. — С. 4-7.

83. Непаридзе Р.Ш. Мелкопузырчатая система аэрации в аэротенках

84. Водоснабжение и санитарная техника. 2001. -№2.-С. 12-16.

85. Мешенгиссер Ю.М., Марченко Ю.Г. Сравнительные характеристики мелкопузырчатых аэраторов //Вода и экология: проблемы и решения.-2001,-№2.-С. 11-13.

86. Галич Р.А., Мешенгиссер Ю.М., Щетинин А.И. Аэраторы «Экополимер» //Водоснабжение и санитарная техника. 1995. — № 12. -С. 4-6.

87. Андриевский Р.А. Пористые металлокерамические материалы. — М.: Металлургия, 1964. 187 с.

88. Смирнова К.А. Пористая керамика для фильтрации и аэрации. М.: Стройиздат, 1968.- 169 с.

89. Мешенгиссер Ю.М., Галич Р.А., Марченко Ю.Г., Чернуха В.А. Аэраторы АКВА-ТОР и комбинированные системы аэрации //Водоснабжение и санитарная техника. 2000. -№ 12. - Ч. 2. - С. 11-13.

90. Королева М.В. Пневматические аэраторы из пористого полиэтилена (Финляндия) //Водоснабжение и санитарная техника. — 1985. — № 6. С.14-17.

91. Мешенгиссер Ю.М., Галич Р.А., Марченко Ю.Г. Трубчатые пневматические аэраторы и аэрационные системы Экополимер //Водоснабжение и санитарная техника. 2000. - № 12. — Ч. 2. - С. 5-7.

92. Пат. 1803391 Россия, МКИ5 С02 F3/20. Трубчатый аэратор / Мешенгиссер Ю.М. (Украина), Галич Р.А. (Украина), Конов В.Н. (Россия) — № 4876923/26; Заяв. 09.07.90; Опубл. 23.03.93, Бюл. № 11; Приоритет 09.07.90, № 4876923 (Россия). 3 е., 2 ил.

93. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Очистка производственных сточных вод: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1985. -335 с.

94. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Калицун В.И.Водоотведение и очистка сточных вод. — М.: Стройиздат, 1996. 215 с.

95. Яковлев С.В., Карелин Я.А., Ласков Ю.М., Воронов Ю.В. Водоотводящие системы промышленных предприятий: Учеб. пособие. М.: Стройиздат, 1990. — 511 с.

96. Жмур Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М.: АКВАРОС, 2003. - 521 с.

97. Голубовская Э.К. Биологические основы очистки воды. — М.: Высш. школа, 1978. 268 с.

98. Серебряков Д.И., Морозов В.В. Обзор конструктивных особенностей блочно-модульных канализационных очистных сооружений малой производительности //Вода и экология. — 2008 № 1. - С. 47-55.

99. Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. 10-е изд., доп. - М.: Наука, 1987. - 432 с.

100. Лойцянский Л.Г.Механика жидкости и газа. — Изд. 5-ое, перераб. — М.: Наука, 1978.-736 с.

101. Сайриддинов С.Ш. Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения: Учеб. Пособие. М.: Изд-во АСВ, 2004. - 344 с.

102. Гидров А.Д. Механика жидкости и газа (гидравлика). 2-е изд., испр. и доп. - СПб: Изд-во СПбГПУ, 2003. - 538 с.

103. Солопанов Е.Ю. Поверхность контакта фаз «жидкость-газ» в сооружениях для очистки сточных вод //Вестник Иркутского гос. техн. ун-та. 2006. -№ 4. - С. 15-17.

104. Шека И.А. Галлий. Киев: Гостехиздат, 1963. - 296 с.

105. Пери Д.Г. Справочник инженера-химика. М., 1969. - т. 1. - 640 с.

106. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. JL: Химия, 1995.385 с.

107. Справочник химика. М.: Химия, 1963. — т. 1. — 1072 с.

108. Краткий справочник физико-химических величин. /Под ред. А.А. Равделя и A.M. Пономаревой. — JI.: Химия, 1983. 282 с.

109. Кульков В.Н., Солопанов Е.Ю., Евтеева И.В. Газогидродинамика в аэрируемых системах очистных сооружений //Вестник. МАНЭБ. 2008. -Т. 13. - № 3 (Приложение). - С. 238-243.

110. Кульков В.Н., Солопанов Е.Ю., Евтеева И.В., Разум А.С. Газогидродинамическая обстановка и распределение активного ила в сооружениях биологической очистки сточных вод //Вестник Иркутского гос. техн. ун-та. 2008. - № 4. - С. 48-52.

111. Додж М., Кината К., Стинсон К. Эффективная работа с Excel 2000. СПб.: Питер, 2000. - 1156 с.

112. Боровиков В. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере. СПб.: Питер, 2001. - 656 с.

113. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие. -М.: Высш. шк., 2004. 479 с.

114. Кульков В.Н., Солопанов ЕЮ. О межфазной поверхности «жидкость газ» в аэрируемых сооружениях //Вода: проблемы и решения: сб. докладов Всерос. науч.-практ. конф.(24 апр. 2007, Тюмень): - Тюмень, 2007.-вып. 4.-С. 51-57.

115. Куликов Н.И. Биологическая очистка сточных вод сообществами свободно-плавающих и прикрепленных микроорганизмов и гидробионтов: автореф. дис. .д-ра техн. наук //Н.И. Куликов; МакИСИ. Макеевка, 1990.-34 с.