автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Интенсификация очистки производственных сточных вод на компактных установках

КИ'1'ВСЬКИИ НАЦЮНАЛЬНИЙ УН1ВЕРСИТЕТ БУД1В11ИЦТВА 1 АРХ1ТЕКТУРИ

Р Г ^ • » к>

ол

г 1 О'п ¿ссз

Голубова Дар'я Олсксандр1вна

'V

УДК 628.35.001

IНТЕНСИФ1КАЦ1Я ОЧИСТКИ ВИРОБНИЧИХ СТ1ЧНИХ вод НА КОМПАКТНИХ УСТАНОВКАХ

05.23.04 - Водопостачания, каналвацт

АВТО РЕФЕРАТ

дисертацп на здобуття паукового ступеня кандидата техшчних наук

КиТв - 2000

Дисертащею с рукопис.

Робота виконана в Одеськш державной академн буд1вництва 1 арх]тектури Мнпстерства осжти та науки Укра'ши

Науковий керЫшк: кандидат техшчних наук, доцент ФЕС1К ЛЮДМИЛА ОЛЕКС11ВНА, кафедра водовщведення та гшравлиси ОдеськоГ державно!' академп будшшцтва 1 арх!тектури, доцент

Офщшш оионенти: доктор техшчних наук, професор ТАВАРТК1ЛАДЗЕ 1УСУФ МУХАМЕДОВИЧ, кафедра гщравлки та водовщведення Кшвського нацюнального ушверситету буд1вництва та архтектури, професор;

кандидат техшчних наук, ведучий науковий сшвробЬник СВЕРДЛИКОВ АНАТОЛ1Й 1ВАНОВИЧ, Науково-дослмний \ конструкторсько-технолопчний шститут мкького господарства Держбуду Укра'ши, завщувач лаборатор^ею бюлопчно'У очистки

Провмна устансва: 1нститут пдротехшки 1 мелюрацн, вцшл альськогосподарського нодомостачання 1 канашзащ!', УААН Укра'ши, м. КиУв

Захист дисертацп вщбудеться "/$ "люС/Щ 2000 р. о год. на засианш спешалпованоУ НЧ0ИО1 ради Д 26.056.07 при Кшвському нащональному ушверситет1 будшництва 1 архкектури за алресою: 03037. м. Кшв, Повп-рофлотський просп., 31, ауд.«£

3 дисертащею можна ознайомитись у б1бл1отещ КиУвського нацюнального ушверситет) буд'шшщтва 1 архпектури за адресою: 03037. м. Кшв, Повггрофлотський просп., 31.

Автореферат розкланий "Й "¿гЩ\1А 2000 Р

Вчений секретар спешалшваноТ вченоУ ради

О.А. Василенко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуалыисть поботи. Прюритетним напрямком сощально-екоиом'тноТ иолггики УкраУни е пщгримка розвитку приватного сектору у сфер1 переробки с'шьскогосподарськоУ сировини на продукта харчування.

Численш пщприемства Ц1е'1 галуз! розташоват по всш територ» УкраТни. Пронес переробки сшьскогосподарскоУ сировини на продукта харчування т'юно пов'язапий з упшзашею вщход'ш шдприемства, зокрема, з очисткою ст1чних вод.

Витрата стних вод таких об'ееттв, у бшьшосп випадюв дортнюе дею-льком десяткам кубометр!в за добу. Склад та концентрашя забрудиень змшю-ютьея у залежност'| в1д сировини та коливаеться у значних межах.

Як вказуе мшнародний досгпд, для очистки слчних вод таких об'скпв дошлыго використопувати установки бюлопчно!' очистки заводського виготов-ления - гак зваж "комнактт установки" - "КУ".

Виб1р типорозм!р1в модушв "КУ" здшснюеться за допомогою паспортних даних, як1 ор|'ентоваш на використання "КУ" для очистки побутових сззчних вод, але близыасть виробничих та побутових спчних вод за складом не свщ-Ч1ш. про ¡дентичшсть Ух здатносп до бюх'ншчного окисления.

Таким чином, ¡спуючий сьогодш метод визначення продуктивное™ "КУ" у раз! Ух застосування для очистки виробничих ст1чних вод не може бути об'ективним, а розробка альтернативного методу, якнй врахуе уа фактори, с актуальною.

Зв'язок роботп з науковнм» програмаши, планами, темами. Напрямок дослцгжеиня шлком в1цповщае плану науково-дослщноУ роботи кафедри водо-вЬтведення та пдравлжи ОдеськоТ державноТ академи буд'шниптва I арх'пектурп "Дослиження умов роботи, гехнолопчних процеав, конструкцш споруд та об-ладнання установок для бюлопчноГ очистки слчних вод малоУ продуктивное™", то розроблясться за держбюджетною тематикою вщповщно до комплексних галузевих програм.

Мета роботи - розробиги \ науково обгрунтувати метод оцшки продуктивное™ компактних установок при Тх використанш для очистки слчних вод агроиромислового комплексу.

Для досягнення поставлено) мети були визначеш наступш задача

- »нконлти аналп конструкций компактних установок для бюлопчноТ очистки с г ¡чипх вод га магсматичних моделей виповщних технолопчних процест;

- ризробити математичш модел! технолопчних процес1В в б'юреакторах-иигнскувачах секшйного типу га експериментально тдтвердити Ух достов1р-им* м»:

- доопдним шляхом встановнти параметри, яи впливають на продуктавнють компактних установок при Тх використант для очистки виробничих спчних вод;

- розробити рекомендацн для визначення продуктивное^ компактних установок при очистщ на них спчних вод агропромислового комплексу.

Об'ект домндження — виробнич! спчш води пщприемств агропромислового комплексу.

Предмет доелмження - бюлопчна очистка виробничих спчних вод на компактних установках заводського виготовлення.

Метод досладження. Контроль забруднень спчних вод здшснювався шляхом визначення ХПК за методом Лурье. Дал1 по вщповщному граф'жу (ОДАБА) визначалось БПКпов„.

Знаходження базових кшетичних констант виконувалось способом зворо-тних величин (метод Лейну1вера-Берка). Математична обробка вихщних даних здшснювалась за методом найменших квадрат1в.

Наумова ношпна одержаних результат!в:

- запропоновано математичш модел1 балансу "активноТ' частини закршлено! бшмаси в спорудах бюлопчно"1 очистки итчних вод та технолопчного пронесу для дискових бюконтактор1в-витискувач1в секщйного типу;

- анал1тично-досл!дним шляхом визначеш параметри, яю впливають на про-цес очистки спчноТ води агропромислового комплексу на компактних установках заводського виготовлення;

- запропоновано оцшювати здатшеть спчних вод до бюх1м1чного розкладу за допомогою в'вдносних кшетичних констант спчноТ води, а впдив конструк-тивних та технолопчних особливостей бюреактор1в на хщ технолопчного процесу за допомогою конструктивно-технолопчних констант.

Практична цнппеп. I рсп-т;ппи результата роботи.

Розроблена "Методика оцшки продуктивносп типових модушв компакт-них установок при Тх використант для бюлопчно'Т очистки спчних вод пщприемств по переробц1 «льськогосподарськоТ сировини на продукта харчування".

Методика сприяе здшененню б1льш доцшьного проектування та експлуа-тацп компактних установок заводського виготовлення для очистки ст1чних вод на малих шдприемствах агропромислового комплексу, а також дозволяе оперативно маневрувати модулями компактних установок на шдприемствах з сезон-ною змшою сировини.

Зроблено технолопчну, екошнпчну та еколопчну оцшку запропоновано-го методу, яка пщтверджуе його перевагу над методом, що пропонуеться техш-чпими паспортами компактних установок.

Матер1али дисертацп використовуються ВАТ "Одесьшвшьпроект" при

проектуванш об'егпв мало! каналпацп, а також Держуправлпшям еколопчноТ безпеки в Одеський облает! при еколопчнш експертиз1 вщповщних npoeKTin очисних споруд.

Особнстпй внесок здобувача.

HayKOBi результати, як'г викладеш в дисертацп, отримаш особисто автором на основ! проведеного анал1зу кнуючих метод1в розрахунку комлактних установок при очистц'| на них виробннчих ctihhux вод.

Побудоваш математичш модел1 балансу "активно'Г' частини закртленоТ бюмаси та технологичного процесу у б1оконтакторах-витискувачах секщйного типу.

На ocuobi анашзу наукових звтв особисто визначеш та систематизоваж параметри, яи впливають на продуктившсть компактних установок заводського виготовлення при Yx використаиш для очистки спчних вод агропромислового комплексу.

Аиробашя роботи. Основш положения i окрем] роздшг роботи доповн дались на: II-III Мгжиародних науково-методичних конференц'шх "Удосконалення шдготовки спец1ал1ст1в у галуз1 буд'тництва та арх1тектурп", ОДАВА 1997-1998 рр.; Науково-пракгичнш конференци "Сучасгм технолопУ та устат кування для нгтенсиф1кацн роботи систем водопостачання i водовушеден-ня УкраГни", КнУв, НДКТ1 мюького господарства, 23-24 березня 1999 р.

Публжащя роботи. Матер1али, що вщображають ociioBwi положения до-аиджень, опубл1 кован! у I 0 стаггях.

Структура i об'см iiicemanii. Дисерташя складаеться ¡з вступу, п'яти роздЫв, загалышх висновкт, списку використаних джерел з 125 найменувапь та додаткш.

Робота викладена на 162 стор1нках в тому числ1 122 сторшки основного тексту, м1стить 20 таблиць, 39 малюнюв.

3MICT РОБОТИ

У Bcryni впкладено сучасний стан лроблеми, сформульоваш мета та задач! досгиджень, висвшгеш ix новизна, практичне значения та актуальшсть.

У першому pot.ri.ii наведет даш про сучасж конструкцп компактних установок заводського виготовлення та методи 'ix розрахунку.

Техиолопчний розрахунок, у повнш Mipi цього поняття, при BHÖopi типо-роз\нрш модул ¡в "КУ" не впроваджуеться, а Buoip зд1Йсиюсться лише за допо-могою наспоргних даних, як1 нропонують використання модул ¡в для очистки шпначсних об'синв побутовнх або близьких до них за складом спчних вод. Ре-

комендацш що до викорисгання "КУ" для очистки промислових ст!чних вод у нормативнш та довщгатй л1гератур! не знайдено.

Анал13 В1домих мечсдав технолопчного розрахунку бюреактор^в для очистки ст1чних вод, у тому чист запежностей, що дозволяють знайти технолопч-но-необхщний час перебування сгпчиоУ води у 1х зош аераци, дае можливють зробити висновок, що найбмьш перспективними, з позиций узагальнення методу технолопчного розрахунку "КУ", виявляються залежност!, що базуються на р]вняннях матер1ального балансу та стацюнарноТ ферментативноТ кшетики.

Такою, на приклад, с залежшсть рекомендована СНиП 2.04.03-85 для ае-ротешав, яка у раз1 визначення технолопчно-необхщного часу знаходження ст1чноТ води у зош аераци "КУ" з активним мулом, мае вигляд

- ос*, +о

а також формули для визначення часу перебування епчноТ води у бюконтакто-рнзмшувач!

Ртъ К ,:Ьех

та бюконгактор1-витискувач1 з в'юсю обертання вздовж бюреактора

р^Кг Ьа (3)

У формулах, ям наведеш вище:

Ьеп, Ьех - вщповщно, початкова та йнцева концентращя забруднень у спиши вод! (мг БПК„ов/л);

Ртих > Ртах - максимальна питома швидисть технолопчного проце-су в "КУ" з закршленою бшмасою та активним мулом (г/(м2год), мг/(г год)); ^ - константа нашвнасищення (мг/л); а, - доза "активного" мулу (г/л); 5 — золынсть мулу; К у - питома поверхня ноая активно! бшмаси у бюреакторах з закршленою бюмасою (м2/м3);

а - коефщент корегування навантаження за концентрацкю; А"и-коефвдент використання об'ему. Основна перевага дих залежностей иолягае у тому, що вони мютять лише межов1 умови та константа, як\ характеризують здатшсть слчно!' води до бюхЬ м1чного окисления, отже це означае, що залежное^ можливо використовувати

для знаходження часу перебування у зош аерацп бюреактора спчноТ води будь-якого складу.

Основпий недсшк полягае у тому, що константи, одночасно з1 здатшстю спчпоУ води до бюх1м1чного окисления, враховують вплив на цей процес конс-труктивних та технолопчних особливостей бюреакторщ, внаслщок чого константи не являються абсолютними 1 Ух можливо використовувати лише для бю-реактор1в певного типу.

В1до1уп залежностч не охоплюють уах титв "КУ", що заважае опрацю-ванню узагальнено\' методики \'х технолопчного розрахунку, пщ яким ми розу-м»емо можлив1Сть використання ушфкованих розрахункових параметрш.

У другому поздцп розглядаеться питания математичного моделюваиня пронесу бюлопчно'1 очистки ст'1чних вод у ДБК-витискувачах секцшного типу.

За базове р1вняння для внршюння цього питания ми прийняли вщоме ди-ферешнйне ршняння магер1ального балансу, яке зв'язуе зовшшию та внутрн шшо задачи

У^ЯЛ (4)

де V-об'ем (м');

Я - швидкють реакцп (процесу);

0„ - витрата стноТ води (м3/год).

У раз! стацюнарного процесу р1вняння (4) значно спрощуеться.

Майже ус! сиоруди бюлопчноТ очистки при умов! стацюнариосп вихщ-них параметр1в ((3, /,„„ Г'С ) працюють у сгащонарному режим)'.

У тому випадку, коли мова йде про аеротенк1, стащонаршсть технологичного процесу у них забезпечуеться выбором надлишкового "активного" мулу та його регенеращею.

У тому випадку, коли мова йде про споруди бюконтакторного типу, то, у вЬнювщносп ¡3 ф1зичною моделлю прикртлено'1 бюмаси (Рис.1), стац'юнар-шсть технолопчного процесу у них забезпечуеться природно завдяки постшшй р1вно\нрн'1Й змии бюценоз1в у "активному" шар1 прикртлено'Г бюмаси - X', при умов1 плоских носив б1омаси.

У цьому, досить тонкому шар1, проходять складш пронеси масоперене-сення, масообмжу, вилучепня забруднень, синтез ново!' бюмаси та п часткове руйнування, як1 об'еднуються загальним термшом - "технолопчний процес". У "пасивному" шар1 бюмаси - X" проходить накопичення бюмаси, продовжуеть-ся и окисления з наступним вщторгненням в!д поверхш ноая та виносом з бш-реакюра. Вщторгнення та ириркт бюмаси проходить цикл1Чно, але не одномо-мешпо по всш поиерхш ноая бюмаси, що разом с постшною ротащею бюце-нойв у "активном}" пшр'| зпоечпечуг сташонаршсть технолопчного пронесу.

К

Рис. 1. Ф1зична модель прикрйтленсн бюмаси: 1- nociti бюмаси; 2- вюь обертання; 3- субстрат (стана вода); 4- "активний" шар бюмаси; 5- "пасивний" шар бюмаси; 6- ротацшш мкро шари б'юмаси; 7- пов'иря; 8- область анаероб-ного руйнування.

Математичний опис процесу ротацп дас, запропоноване нами р1вняння балансу "активно!"" бюмаси

Г, д(У.ра*)~ -+ Г S(y,p*)\

[ dt L dt J

= 0

(5)

де

rnapi; -

д(Уар* dt

д(У„р*)

град1ент швидкост! приросту "новоГ' 6ioMacn у "активному

СП

- - градкнт швидкосп приросту бюмаси у "пасивному" aiapi,

або швидкосл виведення застаршоГ бюмаси з "активного" шару, звщки

/и* = Ур* - const (6)

де У - коефщкнт перетворення субстрату у бюмасу;

ц* - питома швидюсть приросту бюмаси;

/>* - питома швидмсть вилучення забруднень (питома'швидюсть техно-лопчного процесу);

Як вщомо, математичне моделювання допускае можлив1'сть використання так званих моделей-аналопв по сво'ш фЬичнш природ! вщмшних в:д об'екту, який треба визначити, але схожих з ним у математичних стввщношеннях про-цес1в фунцюнування компонеьгпв.

Для опису швидкосп реакцп у якоеп модел1-аналога в умовах стац'юнар-ного пронесу ми прийняли шдому модель Mono (7), яка з ycnixoM використову-сться при моделюванш лроцеав у аеротенках.

Р* ~ P"ma\LI{K! + L) = const (7)

Зниження концентрацп забруднень у секцп зпдно з (4), буде

К\ dlVp *„„ _ К'„ (А + ¿>) (т - 1>г(1,05^)-'р (8)

Q 80

де dlV~ об'см секцп (м1);

О - витрата слчноУ води (м3/год); d ~ вщповино, д1аметр дисюв ДБК ; Kt'- питома поверхия бюмаси (м2/м'); Д - зазор мЬк дисками (м); 3 - товщина дискш (м); т ' — ктльюсгь дисюв. Загалышй об'см бюконтактора з in секщями дор1вшое:

IV ---- ]</;(' = \Ут = (,«' - 1)(J + .

На вщмшу В1Д бюконтактора з oiccio обертаиия вздовж установки, де KoimenTpauis забруднень повшьно змжюеться в'щ значения /.,.„ до значения /_,,,, \ »¡«контактор! секцшного типу ця змша проходить стрибкопо;пбно. Спчна вода з початковою концентращею миттсво, попавши у першу секшю, зм1-шос, УУ на концептрацпо ¿iMi = яка визначае швидмсть технологичного пронесу у ньому

А = Р.ШЧ I(KI. +nLeJ-

У результат! цього вщносна (по вщношеишо до першоУ ceKui'i) питома по-вермш активно!' б1омаси у секщях вздовж бюреактора може бути знайдека, як:

{К, + L)nLe„k'

де К,, - питома поверхня активноУ бюмаси на дисках першоУ секщУ (А.',,' К, У

7 = 1 - - вщносна залишкова копцентрашя забруднень у спчноУ вод1

гне.чя ucpuioY ceKui'i.

Зниження концентрапп забруднень у межах будь якоТ наступноУ секцп nia\o;un ься, як:

К, (К, + ///.,.„ )/.- Яр1п (1,05 (/У/г

Лг - М.

(К . + I. })1.,„»0 (А', + /.) '

де В- ширина корита биореактора В = (А+(5) (т - 1). Подшивши змшш, одержимо:

(К, +Ь)2 ¿1

(10)

I I

1нтегруючи р1вняння у межах вщ Ьт до Ьех та вщ 0 до от, об'еднавши у один вираз величини, що характеризують яысть епчноУ води та стрибколодШ-ний характер змпш навантаження (Ье„, Ьех, ?]) та подавши його у вигляд1

будемо мати запежшсть для знаходження ширини корита бюконтактора або технолопчно-необхшюго часу перебування стно'У води у ньому:

Маючи на уваз1, що бюконтактор-витискувач з вюсю обертання вздовж бюреактора близький за характером масообмшу бюконтактору секцшного типу з великою ильюстю секцш т —> со можливо вважати, що ефект очистки епчноУ води теля першого диску досить малий, завдяки чому залишкова вщносна кон-центращя забруднень г] теля нього близька до одинищ, а формула (11) ушвер-сальна, тобто пщходить для БК-витискувач1в будь-якого типу.

Методом пщбору, приймаючи ДБК-витискувач секцшного типу як бюко-нтактор складений з т послщовно розгашованих БК-змшувач1в, ми встанови-ли, що незалежно вщ складу та концентрацГУ забруднень у ст1чшй вод1 при т = 4, т] =0,661; при га = 3, /7 = 0,359; при от = 2, /7= 0,315.

Графина залежшеть =/ (Ьеп, т, К¿), побудована на баз1 цих розрахун-к1в, надае бмыл зручну можливють для знаходження а/ у раз1 повноУ або гли-бокоУ очистки епчноТ води (Рис.2).

Ан&тзуючи цю граф1чну залежшеть також можливо зробити висновок, що при р1вних конструктивних роз\йрах продуктившеть БК-витискувача секцшного типу завжди бшьше шж з вюсю обертання вздовж бюреактора.

Наявшсть розрахункових залежностей (1,2,3,13) теоретично дозволяе ви-ршиги поставлене питания - ощнити продуктившеть модугнв "КУ" при Ух ви-користанш для очистки епчних вод, вщмшних за сво'Ум складом в1д побутових.

(И)

(12)

I = 2,3

(13)

D- 0 J-0 2.0 5,3 6.0 7.0 8,0 9.0 10.0 11,0

Рис.2. Графж залежносп коефщ1ента корективу навантаження за концентрацию в1д bwhochoï початковсм концентрацп'забруднень у ст1чнп1 водь

ЕНдомо, що продуктишпсть бюреакгора певного об'ему дпочого без роз-риву потоку, оберпено пропорщйна часу перебування спчноТ води у ньому, тобто :

У = (14)

де 0,, /п - вщповщно паспорта продуктившсть та паспортний час перебу-вання елчноУ води у зош aepauiï 6iopeaKTopa;

t - розрахунковий час перебування ctîhhoï води будь якого складу у joui aepauiï "КУ".

Проте практична реалгзац1я завдання отримання даних про ктетичш константа сззчннх вод була неможливою. Складтсть, як це вже було сказано, полагала у тому, що одна з них, максимальна гжтома швидюсть технолопчного пронесу ртм (а*г,)\ I враховус не тшьки здатшсть ctîhhoï води до бюхш1чного розкладу, а гакож умови. у яких цей розклад проходить.

Гак, папрнклад, ця константа для MicbKOÏ (побутовоТ) CTinHoï води в умо-ва\ аеро1енка-зм1шувача доршное 85 мг/(г год), а для умов ДБК - 2,12 г/(м- год).

Таким чипом, максимальна питома швидюсть технолопчного пронесу не являгм.ся абсолютною константою.

Па uiii ociioiii ми иважпгмо G'mi.ni дошлмшм оп'пповати здатшсть р'|зних кпIei (iniii гпчппх mri m •'•oNÎMbnioro по:клпч\ за доиомогою вьчноспих ici не-

тичних констант спчно'У води, а вплив конструктивних та технолопчних факто-р!В за допомогого ввдносних конструктивних та технолопчних констант.

Робоча ппогеза, шдтверджена фактичними даними (табл.1), виходить з того, що склад спчно'У води на конструктива та технолопчш характеристики бюреактор1в не впливае, а вщносш мнетичш константи спчно'У води запежать в'|Д п складу.

За такою постановок) питания, вщносна максимальна питома розрахунко-ва швидмсть технолопчного процесу пов'язана з конструктивною та технологичною константами р1внянням:

=КкКт1КкКТа =КкКт =ст$т, (15) де Кк.КТ ~ вщповщно базов1 конструктивна та технолопчна константи

Р тач „ - базова кшегична константа станоУ води;

Кк, Кг - вщносш конструктивна та технолопчна константи розрахунко-вого бшреактора.

Таблндя!

Значения юнетичних констант деяких категор1й ст1чних вод для умов р!зних бюреактор^в

№ п/ п Категори ст1чноУ води Константи

Базов1-ДБК Аеротенюв Вщносш

Ртах0 > ^ /(м2год) Кщ, мг/л Ртах >мг /(г год) к,, мг/л Ртах Ки

1 Побутова 2,12 32,17 71,0 33,0 33,490 1,025

2 Др1жджових за-вод!в 4,75 202,45 151,0 200,0 31,790 0,989

3 Свинокомплекс1в 13,75 56,03 454,0 55,0 33,006 1,018

4 Молочних заво-дш 2,59 35,70 90,9 32,0 35,100 0,900

Середне значения 33,340 0,983

Примака: ртах побутовоУ ст^чноУ води приведено для умов «з=0,07 л/г; С„=2 г/л; а,=3 г/л з урахуванням ¡нпбирування.

За базовий бюреактор був прийнятий дисковий бюконтактор-змшувач як споруда, для якоУ було найб1лыл даних що дозволяють знайти необхщш лара-метри.

Третш рохшл присвячен анал1зу та опрацюванню даних, яю дали можли-п1сть знайти значения базових кшетичних констант для одинадцяти категорш спчних вод, а також конструктив™ та тсхнолопчш константи основних титв "КУ".

Для цього буди використаш матер'тли звтв за результатами науково-доогпдних роб1т, виконаних в Одеському ¡нженерно-буд1вельному ¡нституп у 70 - 80 роках, тобто тод1, коли питания доцшьноеп використання дискових 610-контактор1в для очистки стних вод окремих галузей промисловост1 вирпнува-лося емЫричним шляхом. Були також використаш деяю норматива, дов1дков1 джерсла та статп у наукових журналах за останш роки.

Знаходження базових кщетичних констант виконувалось способом зворо-тних величин (метод Лейну1вера-Берка). Математична обробка вих1дних даних здшснювалась за методом найменших квадратов иа комп'ютерк К1нцев1 результата наведеш у таблицях 2, 3.

Таблиця 2

Базов'1 К1нетичн~1 константи ст1ЧноТ води (при температур! води /=14"С)

№ п/ п Категор1я спчноТ, води Кшетичш константи

Ртал„ ' г/(м2' год) к,„ мг/л

1 Побутова (мкька) 2,12 33,00

2 Спиртзавод. на крахмалктш сировиш 5,55 43,91

3 Пивоварних завод1а 4,42 14,11

4 Заводт картопляного крохмалю 6,23 143,85

5 Плодоовочеконсервних завод1в 5,48 285,49

6 СвинокомплекЫв (перша ступень) 13,75 56,00

7 Завод1в кукурудзяного крохмалю 3,10 133,61

8 Молочних завод1в 2,59 35,70

9 11укрових завод1в 1,98 1538,69

10 ДрЬкджових завод1в 4,75 202,45

11 Свинокомплекав (друга ступень) 1,47 72,00

Таблиця 3

Конструктивш та технологии константи компактних установок

№ п/п Тип компактно'1 установки м /м г/л Константи

Кк К,

Величина Роз-М1рн.

1 2 3 4 5 6 7

1 Дисков1 бюконтактори (ДБК) 211 - 214 - 1,000 б/р 1,00

о Бюконтактори з об'емним заван-гаженням (БК) 50- 150 - к, 213 б/р 1,00

3 Бюконтактори з рухомим заванта-женням (БК) 160 — 0,751 б/р 0,75

4 Бюконтактори з перфодисюв у раз! використання як перцдй ступшь очистки висококонц. спчних вод 40 44 54 - 0,188 0,206 0,244 б/р б/р б/р 1,24 1,13 0,955

5 6 КУ аерацйного типу (аеротенки з аеробною стабшзащею) а, (1-8) 2-4 а,(\-8) К,„ кг/м" 33,49 к,

КУ аерацшного типу (аеротенки з продовженою аеращсю) а, (1-5) 3-4 а,(1-5) кг/м2 9,00 кк

Прнмгпса: 1. Зольшсть бюмаси при очистщ сочник вод тдприемств по переробщ с/г сировини на продукти харчування 5 =0,30... 0,35. 2. Вгшив температури на значения /?',„ треба враховувати, як

по.о:(ы4Ч')

Четвертин розд1л присвячений визначеннго в'фопдност! розрахункових залежностей, технолопчноГ, еколопчноУ та економ1чноТ оцшад методу, який пропонуеться.

В1ропдн1сть розрахункових залежностей визначена шляхом пор'шняння розрахункового значения технолопчно-необхщного часу перебування слчноУ водиузошаерацпбюреак:тор)в(! -3, 13) з фактичними вихьцними даними,

Було виконано 123 поршняння. У 72 випадках (56,8%) розходження м1ж величинами, яю гюр!внювались, не перевищувало 5%, у 14 випадках (15,4%) розходження знаходилось у межах 5 - 10%, та у 26 випадках перевищувало 10% (32 випадки).

Необх'щшсть та можливють врахування характеру розподьчення компонента забруднень у сп'чш'й вод| за допомогою К1нетичних констант напшнаси-щсиня - Л", при ошшп продуктпвносл типових модул ¡в "КУ" у раз'1 Ух викорис-

тання для очистки ст1чних вод, близьких за складом до побутових, гпдтвердже-на граф1чио (рис.3).

Аиалпуючи фактичш даш про експлуатащю дточих установок ДБК-витискувачт секшйного типу (Линтупський спиртовий завод, респ. Быорусь), ми маемо можлив1сть шдтверднти правом1ршсть методу, який пропонусться, технолопчного розрахунку таких споруд та в1ропдшсть кшетичних констант спчноТ води, отриманих дослщним шляхом на пшотних установках значно мешних розм!р1в.

Технолопчна та економ!чна оцшка методу, який пропонусться, виконана за рахунок пор1вняння пнтомо'У продуктивное™ "КУ" з аеробною стабшзашпо активного мулу, знайденоГ за нашим методом, з продуктившетго, визначеною як обернено-пропоршйна щодо вщносноТ лочатковоТ концентраци у промислових та побутовоТ стшних водах.

Ми прийшли до висновку, що у залежноси вщ спроможност1 виробничих епчних вод до бюхЬичного розпаду, фактична иродуктившеть типових модул ¡в "КУ" може бути бЬьше, або менше, шж паспортна, з чого слщуе перевага нашего методу.

21 345 6 7 89

Категор1я с т 1 ч н о 1 аоди

Рис.3. Оцшка впливу кшетичних констант епчноТ води на продуктившеть "КУ"(ступшь доочистки ¿ет=500 мг/л, ¿„=15 мг/л) при очистщ епчних вод : 1- спиртза-вод1в; 2- пивоварних завод1в; 3- молочних завод1в; 4- побутових; 5- заводш картопляного крохмапю; 6- дрЬкджових заводш; 7- завод1в кукурудзяного крохмалю; 8- плодоовоче-консервних завод1в; 9- свигокомплешв. А- зона недостатнього оргашчного наванта-ження; Б- зона надлнрного оргашчного навантаження; 1/П- умовний градкнт питомо!' швидкосп зехнолопчного процесу (м/год); М- питома надм1рна маса забруднень.

П'ятий розд1л присвячений експериментальнш nepeeipui розподшення оксидащшнй потужносп активноГ бюмаси М1Ж секщями бюконтакгора-витискувача секцшного типу.

Результати експериментальних досл1джень на двох категортх спчноТ води (побутовоТ та др1жджовоГ-модельний ctik) тдтвердили знайдену шляхом ма-тематичного моделювання законом1рнютъ.

ЗАГАЛЬШ ВИСНОВКИ

1. Доведено, що ротавдя активного шару бюмаси, ¡ммобЫзованоТдо пло-ск'оУ поверхп!, та вилучення забруднень ¡3 спчноТ води при постпшост1 межових умов (Q=const, Le„ = const, Т'С) вщбуваються з постшною швидк1стю (р* = const; (f = const).

2. Побудовано математичну модель технолопчного процесу в ДБК-внти-скувачах секцшного типу. Доведено, що БК-витискувач1 секцшного типу, при однаковш плоин поверхн1 завантаження, бшьш продуктивш, нЬк БК-вигискувач1 з siccio обертання вздовж 6iopeaKTopa.

3. Доведено, ицо олтилпзащя вибору тилорозм1р1в "КУ" при Тх викорис-танш для очистки виробничих епчних вод неможлива без урахування здатност1 цих вод до 6ioxiMi4Horo розпаду.

4. Запропоновано оцшюваги здатшсть епчних вод до 6ioxiMi4Horo розпаду за допомогою вщносних кшетичних констант спчноТ' води, а вплив констру-ктивних та технолопчних особливостей 6iopeaKTopiB на хщ технолопчного процесу за допомогою вщносних конструктивних та технолопчних констант бюреакторш.

5. На основ! обробки наукових звгпв визначеш базов! кшетичш констап-ти для 11 категорш ст1чних вод та вщносш конструктивно-технолопчш конста-нти основних тишв "КУ".

6. Розроблено методику оперативного визначення продуктивное™ компа-ктних установок заводського виготовлення при Тх використанш для очистки СТ1ЧНИХ вод, вщмшних вщ побутових,

7. Технолопчна, еколопчна та економ1чна оцшка методу якш запропоновано нами подтвердила його перевагу перед методом, який рекомендуеться тех-¡нчними паспортами "КУ".

СПИСОК ОПУБЛ1КОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦП

1. Голубова Д.А. Конструктивно-технологическая оптимизация // Сборник научних трудов ОГАСА "Строительные конструкции, строительные маге-

риалы, инженерные системы, экологические проблемы», Одесса 1998, с. 131133.

2. Голубова Д.О. Вщносш юнетичш та конструктивно-технолопчш конс-танти ст)'чних вод та бюреактор1в // Експрес новини: наука, техшка, виробництво, КиУв 1999, № 5-6, с. 23-25.

3. Голубова Д.О. Оштнзашя конструктивних piuieub б1оконтактор1в-витискувач!в // Експрес новини: наука, техшка, виробництво, КиУв 1999, № 7-8, с. 28-29.

4. Голубова Д.О. Особливосп математичного моделювання процесу очистки слчних вод у спорудах бюконтакторного типу // "Комунальное хозяйство городов". Респ. меж - вед. научно - техн. сб., Вып.23, Киев: Техника, 2000 г., с. 83-86.

5. Дмитриевский Н.Г., Фесик Л.А., Голубова Д.А. Методика определения производительности типовых модулей компактных установок для очистки сточных вод предприятий по переработке с/х сырья // Зб1рник доповдай науково-практичнш конференцП'"Сучасш технологи та устаткування для ¡нтенсифжашУ роботи систем водопостачання i водовщведення УкраУни", КиУв 1999, с. 162172.

6. Дмитриевский Н.Г., Фесик JI.A., Голубова Д.А. Биосорбционные процессы в дисковых биофильтрах // Сборник научных трудов ОГАСА "Строительные конструкции, строительные материалы, инженерные системы, экологические проблемы ", Одесса 1998, с. 130-131.

7. Голубова Д.О. Моделювання технолопчного процесу у бюконтакторах-витискувачах в1чкового типу // Експрес новини: наука, техшка, виробництво, КиУв 1999, №5-6, с. 20-22.

8. Дмитр1евський М.Г., Феак Л.О., Голубова Д.О. Оттшащя вибору типорозм1р1в "компактних установок" для станшй бюлопчноУ очистки спчних вод "малих" шдприемств // Експрес новини: наука, техшка, виробництво, КиУв 1999, №7-8, с.30-31.

9. Голубова Д.А. Новая технология глубокой очистки сточной воды для дисковых биоконтакторов И Матер1али II мЬкнародноУ науково-методичноУ конференцП' "Удосконалення пщготовки спещалктв у галуз! буд'тництва та архпектури", MiH. осв1ти УкраУни, ОГАСА, Одеса 1997, с. 156.

10. Дмитриевский Н.Г, Фесик JI.A., Голубова Д.А. Влияние характера ма-ссопередачи на эффективность технологического процесса в биоконтакторах-вытеснителях // Матар1али III м1жнародноУ науково-методичноУ конференцп "Удосконалення пщготовки спец1алкт1в", Min. освпи УкраУни, ОГАСА, Одеса 1998, с. 134-136.

АНОТАЦН

Голубова Д.0.1нтенсиф1кац1я очистки виробничих стшних вод на компа-ктних установках - Рукопис.

Дисертащя на здобуття наукового ступеня кандидата техшчних наук за спефальшстю 05.23.04 - Водолостачання, канашзащя. Кшвський нацюнальний ушверситет буд1вництва 1 архггектури, Кшв, 2000.

Компактш установки заводського виготовлення пропонуеться використо-вувати для бюлопчноТ очистки побутових та близьких до них за складом ст1ч-них вод.

У цьому раз1 виб1р типорозм1р1в модул1в "КУ" здшснюсться за паспорт-ними даними. Рекомендацш що до використання "КУ" для очистки виробничих спчних вод, техшчш паспорта не мають.

Оскшьки ус! виол« типи "КУ" функщонують без розриву потоку рщини. то продуктивн'|Сть модуля "КУ" при очистщ ст1чно1 води потр1бноТ категори пропорщйна вщношенню паспортного часу перебування побутовоТ ст1ЧноТ води у зош аерацп - до технолопчно-необхщного часу перебування спчноУ води потр!бноГ категори у Ц.1Й зош - ?, визначеного вцдкшдними формулами.

Пропонуеться методика оцшки продуктивное™ типових модул1в компак-тних установок при Тх використанш для очистки ст1чних вод агропромислового комплексу.

Ключов1 слова: компакты! установки, виробш™ спчш води, базов1 кше-тичш константи епчноУ води, вщносш конструктивш та технолопчш константи бюреактор1в.

Голубова Д.А. Интенсификация очистки производственных сточных вод на компактных установках. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.04 - Водоснабжение, канализация. Киевский национальный университет строительства и архитектуры, Киев, 2000.

Установки биологической очистки сточных вод заводского изготовления принято называть компактными установками или «КУ». Компактные установки рекомендуется применять для очистки бытовых и близких к ним по составу сточных вод. Производительность типовых модулей «КУ», при очистке бытовых сточных вод не превышает 700 м3/сут.

«КУ» широко применяются для очистки производственных сточных вод предприятий агропромышленного комплекса Украины. Такие сточные воды близки по своему физико-химическому составу к бытовым, но значительно бо-

лее высоконцентрированы по органическим загрязнениям. В соответствии с техническими паспортами «КУ» их производительность, в этом случае, принимается обратнопропорциональной отношению начальных концентраций загрязнений в производственной и бытовой сточных водах.

Известно, что способность сточной воды к биохимическому разрушению обуславливается не столько начальной концентрацией загрязнений в ней, сколько соотношением легко и трудно окисляемых (изымаемых) компонентов. Поэтому, без учета этого фактора метод расчета не может быть корректным.

Для большинства типов «КУ» существуют, подобные по своей теоретической базе, математические модели технологического процесса. Исключение составляли «КУ» - биоконтакторы-вытеснители ячеистого типа, математическая модель технологического процесса для которых, предложена автором.

С целью унификации расчетных параметров для всех типов «КУ» предлагается использовать их относительные значения: относительные кинетические константы сточных вод и относительные конструктивно-технологические константы биореакторов.

Приводятся значения базовых кинетических констант для 11 категорий сточных вод агропромышленного комплекса и конструктивно-технологические константы основных типов «КУ».

Дается экономическая и экологическая оценка предлагаемого метода определения производительности «КУ» при их использовании для очистки сточных вод агропромышленного комплекса.

Ключевые слова: компактные установки, производственные сточные воды, базовые кинетические константа сточной води, относительные конструктивные и технологические константа биореакторов.

Golubova D.A. Intensification of clearing of industrial waste water on compact installations. - Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a speciality 05.23.04 - Water supply and sewerage systems. Kiev National university of construction and architecture, Kiev, 2000.

The dissertation is devoted to questions of use of installations of factory manufacturing - "CI" for biological clearing of wastewater of the "small" industrial enterprises.

The new direction of modeling of technological processes in "CI" is developed in the dissertation, therefore their productivity is estimated in view of the industrial wastewater to biochemical oxidation with the help of relative kinetic of wastewater, and the influence of constructive and technological features of the bioreactors to the

coarse of technological process - with the help of relative constructive and technological constants of the bioreactors.

The parameters for technological account of thee basic types "CI" and kinetic constant for eleven categories of wastewater of the agriculture are offered. Technological, ecological and economic feasibility of such approach to the decision of this task is shown.

KEY WORDS: "CI", modeling, relative kinetic constant of wastewater, relative constructive and technological constant of the bioreactors.