автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Интенсификация процесса доочистки сточных вод фильтрованием

2арьковский государственный технический университет строительства в архитектуры

РГб од

'' 7 ФЕВ V -

На правах рукописи •УДК 628.33

Гироль НшсолаЗ Николаевич кандидат технических наук

ИШСМШЕЯ ' ПРОЦЕССА ДООЧИСТКВ СТОЧННХ БОЛ ФИЛЬТРОВАНИЕ«

05.23.04 -водоснабжение,-канализация, строи-, тельные системы охрани водных ресурсов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Харьков - 1994г.

Диссертацией является рукопись • •

Работа выполнена в Украинском институте инженеров водного

. хозяйства

Научный консультант:

доктор технических каук, профессор

Курба М.Г.

Официальные оппоненты: доктор технически! неук, профессор доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор

Душкин С.С. Терновцев В.Е. Грабовский П.А.

Ведущая организация -

"Укрводоканалпроект" (г.Киев)

Занята состоится " 22 а февраля 1955 г. в 11-00 час. еэ заседании спзцаализированкого совета по Ерисуздензш ученой степени доктора технических наук (Д 02.07.01) в Харьковском ■ государственном техническом университете строительства р архитектуры Заверенные отзывы в 2-х окземплярах-проса» прислать по адресу: 310002, г. Харьков-2, ул.Сумская, 40. С диссертацией ыокно познакомиться в; библиотеке" Харьковского государственного технического университета строительства и архитектуры. • •'■ *•»••• • •• • •••'• • . Автореферат разослан "/С " января 1995 г.

Учекга секретарь спевиализироваквого Совета.-

кгвдизат тотаягскка иаук> боздят,

н,колотило

I. ос.чая характеристика работы Актуальность проблемы.

Прогрессируйте загрязнение водоемов Украины обусловлено недостаточной эффективностью работы установок и сооружения для очистки и доочистки сточных вод городов я промышленных предприятий, в ряде случаев сточные воды сбрасывает в водоены без очистки или после недостаточной их очистки, это приводит к дестабилизации санитарно-эпидемиологической обстановки в районах расположения крупных городов и промышленных обьектов. что способствует созданию благоприятных условий для возникновения эпидемии инфекционных заболеваний.

сушествушие сооружения доочистки стоков знерго- и капиталоемки, сложны ' в эксплуатации, подвержены заилению Фильтругоего слоя и не всегда справляются с возложенными на них задачами. -

Изложенное свидетельствует об актуальности разработки и необходимости внедрения новых технических репения, направленных на совершенствование и интенсификацию доочистки биохимически очитзенных сточных вод городов и промышленных предприятий.

Цель диссертационной работы: разработка и освоение попик технологических процессов я конструкций фильтровальных сооружений для повыаення эффективности доочистки биохимически очияеяных сточных вод.

в соответствии с поставленной пельо определён круг задач. результаты решения которых выносятся на запиту:

- упропение технологической схемы и интенсификация работы стаяпии юочистки сточных вод путем их Фильтрования и биологической доочистки в плзваюпем Фильтрлогаем слое зернистых фильтров;

- Ц -

- разработка матенатических зависимостей для прогнозирования технологических параметров работы фильтров при до-очистке биохимически очищенных сточных вод;

- интенсификация доочистки сточных вод фильтрованием при предварительной нагнито-реагентной ее очистке;

- разработка конструкций и определение конструктивных и технологических параметров сборно-распределительных систем Фильтров, работами* с вссходяпим или нисходящи Фильтрационным потокон;

- разработка и апробирование в промышленных гслояияк гидравяических устройств переключения pexntof. paaow едяь-tpor;

- проведение комплексных теоретических исследования по определению раптнааьных '.значения конструктивных и технологических паракгтрйв фшгьтро™. с учетом основных обьектов станции доочистки сточных вод:

- определение границ производительности рационального применения разработанных технологических • схем станция доочистки сточных вод! .

Научная новизна: ,

- осупествлеко научное обоснование процесса доочистки биохимически очииеяных сточных вод на «ильтрах с плававшей пеног.ояистиропкиой загрузкой; '

- разработаны, апробированы и вя.едрекы в производство новые конструкции фильтров с плававяей геиополистирольиоЕ зягрузкой для доочистки биохимически очивекнызг стотеыя nos;

• разработан метод интенсификации доочистки сточных вод бкяьтрованиен путем их предварительной магюгго-реагенгноп »«(.стек, устаксвденя юада.эсвязь технологических параметров пр-опесса Marmrro-peartfmïo^ доочкс-ло! сточкгег вод, вред-

лонекы математические запиеиностл для irx прогпоэгфовзкия;

- на основе соргегаиш* преястапления о процессе до-очистки биохимически очкяентлс сточкнк воя «ильтропаниен по-лгченч эмпирические зависимости для определения параметров исследуеного процесса, лротекаемого на «ильтрах с плавякпюя пенополисткрольноп загрузкой.

Практическая значимость:

- coRepraeKcTnoRaitv суяестнугте и разработаны ¡го оде с тан mm доочистки биохимически очииенных сточных воя па осгтове фильтров с планзкпеп пенополистирольноя загрузкой;

- йоте технические решения внедреюг, и п течение длительного пренеии <5-10 лет) находятся в постоянной зксплу-атапин на 10 станциях доочистки скокккически очижентг? сточных под. наиболее крутите из эти* еташптй находятся я гсро-

м

дак Ровно, Покачи. 4optkor. лгт.' Киасилов, проязподстаенон обьедияенин "Колоиекския завод" я др. Обгсая ггри.чпояитйль-ность рнедрентлг стана-.гя доочистки сточкт¡X поп. - ?00 тыс. н. куб. /сгг.

- осяояяв» результата работе вклютеет/ п состйп пособия к сюгЛ ?.. oí. 02-34 и й. 05. 03-85 я раздели, касающиеся про-склгропятю сооружений для очистки и подготовки воды, я так-хе п справочник проекг.грог "Канализация пасел&нник ке-.т и проюжденкк* предприятея", Н.. строЯиэдлт, t9Si г., п •справочник по гпггекергтоку оборудованию сельских населенных пунктов", К.. УРояап, 1991 г.. "Доп1дг.ик по cfльеькогос-подарськону водопостачатг» 1 канал(зап1 т\ К. . Урожая. 199й г.. по •йрекеккие технические указания иа проектирояаяие, строительств и зксплуатапи» яодоочистннх фяльтрои с плава-гяей загрузкой*. г. ктпянев. 'Тимпул' 1978 г.

- станпия доочистки сточных вод, оборудованное Ф-иль-

б -

трани с плавает,-,ей загрузкой, требуют неньиих капитальных и эксплуатааиокых затрат по сраннекда с традипионньгни. решениями, позволяют повысить надезяоеть Иа работы.

Нетодология проводимых исследования:

- экспериментальные исследования проводились на лабораторных и гнлотнь¡к установках Фильтроя с плавашея загрузкой, магнитных отстойниках и пр. , установленных на действуюкиг станциях очистки природных и доочистки сточных вод пропиленных предприятия и коммунального хозяйства;

- теоретически» исследования 6зз»трог,;:лясг. sa еиг.тма-тизаони и обобяешга результатов сос-'.тг.иккых исслядоваиия диссертанта и данных, опубликование;:'« ьткритоя печати;

- при проредйяп;! опггтйк я аервоотке результатов иссде-аованна использовалась. в основной, обаепринятая методика, а п отдельных разделах Работы применялась кто- и Фотосьенка протекаеного процесса, лазерная теккска, ЭВД.

Оснотше полохения диссертации, выносимые на защиту:

- Horms технические venemw Фильтровальных сооружения,

»

нагнитных отстойников и других устройств, • способствуюетй интенсификация работы стангат доочистки сточных пэд;

- натенатические модели.для прогнозирования технологических параметров проиесса доочистки сточная вод н обьено

. зернистого слоя, в ток числе н при естественном •поступлении кислорода воздуха r его толазг;

- метод доочистки сточил? поп Фильтрованием путём tu предварительной нагнито-реагентной очистки в матгптз от-вторниках треугольной и сотокоя структуры;

- конструкции сбдрко-распреаелитедытя «¡стен. тепю-

параметры к гсдаьна прокывки аагрузкя еидьташ. клтечаглческие завдгиностк ва* описания этого просессд;

- Т -

- иатеилтаческне модели по определении раакояальшлг значения конструктив!«;: и технологических папаметроп магнитных стстогтников и «кльтроп с плавящим сгиьтруютк слоем, с учетом основных параметров етаяпиА доочисткк сточных вод;

ПУбдккагии и апробация работы:

- результата работа опубликован» я солее ?о печлтимх работа?, в том числе в 36 авторских свидетельствах на изобретение, двух справочниках (в соавторстве), вопли составной часть» я нормативную документа»»;

- основное содержание работа сило доложено и одобрено . на республиканских и а учи с> - п р акткч о с кн х конференциях по актуальным проблемам водохозяйственного строительства и norvrte-ння эффективности работа систем водоснабжения и воясотпрдг>-НИЯ /Г. РОВНО 1971, 19SO, 1983, 19ЙЗ, 1990 ГГ./, рЯСПУбЛИ-

каяскнх конференциях по вопросам очистки и рационального использования волы/Г. ККЕИНЙВ, 1973, 1981, 198?., 1990 гг./, ГП иаучко-технпческих сентаарах по вопросам очистки сточнкх под st oxpami оетпдапйй средк /г. мсскра 1980, г. Черкассы. 1987, 1990 гг. , г. киеп, 1990 г., г.Севастополь, 1991 г./, на спти-

НЙРЛХ НТО ЕПОЛ И ЕНЖШШР /Г.КОСКВЗ, Г. КПЛСК. !9ТЯ, 19Л1ГГ. /;

- работе автора по тене диссертации демонстрировались в 1976-1990 гг. ил еятгх СССР, УССР, JT.c.v и отмечены дпумя сере 6ряк!Л1:1 кедлляки вдт: СССР. П 1993 г. по тттататкяе иех-веаокстрегшого научного Саеета Российская Академии нате и Госкомитета по вопросам архитектур;/ и строительства го "Химическая технология прдаодггшг и сточтгга вод" межгосударственной кокисстя проведет/ испытания стляшгп доочисткн сточннх вод, оборудованиях Фильтрами с штавагяэп. ззгрузкоп (г. ропно. Украина). Полтчеянкя при этом результата подтвердили работоспособность и эффективность разработанной

технологии доочистки сточных вол; овьем и структура работе.

диссертация изложена на ЗВ4 страницах напинописиого текста, в той числе содержит 34 таблицы. 87 рисунков, состоит из оглавления, условных обозначения, введения, шести глав, выводов и списка литературы (368 наименования, 52 кз • которых зарубежные).

г. содержание ' р а и т и Ео введении и первой главе диссертанта обоснована актуальность пробздзд проанализированы современные достижения теория и практики доочистки сточных воя. сформулирована цель и определены задачи исследований, обоснована целесообразность использования, для ранения упомянутой проблекн, фильтров с ялаваюким «ильтруюпмм слоен, показаны пути интенсификации доочистки сточных.вод.

В современных условиях хозяйственной деятельности антропогенное воздействие на гидросферу стало нарушать естественные природный процессы. Проблема охраны природных вод на--иболее остро встала перед про№<ялеино развитыми маловодными регионами страны. я особенно трудном положении находятся майе реки в густонаселенных прокетленных районах, где сбрасывается значительные обьеиы недостаточно очмтеняже сточкяк вод. в связи с зтин вода значителыгой части бассейнов мзлж? рек Украины (свкяв eos от обаего их количества! характеризуется плохим, очень плозия или. катастрофическим состоянием, и? года в год обьекч сброса сточных вод в иодтая обьакта возрастает.

Качество воды, проведшей сооружения биохикичйскоя счистки к сг.раг.ывземоа в поверхностные водоемы кдя испол*-

зуемоя п прокняленности, по многих случаях не соответствует прельявляемым к негг требованиям по ряду показателей: содержанию механических, органических ' и химических принесся. Еольиикство сооружении бкохикической очистки не снабжены станпчяки доочистки стоков. а сувестпугше станам? доочистки оборудовать! зернистыми Фильтрами с плотность» зорен больие плотности поды. Такие сооружения, обычно, удовлетворительно работавшие в пачальнш период их эксплуатации, с течением времени из-за зарастания и конховаиия зерен Фштьтругепего слоя не справляются с возложенными на них функциями.

интенсификация процесса доочистки сточных.вод Фильтрованием нохет №ть обеспечена путам:

- применения эффективных Фильтрэтмятх материалов, обладавших более развитой поверхностью зерен, способных взаимодействовать с загрязнениями о'чияаеной воды я поддапкихся регенерации в потоке прокквноя воды без принеяетгя реагентов; , . ■

- обеспечения условия функционирования биоценоза в толпе Фильтртяего слоя; ' - .

- упрощения технодопгческих схем станция доочистки сточных вод и конструкция Фильтровальных сооружений, снижения экерго- я трудоемкости при их эксплуатации;

- предочисткя (очистки от взвепеггных вепеств я специфических ингредиентов с возможность» последпяего использования воды) биохттмячески оч.пяенных сточных вод перед по-дачея их на фильтровальные сооружения,

В последнее время многими отечественными и зарубежными исследователями уделялось внимание процессу Фильтрования воды через полимерные материалы.

Особый интерес представляет применение для доочистки

сточных вод Фильтров с неоднородной плавающей загрузкой из вспененных грянул полистирола (ФЮ), расположенных в корпусе Фильтра поа верхней сборно-распределительноя системой. Фильтры конструкции фпз способны работать при нисходятем или восходящей направлении движения Фильтрационного потока или при отборе воды из толки фильтрэтмаего слоя.

ррииенекие фильтров с пла кашей загрузкой для доочист:;:! сточных вод позволяет сугаественно упростить технологическую схему станции доочистки в сравнении с саотп^тстгя^лел технологической схемой, снабженной Фильтрзкн с плот-кость зерен которой вольсе плотности воды. Промывка силь-трукаего слоя таких Фильтров осуаей'Ийвется в нисходяаеи потоке прокыаноа соды, что способствует более, эффективной транспортировке отмытых загрязнения за пределы сооружения и положительно влияет иа снижение вероятности образования грязевых бассейнов в зернистом слое, -отсутствие в технологической схеме насосов для подачи воды на промывку фильтров, емкостей, храняаих, воду для их промывки, наряду с более высо-кини технологическими и другим;:- показателями делает такт» схему более эффективной л вполне конкурентоспособной в сопоставлении с известныни аналогами.

Вторая глава посвяаена экспериментальным и теоретическим исследованиям интенсификации Фильтрационных процессов доочистки сточных вод путем та «¡иьтрования на фильтрах с плававсхП загрузкой при естественной проникновении кислорода воздуха н толпу фильтр ляегс слоя. Рассмотрены вопрос« поиска Раскогаяькых значения технологических пара-нетроп разработанных конструкций «ияьтрор. с пкавашеп загрузкой.

в работах д. линия, ЬЕехтмана, В. каакрле» К. Ийсй. д. ле-

ба. и других исследователе;» предлоге ни ¡»одели процесса Фильтрования малокояпеитрироваттох суспензий для условия но-нодисперсного состава взвеси, однородного грансостява и структуры загрузки по высоте Фильтра, однородных сволстч задержанного осадка, неизменных значений скорости фильтрования и Физико-химических свойств очшаеиоЯ воды к ке учтеки особенности Физико-химических свойств биохимически очгсзенноя сточной водя и свойств загрязнет«*, находящихся и ней. и пр.

На особенности процесса Фильтрования биохимически очи-венньпг сточных вод обрааали внимание в своих работах и. Род-зиллер. в. пвепоп, А. Нечаев, а. Бондарев, А. Фоминых, Л. Смирнов, Н.краваова, В. Пабратько, А.Ким, Г.Рудзский, Г. Гешша. А. Славянский и другие исследователи. Супествуюяие иатенати-ческие кодели доочистки сточных вод Фильтрованием составлены из предположений малокониентрнрованной суспеь;<ии и канодисперсного характер! частип взвеси (Е. Дмитриевская), без учета параметров .зернистого слоя и Фильтруемой воды (Г. рудзский, А. Ким)■ временного Фактора процесса (О'Нелиа, Стамм) и поступления п фильтрующий слой кислорода воздуха <н. Краваопа). Указанные ограничения делаят проблематичной реализацию таких моделей для технологических расчетов зернистых фильтров доочистки сточных вод.

На базе исследований упомянутых исследователей и собственных работ автора, Физическую модель процесса доочйстки биохимически очишеияых сточных вод Фильтрованием ножяо представить следухдам образом:

- в начальный период работа Фильтровальных сооружений при отсутствии биоценоза или незначительном его количестве и толпе фильтрушйго слоя процесс фильтрования биохимически очинённых сточных вод янеет сходство с аналогичным пропассок

. - \г -

при фильтровании напоконцентрироваяных суспензий, природных вод -локализация принесен под воздействием молекулярных сил притяжения, адсорбция, осаадекия, сил ван-дер-вальса, инерции и случайного контакта, неханичесг.ого перехвата и др.-:

- благодаря наличии в Фильтруемой сточноц^ воде микроорганизмов, органических загрязнений и растворенного кислорода (проникновение кислорода воздуха в загрузку Фильтрз достигается при периодическом понижении уровня воды. в йзр-«них ее слоях или путем предварительной аэрации о^ет.емой воды), в толае фнльтругаего слоя создаэтск условий благоприятные для развития виоаеноза, Формирования биопленки на поверхности зерен слоя, прйнжашйй участие в процессе до-очистки стоков;

- одновременно с нарастанием загрязнений и бионассы в. зернистом слое изменяется структура поровых каналов, изке-лястся и параметры процесса фильтрования - в первых по ходу движения поды слоях загруз'ки протекает наиболее интенсивное Функционирование биоценоза, задерживаемся, основная насса загрязнения;

- развитие и отмирание клеток активного ила, заиление поровнх каналов зернистого слоя, накопление загрязнения в эбьеке фильтртаеи загрузки сопровождается перенеаеииен «ронта интенсивнее задержания загрязнений по высоте загрузки Фильтра, что. в конечном итоге, привозит к выносу кг в Фильтрат и снижение эффективности доочистки стоков. '

кривые кинетики послойного осветления воды в слоях загрузки разных конструкций ФПЗ характеризуются сушсткеюпш отличием между собой. Для конструкция фильтров, работающих с мсходяиин Фильтрационным потоком (ФГТЗ-1, АФПЗ-1ВК, АФПЗ-1А ;; др. рис. 1. а, б) форма упонязупа кринух соответствует фор-

ив аетлдогкчгпяс кркгп: гяя сильтроп с зарргзкоЯ из кзарсег.эго песка, при этом они г:<г~г/гсрггегдатся и рядок особенностей обгслсвлентп/х свопствяки сидьтруксего слоя. Так, после промывки 4ильтр«жего слоя загрузка переходит п п.-огт-г» состояние условно в два этапа. На первом этапа (соазг поел« промывки *ильтра> • тояаииа ей слоя превышает толжииг слоя плотного состояния на 2-5я. однако ;га второй этапе при работе «ильтра в ре.-адке фильтрован!« (около 1 часа) по пере заиления нижнего слоя загрузки сопровсяяаеиого росток давленая на шянг» его границу толяина слоя достигает своего рабочего значения. Такое изменение толанны зернистого слоя загрузки обуславливает л {ори1; кривых кияетпх!! послояноп счистки роды, так на перпо:? этапе работы сооружения зона интенсивного задержания загрязнении находится на н?которон удалении пт'ккхае.т границы -1иль';рлжего слоя, затеи постепенно-приближается к нея и липь после исчерпания задерживается способности -этого (нязяего) слоя загрузчя улскяггутяя зона перепекается в направлении дви:г.екия с-яльтраигоккого потока.

для лгльтров. работлггггх с ииехогасин «ильтратеопныи потоке к (-ктз-4, «33-3. аспз-4» МПЗ-З к' ер. РКС. 1. в. г) э*ггктл»иость очистки вод« з верхних слоях загргзкк г начальный период ее работа возрастает, а после ксчерпакчя за-г.ерхпзгш»я кг способности ¡через г-з часа) скитается, к концу «ильтрогккла тбягсаетея увеличение. толпяпм слоя загрузки на г-бх п сравнении с первоначальной, что, очевидно, обусловлено увеличением пиразлического ей сопротивления (при тненьления размеров пор загрузки) к ростом массы задер-хапшк в ней загрязнения, то есть, изменением соотношения действующих на загрузку сил тяаести. гидрэдинамческого давления Фильтрационного потока и силы Архикеда.

- \ч •

СФ1/С0 0,8 0,6 0,4

о, г о

1

1 -г

•с- ■—

О 0,4 О, в !Л/г а)

д(с»1/со)/аол/г,)

о, в и/1.

о,ч о, г о

0,4 0,8 ыд. В)

д<с«1/со)/д<т,1 ал

0,8 и/и

Ркс. I, Кривые кинетики (а, в> и их дифференциал ыше графики (б, г) послойного осветлекня воды в «фильтре с плаваиии загрузкой. работаюпеи с воскодяши {а,б-ь=ЬЗи; <Ю=1,в1кн; У=5 и/час) и цисходями г-то хе, У=вм/час) Фильтрааношгшп пе>-токоп ври 1-1--12час; г-1=Е4час, з-г*чечас; »пмббчас; Т? час; б-гг4вчас.

Наличие в очтааеиой веде органики н связанное с зткк функционирование в кехпорооо пространстве бноаекзза воздействует на процесс задержания вэвепеишяЕ егпеств.

наиболее активная жизнедеятельность иикроорганизаов к зпектиттсть скнхекпя азота акнотйШого (до аза) отмечается я перрнх по ходу движения потока очкааекой волы слоях загрузки. на гдуекке до зо см. череа 6-6 часок от качала Фкль-

- t3 -

тропикла п этих слояп остругиваются- yzs три-четыре вида микроорганизмов, а далее иа протяжении Фильтроцихла - солее пята видов, при устойчивой равоте сооружения биологической очистки (азротекков, вторичтгак отстойников) в загрузке с-пп по всей ей р.ысоте отнечается активная жизнедеятельность микроорганизмов. в гралийиом слое Фильтров конструкции сгтз-ч-встречаются ресничатае инфузории Epistul1з Piicatllls, Aspidisea costata, а также черви nenatoeja. ГГвтенснфгхатт этого процесса способствует предварительная аэраига воет или создание условия периодического понижения уровня вод« по па-соте зернистого слоя. При начальной скорости Фильтрования до б, 5 к/час и концентрации взвепешшя геместп в исходной поди до зо ир/л наблюдается снижение величины кпк(5» на coz-sox, хгпс -на 50-6ÍZ, концентрации пзпеаенянх весеств -на 80-95Х, азота аннонггйного-15-îOîi.

па основе анализа извести теоретических моделей процесса Фильтрования сточных под через "зернистый ф'яльтрляитт слой и данных собственных исследований соискателя, описания процесса Фильтрования биохимически очетенных сточных воя, то есть, взаимосвязь относительного содержания взеепеиянх ве-пеств п профильтрованной и исходной воде (Сф/Со), и основных •гехяодогичгеккх параметров процесса ^кдьтгвваяия (скорость Фвдьтрования -V, прокояяггеяьность -фняьтроипела -t3, круп-кость зерен -do, Топотка фильтруотего сдоя -L. температура очитаемой йоды) ножет сыть предстанлепа в виде экспоненциальной зависимости, предложенной о, Рехтнанон:

сф/со = i - екр(-в) . ш

где: В - безразмерный комплекс, учитывают«! упомянутая

параметры, составленный на основе критериального так1«ш Фильтрования сточных вод, приведенного к условиям изучаемого процесса:

В - { ( Но. г, Ее). (£)

очевидно, параметр В иохна представить как

(35 <41

Проведенные диссертантом сожс.'нз с К. хгрООП, Е. Якии-чук.ом, В. пиггодько к гртеш глллегакп исследования на Фильт^ак с плаваете«-загрузкой, ькдачетж с текнолсгическу» с геи г доочистки биохимически очигаикк: сточных вод г. ровно, с учетом результатов исследовании • других исследователей, позволили устано -эть завксююсть иехду пзрзкетгак-л, входящими в витахеиил (3 к Ч). •

ирк обработке результатов эксперпиектов определены показатели степеней Коэффициент ау изка-¡¡яется с изменением условий Фильтрования биохимически очи-аеншгх сточкчх вод. иосг.е яодстанов'ля значения упомянудаг показателей стелекеа в вотахение (1) и некоторых пре-овразовднкй выражение (1) примет вид:

сф/со = 1-ехрс-л*«у*" •гз»«о/,и,*пи. «1

эклчеике параметра гэ для фильтров с ялавзюсеп зат-ггзкой можно определить из зависимости (5), т.е.:

в : • ш (1-сф/со),

ОТ ИЫ в - ау « Ко »Г »

г.

гЗг-ППМ-СФ/СО) 7»Ь«П/<А*МУ »(50) . (5)

Для определения времени достижения предельного значения потерь напора канн получена Формула вида:

2

гн= С(Раз/Рао>-11/»Аз«(Со-сф)«йо »^

г

?го/и*ь )). (Т)

Значение коэффициентов Аз к А» устанавливается экспериментальным путем для каждого конкретного случая, используя прием технологического моделирования процесса фильтрования. Для условия проводимых исследования значения этих параметров

для разных конструкции фильтров изменяются в пределах -5

А«М!.05-?.0, 8)*»0 ! А3=0, 01-0. 025.

Содержание биологических загрязнения в сточных водах, поступающих на доочистку, при наличии кислорода воздуха создает благоприятную среду для Формирования биоценоза в толие фильтрукяего слоя. .

Поступление кислорода в технологическую цепочку до-очистки сточных вод. ножет достигаться естественным или искусственным путам. в исследуемых конструкциях фильтров принят метод естественного проникновения кислорода воздуха в толшу ф!£льтрушего слоя, реализуеныя путем предварительной аэрации очипаеМой волы или при периояическон понижении ее уровня в толке фильтрумего слоя. Наиболее зктитэдяя жизнедеятельность микроорганизмов отмечается в первых по ходу движения воды слоях загрузки фпз, содержзи'-гс наибольшую концентрацию растворенного кислорода. Так, через б-Р часов от начала фильтроцикла в этих слоях обнаруживаются уте три-четэте вида микроорганизмов. а далее на протяжении Фильтроцикла более пяти (ресничатке инфузории Кр1 я'лшг риса!!-

us. Aspldisca costata, черви Hematoda, vortlcelTa convalla-ria, Aeiosoma. коловратки, и пр. ).

Экспериментально установлена взаимосвязь между эффективностью доочистки воды по взвешенным веществам и впк, которую можно представить как:

но

1-L.B/La — (1-СФ/Со) • , ш

Показатель степени Но при работе *кдьтра с г.чтоялеинш фиг.ьтрутин слоен равен 5,4. периодическое понижение уровня роды в обьене Фильтра (фл), а такхэ частота такого пониге- , ния (На) влияет на величину показателя степени lío. Так, при

значение параметра но описывается зависимость»:

о, sä

Hos3,94/Фл . (91

Гесшв (8) относительно Ln с учетом (0), колучт выражение для прогнозирования показателя ЕПХ очинённой води:

а

Ui=baf i-exp(»o»in('-exp(-Av«V »t3«do/(L«n)))l¡ , (10)

Сопоставление расчетных значений, получении: по выражению (5-7,10) с результатами экспериментов других исследователей, подученных на очистных сооружениях г. Липецка, Сыктывкарского лесопромышленного комплекса. /Потоцкого металлургического комбината, при изучении процесса безреагентноп и реагеьтиой доочясткн сточных вод на Фильтрах с песчаной, п^ног.ояистирольной загрузками и загрузкой из доменного дробленого 5л,->кА, дали удоглетборительную сходимость,

Ехраженк* (Ю) имеет обстп чид для прогнозирования про-

вдсса биохимической доочистки сточных вод на фильтрах, работают« с затопленный еияьтгущин слоен или с периодическим ггокнжениен уровня воды в обьбие фильтра.

на прак-пгке для достижения условия рациональной раг.отн Фильтровальных сооружения соотношения кеяду параметрами tз к 1н пелесообразно принимать:

гзм.гпя . (ц)

Ревив (11» с учетон (б. Г) относительно <1о, получим выражение для определения рациональных зггачекпя крупности гранул зернистого слоя.

<1о- ч

(.5

((тус»кус. /ьг'бусикуо/раз. (12)

Результата расчетов <1о по (12) при изменении значения других параметров этоя зависимости для условий проведенных исследования £>пз на очистных сооружениях г. Ровно приведены в таблице 1.

Табяияа 1.

радкояальные значения <Зо, км для фпз-1, <?пз-4 при сф=з -в

кг/л; п=1«ю м. кв./с; 00133 н/(с«м. кв).

Тип ФПЗ V, и/ч С0=30НГ/Л Со=гокг/л С0»10НГ/Л Примечания

8Н ь=1,би ь=о,бн 1.= 1,6Н йн

1 г 3 4 5 7 8 9

1 в 1.51 1.96 1.45 1,8Т 1.43 1.82 Раз:

- го

Продолжение табл. 1.

1 г 3 4 3 6 т 8 9

ь 1.зг 1.96 1. 49 1.93 1. 45 1.88 = 1,5м.

10 1. 53 ?,. 03 1, 53 Й.ОО 1. 49 1,96 в. ст.

4 ь 1.99 ?.. 35 1, 98 г. аз 1, 91 2. 46 Раз:

8 г. 04 г. 64 г 00 г. 63 1 97 г. 57 --0. с.;:,

10 г. 09 г. тс г. 08 г. Т4 г 04 г. то в. с'5.

Предлагаемая модель описания упокяпгаа: уо'.оша работы фильтровального сооружения позволяет при известных значениях л«, аз, устанавливает« путем те Биологического моделирования процесса, определять рациональные значения параметров V, <1о, i. окончательное назначение упомянутых параметров осуцес-тгляется пггем сопоставления техиико-экоконических показателей всей станции доочистки сточных вод для рассматриваемых регсекий. • : . ■

в третьей главе рассмотрены вопросы интеиск-Фикапш процесса доочистки сточных под фильтрованием путем иагш.то-реагентной их предочисткн. приведены результата экспериментальных и теоретических исследования разработанного метода и новы - конструкции нагнитных устройс'.в доочистки сточных вод. Дан анализ условия определения рациональные значения технологических и конструктивных параметров исследуемых технических ревейий.

в последние годы все большее внимание ученых привлекает методы очистки води под воздействием магнитного поля, поэ-аолявгие интенсифицировать процесс локализации примесей. В своих работах А. Еахов, с. Дпскта, р. классен. л, Кгльский,

в. Tepiionnt';., а. сандуляк к другие исследователи раэраси-цвгли методи интенсификации процесса коагулирования в иапштлом поле, Фильтрования ч-ггез гранулированные магнитные насадки, изменения свойств водяих атгтем после клгшгтноп обработки, однако, вопросы локализации пг::;:ссеп сточных вод в магнитных отстойниках до кастояшего времени не подучили должного развития. Иехду тем, введение в очилаему» поду ^орроиагнитного дисперсного вещества (Гезоч), обработанного реагентом (коагулянтом, аелочьо), позволяет получить агрегата --Ферромагнитная частиаа-хлолья гидроксида кеталла-прикеги сточной воды", способные откликаться на воздействие магнитного поля, полевение считаемой води с образованными агрегатами в магнитное поле обуславливает поветекие их гидравлической крупности. причем скорость направленного движения агрегатов возрастает по мере приближения их- к поверхности магнита, т. е. возрастает с возрастанием силового Фактора (КггааН) магнитного поля.

локализованный с примесями магнитный дисперскш материал подвергается регенераши, осуществляемой механическим, термическим или химическим способами.

Исследования по изучению процесса очистки под« от растворенных и керастворенных примесея после их реагенткоя обработки проведены диссертантом совместно с А. Сакдулякок, н. Еериапкин. Л. Литвиненко, А. вегаяскин и другими исследователями. В качестве исследуемой среди применялись мо-делькне раствор:;, которые готовились на основе бентонитовой глины (гидравлическая крупность частиц <0,ооо1 им/с), солей са и мк (при са/ня=о,т-1,5 и обшеп яесткости 1-14 нг-зкв/л), солей железа о-бо мг/л), а также использовалась вода канализационных очистных сооружения (Со=9б нг/л, кпкма мг o¿

гг -

/л), поверхностных <Со=зо иг/л) и подземных tso=7,4 мг-экв/л. Fes 1,г иг/л) источников.

Установлено, что в течение го-юс. одновре-

I п РД -О, 5 -1,0 -1,5

-г. 5

\ л \

\ Sí V

Y

л ¿ , а.

• ' • с

о

гд, мин

ненно с осалдеиием взвешенных вешеств из сточной воды наблюдается снизенкг ХПК ка <50-65к, ПП1: (й) па 65-70*, ФосФато«: на 73-В5 х. Освобождение воды от оставшейся части мелкодисперсных примесей достигается фильтрованием через зернистые фильтры. Эффективность иагнито-ре-агентной очистки воды на комбинированной установке, л качестве первой степени которой служит магнитный отстойник, а в качества второй - фильтр с плавав-пев загрузкой <йо:г, з&ки, I. г 11 Зм), работашкй с восходчгаим Фильтрационным потоком, достигает по взвеиеннкн яеп«стван 9698г., по ХПК -75-95*.

гидравлическая крупность Ферромагнитных агрегатов изме-нйртля по як соте поперечного сечения отстойника, а среднее зкл.чрни» достигает Ок-г. 5сн/с. автором получена иатеидти-чргкяр закисиности вычисления ик для отстойников треугольной и я и сотовой (15) структуры с внриной полки ъ при измене-

I г

Рис.г. Графики изменения во времени <Ш логарифна относительного содержания вэвепениых веществ в осветляеных хозяйственно-бытовых сточных водая <1п РД). 1-рНгЯ, рал-.звнг/я, тд: 19*с, Г)озгз,?г/л, пягайн-гю мо°л. кв/куб. м; г-рн=8. валив мг/л, ТВ: 11, 5'С. 1)03-3. гг/л, ивгайн: но» 10А. кв/кув. н; з-рн--е,5, 1>ал=1бмг/л. Тв--11,5'с, Роз о.гг/л. н«гаан--1Ч0И0А. кв/куб.

гз -

)?«п! во времени площади поперечного их сечения, обусловленной локализацией и накоплением осадка,

г г

уср=А'в»Г(1/(1- \ 1-аос) ) -П/Ъ , (14)

уср=ХоИ (1/(1- \

г 4

1-аос)) -п/(а"я»ь » \

1-Аос), (13)

Значения коэффициентов А*л и А**в, учитмваюпих величину НягяйН и свойства ферромагнитных агрегатов следует определять опытным путем, в проводимых исследованиях значения упо-

1

нянутых коэффициентов достигали соответственно б. 3*10 я

-5 1,09»!0

Рациональная длина полки отстойника с треугольным поперечный сечением при величине параметра Аос*0,1 и ь=0.1 к, равна 1.0=0, ем., а при среднем значении скорости движения воды зо и/час п фильтре, оборудованной магнитным .отстойником сотовой структур», значении параметра аос - о, 1, количество сот на одном квадратном метре пяотади Фильтра достигает 31 пт. при ь=з си. и 1,о<1см. что позволяет выполнить* магнитные отстойники п виде магнитной ресйпда.

в четвертой главе освешются вопросы теоретических V экспериментальных исследования сборяо-расаредели-тельшк систем к условна кх пзашодепстсня с фияьтргткн слоен, цр:гаедеш ргзультатн исследований . процесса прокызхк фильтров с ялавашэп ззгрузкоа; •

На основе анализа известниз математических коде лея. разработашшх для описания гидравлических закономерностей процесса расширения зернистого слоя и результатов собственных опытов нами польски зависимости для прогнозирования упомянутого процесса с учетом особенностей свойств ис-

следуемого материала:

о, ТТ 0.39

Кв=НЗ«АГ /(9?.*1. 1 «Нз«АГ ), (16)

з О, ТТ 2 3 0.39 2

УКР:п«ио »АГ /(ЙО«(1-ио) • Г92+И0 »АГ /М-ИО) 11 , ИТ)

Пользуясь приведенной зависимость» ИТ). нохио прогнозировать максимально допустимую скорость Фильтрования для «илктров. не оборудованных среднеЯ дренахноя системой, работающих с нисходягяим движением Фильтра сконто го потокя, для значения Из вычислении* при №=0.

В Фильтра* с загрузками, плотность зерен которых меньше плотности воды, направление движения промывного потока совпадает с направлением сила тяхестк отмытых загрязнения. П этой случае снихается опасность образования грязевых бассейнов п загрузке «ильтра. Величина относительного рас-шрения Фильтртг.его слоя в пеЬиоа его промывки изменяется в пределах 0,05-0,4 и назначается с учетом критерия архккйдя гранул полистирола, продолжительность пооиквки составляет -1до-300 с, интенсивность промывки назначается расчетный путем и находится в пределах Ю-1В л/<с»кв. м). требуемая величина относительного расширения зернистого слоя в период его промывки мохет быть вычислена по предложенной нами эмпирической зависимости:

Цр=0,4«еХР(-1,4И0 «АГ). . <18)

N

Очевидно, оставляя неизменным диаг-'^тр гранул загрузки V изменяя только их плотность, можно измекктл значение критерия Архимеда, япияя тек сакык, в необходимых пределах, на

изменение значения параметра Ур, а соответственно, и на скорость движения потока промывной воды, что позволяет определить рациональные условия протекания описываемого процесса. Управление хе значением критерия Архимеда для гранул полис-тзт*>лз достигается изменением условий их вспенивания.

'^тпеяость ярокывки фильтр уюаего слоя зависит от равномерное.-;: расширения, достигаемого при равномерном сборе и распределении вот зо слопали фильтра, что п значительной мере определяется работой сборно-распределительных систем, которые в зависимости от конструкции Фильтр,! выполняет ту или иную функшта. Так, верхняя ссорио-распреавлите-льпая система предназначена для предотврапекия всплытия Фильтрутаего слоя п падфильтропое пространство и равномерного распределения прокывноя поди по плспдди фильтра или сбора фильтрата, нижняя сборно-распрсяелительная система предназначена для равномерного свора прокытшоп воды, фильтрата по плопади Фильтра, сбора и отвода осадка, накапливавшегося на его дняае или равномерного распределения неходкой води.

На практика в схеиая доочистки с то чтя йод на Фильтрах с плаваелкм Фильтргояш слоем в качестве верхней сбор-ио-распределителыюя системи наиболее ифоко применяется система, выполненная а виде репетки с размерами прозоров 1-з см, которая пркгружена слоен гравия крупностьй зерен г-5 см, толпотоя сдоя до 30-40 см. к рапионалмшн конструкциям нижних сборно-распределительных систем фильтров с плавайте» загрузкоп ногут быть отнесены трубчатая (трусы с переменным шагом или диаметром отверстия) или лотховая (лотки с переменной площадью поперечного сечения) системы с наклонными рабочими плоскостями.

- го -

во избежание уиоса гранул с потоком промывной воды во время пронывки фильтра нани предложена математическая зависимость для определения границы допустимого приближения гранул расширившегося слоя полистирола к отверстиям нижней сборно-распределительной системы:

Из полученного уравнения следует, что скорость движения воды на подходе к отверстию резко увеличивается при умень-пении величины Кп, в то время как на большом удалении от отверстия значение скорости V/ весьма мало, в этой случае криволинейная поверхность равных скоростей приближается к плоскости, а скорость подхода воды к отверстию сравнивается со средней скоростью потока промывной воды, это положение хорово согласуется с данными экспериментов.

в Фильтрах с плаватаей загрузкой, работающих при малой скорости движения (менее 10 к/час) восходявего потока исходной воды с повышенным содержанием взвешенных веществ <более 50 мг/л), подаваемой на доочистку, наблюдается выпадение осадка на днище его корпуса. Выпавший на поверхности .днища осадок в период промывки фильтргааей загрузки скывается движущимся радиалько к отверстиям нижней сборно-распределитель-ноп системы потоком промывной воды. Зона смыва осадка распо-

I

лохена вокруг сборного отверстия и ограничена поверхностью равных скоростей, значение которых достаточно для разрушения и транспортирования осевших примесей. *

расширению границы смыва осадка способствует уклон поверхности, на которую он выпадает, этим условиям соответствуют разработанные нами сборно-распределительные сис-

- ?.т -

теин с наклонными поверхностями. Наклонные поверхности в зоне сборных отверстия стеспяот плопидь поперечного сечения поток.", промивноя т.о ни, обуславливает пог.кпениа скорости его что способствует более полному смыву осадка, »¿.-¿дл- — т!л>агенне для определения радиуса зотта смыва осадка в зяялсииоети от згролускноЯ способности отверстия блока (Обл) и угла паклена «го плоскостей авг:

ясн

И

r6fl/{v3*<<ab7/?.s. 6)-3.14)1 , <?.0>

Экспериментально установлено, что скорость дри:ганнт? потока промывной поды tvs). при которой яабд»язптся смыл осадка для условия прор.опюплг исследования. изменяется в пределах о,0?А -о, озйм/е. ПР!мен больнее значение скорости более характерно для больпея продолжительности Фильтрогппсяа <ЗД-ао час), что, очевидно, обусловлено возрастанием с течением преиезгп его прочности.

Угол наклона рабочих пог.архпоствя составляет 55-40', диаметр отверстия г. конструкция ннхяэя скстагш (блоки, трубы)-?.-5 см, ваг неаду «дечатаки труба!«!, отварстивми n них и размер п плане г.яокоп с накксниини яопархиоетанн достигает 60 см. Продолжительность и ;пгггжсиг,иость скьтл осаакл с поверхности шшгея- система соотрятствуот проаолзкггаяыюсти и интенсивности про;пя?кн загрузки Фильтра.'

Пятая глава посязпэна разработке технологических схем станами доочистки, коиструкдиЯ Лгльтропалышк сооружения tt вспомогательного оборудования, определен!» ^лмюналь-нчя значения конструктивних параметров фильтре п.

Нами разрзл.отзнн технологические ехекч лоо'пгстки стйч-кнж р.од на Фильтр?."? с пяатагэтея аагрзгоноя 5'у для у.ль-

- гв -

Рис. з. технологические схемы станция доочистки сточкк* вод, оборудованные фильтрами с плавающей загрузкоп. а-схеиа. снабженная фильтрани конструкшж «тз-1, АФПЗ-д <афпз-1Н с предварительной нагнкто-реагектноя очисткой); б - то же. ФПЗ-З, афпз-З; в - то же, «13-4, афпз-4.

,!-«ильтр; е-коитак-пшй резервуар; 3-васос; 4-резервуар сбора исходной воды от вторичных отстойников; 5-ргзервугр сбор.;

• промывной воды; б-узел регенерагии маткьп'.ог'о дисперсного материала.

- во -

кип рекозсгггккгп! -ж нового строятйят.сгм ст.?ляия доочлст-ки, гчвтаваойяз качество очязаеяоп зола, ск*;й7 все-

го комплекса ©чистеых сооружения, другие ©согеггаости кдп-".готаого обьекта строотельства. Разработакм нош;? конструкции йильтроз с плавающей загрузкоя (<;ттз), а тзкяе разработа-V- *:■■•■ ■•.'г.тъяесгАЯ схеиа маппгго-реагзктноя очистки води 4, •.» консякироваиянх очиспшл устройств,

•совиеиазкзии у корпусе ?азяые технологические прозесси,

способные обеспечить эффеятязлуо ,->05с:пстку сточянх под.

Пода после соору^з шга снохшическоя— очистки

Лрокшшая пода в голову соору-эния т

1 -е-

1

г, г —

10— г

12

окисли--

7? ль!

о чипе:;-

иая —5 пода

7 1

4

И

07еод слана

}

%1-

очи-

пая

п0д.1

Рис. ь. "г"но;:сг:гчос!:а". пзг.пггэ-гспггнт'вп лоэчкстк»

сточки» пой. $-узея приготовления ганштого гкспсрспог» на-ториаяз; й-угел рвагентяог© хозяйства; З-скгсятель; »шткия отстот?н;-( з~?ггл гегекерацки изгяятпсго зтап'Лрснсг-« материма; д-опльтз яссчистаи; г-костаетт рэйррвузр; дача «агнкто-дксперского материала; ?-по,чз'-а р'.агаата; ю-подачд регенерированного иагякто-дксяерсйого каюризла; и-глаз после ©чксткга 1г-аосштд«»т8 здгяитэ-дакзг'рсн&го латггязла «а рэггнорог:&.

/

F созданных нами перспективных конструкциях фильтровальный сооружения к устройств для станция доочистки сточных вод разработаны условия интенсификации функционирования биоценоза в толце фильтрующего слоя ( аопз-ibk. АФПЗ-ja). использованы комбинированные загрузки из разных Фильтрукаих материалов (полистирол, уголь, полистирол с металлизированной поверхностью кгга с ферромагнитными свойства ми, волокнистые материалы » др. -асг.з-чс, ar-я, пред-лохгтг сооружения предварительной очистки воды (свк, тсс, ■ВО» КОЗК, ГНК), а такае комбинированные устройства, обьеди-няспие несколько техкологическик процессов в одном корпусе (фпз-1г. спз-1бо, фпз-зсг, спз-зоа), системы гидравлических устройств по переключению технологических режимов работы сооружения (VTTB3, УЗС). предложенные нани конструкции гидравлических устройств, оскопяьм злекентон которых является сифон к устройство его зарядки, позволяют наряду с возможностью переключения рехинов работа сооружения, обеспечить ■ условия естественного поступления кислорода воздуха в толпу Фильтрзткаего слоя при работе фильтра с ренине фильтрования.

Разработана методика определения рациональных значения конструктивных параметров фильтров станции доочистки сточных вод, базирушаяся на учете основных ее факторов, в состав которых включены; сукнарная плопадь фильтров (Fs), скорость Фильтрования <V), продолжительность фильтропикла (Т). крупность гранул фильтрушего слоя <do> и их плотность (Wb) / количество рядов Фильтров на станции (u.i>, наличие Фильтровального зала (Us) и пр. В результате войска киникуна Функции <пкин) для двух зависимых перененнмх <Яз и ьз), при, наложении ограничений на независимые факторы: 100<fs<5000 кв.н; о.оооз< do<о.оогб н; о,ооогв< v <о.оогв н/cs сам или

?,; из=о пли 1; 1скт< час., реально суяест:*?гсяг: п практике доочистки сточных под фильтропляиек, е/ат полуют зависимости для определения рациональных значении разкероз Фильтров в плане r,s я их количества *(з:

0,33 0,15 0,65 l3-0,77«fs /(<30 «оа ) , (21)

Ó, 51 0, 41 0,54 0.13 HS=14,2«F3 «ÚO «ua «V , (22)

Величина приведенных затрат станции доочистки сточных воа, фильтры котороя запроектированы по предлагаемой методике, на г-юх т«е аналогичных показателей' для станция д.о-очистки сточных вод, запроектированной с использованием базовой методики расчета фильтров.

В п f с ? о я главе приведена тэхггттао-зкопокичее-кие показатели и да и анализ результатов еггаггно-прокыгзлекной апробации исследованных технических регетгз.

в диссертации проанализирован и обобпен положительный: опыт работа стангшя доочистуя сточных воя, оборудованных Фильтрами с плавашея загрузкой, пг^оизводитэльпостьо ю -100 ООО И. КУ5. /С7Т.

Реконструкция фильтров с загрузкой из кяаряевого песка осгаестзлялась на ойьеетаг, фильтру которгос длительное вгекя не справлялись с позлозоииой па япя задачей, в ссновчен, г,о причине сиологического зарастания фияьтрэтетаг-э слоя. К наиболее крупный объектам рэкопструировактгах фильтров откосит ся сооружения биог.пчичгскоя очистки сточткх sos р. ?eairo производитеяьиость» до 103000 куб. и/сутки. Сооружения ие-иьяея производительности (JG-WOO куб. н/ ст.-) реконструирована яа предприятиях г. чортковз, пгт. оря« в, крдаопок за-

воде г. дрогобыча и др. одккки из вновь построенных со-ор>«ек;;Л доочястки сравнительно бодьсоя производительности (12 ООО куб. н/сут) являются сооружения в пгт. кпасилов. ро-сенскоя обл., г. Покач::, Тюпекскоя о сл., Улан-Уде и др. Находятся на стадии строгггэяьствд, разрабатывается проектная до-кунгптгция па реконструкции или строительство станция до-04i:cTfc;r сточння в.од. оеорудовлкягп: Фильтрами с плававшей загрузкой на сооругенкяя очистки стоков г. Витебска оно ооо н.кув./сгт), п метека (400 ооо и. куб, /cm, п. клепань (?. .таг. и. кус. /cm'. г. костопсля <17 ооо н. куб./сут), ряса про-Уйхплекких прэдпрлятигг (То "Коломенский завод" -г соо-ч-о соо к. куб. /сгг. Кердкчбвскип кохзавод, и ДР. предприятиях шгае-■ f.on промышленности, нагикострмггельного и нефтехимического комплексов я пр, ) г пкяс СПЗ или комбинированных конструкция. EriKK ЗЯ кяхенерного cGcp/ccn.v.r,;;! разработал nmo-соп проект cooF5";:c::;'.:i доочкстки сто ко;; для северных районов Т>осс;:х. .

э#фзктишость тсзннческого репеккя осендааетсг по его тахнико-зконокичасккк показателя)! (ns), Бклачаксим величину капитальных ьвохекия (Ks), приведенную к одно:;;-' году их окупаемости, и Еелич;шу эксплуатационные затрат (3s!. Тех-нихо-экономические расчета проведены для технологических схем доочиетки предварительно очиаенгапг сточгелг вод, сопоставимых по каз'качеии». обьену обрабатываемой воды, эффективности очисти;, уроеко применяемых sen, Фактору времени и другим показателям, так. при -определении экономической эффективности фильтров с плававией загрузкой в качестве альтернативного варианта приняты игроке применяемые в практике доочас; стоков, обладающие неныпкна значениям сто-'имостных показ£«вгя, г. сравнении с другими техничееюжк ре-

¡зенияки, каркасно -засыпные фильтры, результаты расчет.:;" значения представлены в относительных единицах - отноиениэ затрат исследуемого варианта к затратам базового (тагл. г>.

Таблица г.

'¿■¿ачс/ы тнгогятедьют экономических показателей исследуемых вариантеа

суточная производительность станции доочистки стоков, КУб. И/СУТ КЗ'/КЗ ЗЭ'/ПЗ ПЗ'/ПЗ

10 ООО 0,59 0,48 0, 50

50 ООО 0.64 0,47 0,51

гоо ооо 0,77 0,43 0, 55

400 ООО 0.82 0,47 о, ео

Тезшихо-экоконичесхое обоснование целесообразности практического использования способа иагяито-раагектаоп очистки водя от лркпесеп рассмотрено ка пршгерё . слеяутаак вариантов технологических схем ткягчения нгганх под: |-ре-ггентиое хозяйство, осветлители со взпазениин осадгсок: г -реагентное хозяйство с зяектрохиническии прнготэплегаги иаг-. гпггного дисперсного материала, нагкипта осаагседи, «Ш'.ьтрн с плавгаздя аагругкоя, узел рогенерагнл кггзкт?огэ дисперсного материала; з-тр яв, с якичэсккя ';пгаготазле8аен магшгтного дисперсного материма. Сопоставяягккэ варианта предполагают возможность очистки воян с содержанием взвеяен-тлс веяестп гоомг/л, сояея гвстаостя -ю нг-зяэ/д. гягвииа о'чгтстки вода во взвезеянда вгсествзн во 95*, па селям «ее--та по чох. ^дзетам вариантом твхнояопгчеекей еяены п расснатркааанэи осэсговангп» сдугит вариант Я1.

Суточная производительность очистных сооружения, при которой величины приведенных затрат равны такому же значению базового варианта, соответствует: для второго варианта -бооо куб. h/cjtí для третьего-вооо куб. и/с гг. Причем, графики зависимости íis=f (Осут) для второго и третьего вариантов пересекаются между собой при суточной производительности очистных сооружений ббо куб. м/сут, т. е. при меньшей производительности более эффективным является вариант кг. в диапазоне; производительностей вбо-еооо куб. и/сут обладает иеньшоти приведенными затратами технология очистки воды по третьему варианту - иагнито-реагентная'очистка воды с приготовлением нагнитного дисперсного материала методом химического осаждения солей железа, на станциях большей производительности более эффективным является применение технологии очистки воды по базовому варианту.

Условные обозначения:

ца -количество рядов фильтров ка станции доочисткн стоков, от; Fs -суннарная пловадь фильтров станции доочистки стоков, кв. и; раз -перепад давления в заиленной фильтр ушей перегородке, Па; Pao -гидравлическое сопротивление фильтра в начале процесса фильтрования, па; Го -площадь отверстия сборной системы, кв. к.; Rn -радиус сферы равных скоростей у отверстий нижней сборко-распредеяитеяьноя системы, равный Rn:Rx+ Ко, к; ио -начальная пористость зернистого слоя; ир

-величина относительного расширения зернистого слоя; v-плот-

г

ность воды. 'кг/куб.'н; srí* (f / (As«(Со/СФ)))«Ь ; Jcyc=Ky«f»

¿ г г __

L«v«(l-U) уи S YyCs-nn(l-C*/CO)J«b«n/<AW»V ); ьа-впк исход-

■ . 5 ¿ ■■ ■

ной воды, нг/л; нз= (Up+oo) /t(l-uo) «(№* П1; Ln -япк фильтрованной воды, иг/л; V -скорость Фильтрования, м/с; А« -экспериментальная константа, учитываюдая особенности процесса " • /

Фильтрования; п -юшемапгческая вязкость поды, н /с; I. -толщина зернистого слоя загрузки, к; f -дшамическая вязкость фильтруемой воды, и/(с » м~); ао -диаметр зерен фпльтрукгей запру;?«*. м; Со - содержание взвешенных веиеств п исходной •г/т СФ -содержание взвевенных яеаеств в профильтрованной ко;:* яг/л: ар -коэффициент, учитывавший условия фильтрования сточной гк^ через зернисту» среду. 1/с; Ямин -минимальное значение пяличш» пргтяденных затрат; nw.nw.Kw -показатели степени критериев Струхаля, геометрического подобия, Реянольдса; Уз -скорость движения потока проинвйэгт води в сечении 5п, ограниченном радиусом смыва осадка, н/с. осповнпе выводы по д л с с е р т а а и и 1, одной из причин прогресс!фугжего загрязнения водоемов Украины является сброс неочетенных иди недостаточно очиаенных городских и промышленных сточных вод, в связи с этим разработка методов совершенствования и тггенсиФикашш доочисткн бпохгошчески очгаекккх сточгсгх под виляете я акту-альиой задачей.

г, Сбо5п8;:ие и анализ отшта -зкеп.г/аташгн станция до-очистки биохимически очизешшз сточных вод позволили выявить недостатки в их работе, обусловленные, в зкгчэтедькой мер», сложность» промывки фильтрующего слоя из, кварпазогэ песка и образованием грязевых бассейнов з его- толпе.

3, Осуществлен иаучлое обоснование катода доочистхи биохимически очисенных сточга« вод на Фильтрах с пдавагеен пенополистирольноа загрузкой, способных работать при естественном поступлении кислорода воздуха 8 еэ толпу:

- периодическое понижение уровня водя по высоте Филь-тг-тгего слоя ссособствгет проникновению кислорода воздуха в

- зо -

его толпу;

- наличие в толще сильтруюиего слоя биологического субстрата и кислорода воздуха образуют благоприятную среду для функционирования биоценоза в Фильтруюаен слое, оказываияего положительное влияние на эффективность работы Фильтра;

- совпадение направления движения потока промывкой воды с направлением силы тяжести откытых загрязнения снижает вероятность образования грязевых бассейнов в тоже загрузки Фильтра, способствует пойдет® эффективности его работы.

На основе изучения кшетики послойной очистки сточной води п роста потерь капора в толие Фильтрующего слоя определен паарнетры загрузки фильтра, подтверждена для Фильтров конструкция <?ПЗ возможность увеличения грязевой нагрузки и продолжительности Фнльтропикла во сравнению с аналогичными показателями для фильтров с загрузкой из кварцевого песка.

5. Рмполнен анализ и теоретическое обобщение методов прогнозирования параметров процесса доочистки сточных вод Фильтрованием, составлены критериальные уравнения работы Ф>цз, получены расчетные зависимости определения продолжительности фильтропнкла по достижению потерь капора и защитному действию загрузки.

6. Разработана математическая модель и выполнены расчеты по определению рациональных значений конструктивных н технологических параметров $пз, проведены техкнко-зконони-ческие расчета по определению области применения таких сооружений, получены зависимости для прогнозирования процесса

доочистки фильтрованием биохимически очищенных сточных вод.

»

т. разработан и исследован новый метод интенсификации процесса доочистки сточных вод Фильтрованием путем наг-нито-реагентной их предочистки. предложены новые конструкции

- ST

определены технологические параметры кагтггаых отстсляа-;»>«, способных пропускать бояьвие обьекы воды, состзпягпа хэтсв.тгкчесгеая кодель определения рапиогил?дпгх значепгл коре-.тъгагх я технологически* паракетроя работа, таких :'гтро«ств. Evi ! иатенатячеекяе заяяскиостя пая врог-аозярояаякя тезяхаогическаз парзяетроп» определена область пркненияостя яосюп техиолсггг* деечатхя сточказ под.

п. разработаны повив гк>пстр7гсшги сборно-рзспредез!ггэяь-тяк1 систен, изучены услскттт из взакяояеяствяя с загрутмдай Фильтра, исследогип пропесс ее прогалки, устгвовяепта его технологические параметры для загрузок с рлзлттегсжи зпач^йя-этв! киггсрия Архикеда, предложено теоряточсспог обсспопзяге этого иропесса я натенатяческяэ эавксякостл для прогпозпрэ-паияя зпачепия его параметров.

9. Разработаны и засигепа авторсгпэга спндетеяьстшнп ceîzs за полых копструкдил ira, топкосяойкл» отстойтяоь еегтатее 4пзьтрraspororasotm, нзгшгпше отетойтпа и сева-ратогя» конбитгропатгвз водоотаггее устройства tí сооругеяаэ, npsaaozero) гпдравязяссхяе гстройстяа для г>ив>оа8токатачесго>-го уяравяешгя рехгмаии из работа.

ÍO. стаитш аэочксгяя сгвпшя иояг вворудоязпяв» «яяь-"?г>га с плапахяса загрузкоя характекгзттса значительно «епьгает кохичестсон псяоиагателышз cocpyzercra, ; тгяяояогя-ческого оборунэваггяз, вриспособлен!^, что позЕэаягт суяус-тт«вр,о (R 1,з-?. разя» сттють затрате, екдззтэткэ г дат «да-чтеяъствсл и дксплуатасиак.

И. Результата тксаедояаяял иосжя состаикяз чаепа в J?f?. сп?П1»таг» я перчатяпяу© литературу я кспаякзо'.уалг рэдои ггрсепгкшк оргзтазаяк» яри разработка еросягтоп стактлй* roo«?««» сточзпя код а сосрггекяа гозовоеготогт оворудо-

ранных Фильтрами с плавающей загрузкой.

12. научные разработки внедрены на ряде станция до-очистки сточных вод о62eи их производительностью свыше гоо тес. к. куб. /сгт., a так se на других сооружениях водоподго-товки обсей площадью Фильтрования свете гооо н. кв. Составляется документация на реконструкцию станции доочистки суммарной производительность» 500 тыс. куб. /сутки.

13. Результаты межгосударственных испытания станции доочистки сточгмх воя г. Ровно, оборудованной Фильтрами с плавакаэй загрузкой, проведенные в 1993 г. по инициативе Негагдомствекного научного Совета Российской Академии наук и Госкомитета по вопросам архитектуры и строительства ГФ "Химическая технология прнродшга и сточных сод", подтвердили работоспособность и эффективность разработанной технологии ДООЧИСТКИ СТОЧНЫЕ вод.

Основные публикации' по теме диссертации

1. гироль H.H., гурба и. Г. Регенерация плаваксей загрузки (Глава в монографии к. г. 2урбы "Очистка воды ка зернистых фильтрах* с. 133 -153. ) Кзд. при Львовском госуниверситете, Львов, i960,

2. дов1ДШ!К по с1дьськогч>сподарськону водопостачакк» I канал! занп. Хорухкя П. Д., Орлов Б. о., ,Ткач>1: О. h., проль H.H. та Ik. Д0В1ДНИК за редакцию п. Д. xopysoro. Розд1л "Канал! заш я" шд загальнкн кер!внндтвом н. н. ri роля, е.: Урожая, 1992, 29$ci

3. справочник по инженерному оборудования сельских населенных пунктов, Зайцева к. Н., акгко г. Г., Дробшев л. в., Гироль H. Н. и др. К. : Урожай, 1991, 296с.

4. временные технические укагания на проектирование.

строительство и экспягатанш поаоопг.стнаа '-ихьтроа с шмпа-ктяй загрузкой (фпз>. кшзкнев: Тияпул, 1973, 31с.

5, зугба и. г., гироль и. н., Якшчук П. К. Екореакторн -Фильтг-i и комбиниропаккие установки с .плавасаей загрузкой.

. •тч». стоташс год. Киоинев: яолдагроиифориреклама, ! 991» С. 39-"iU

6, гкроль н, н., 5еряапкг& Я. В., саидуляк д. П. Технология осветления воды в магнитном еодо, -Доочистка сточтаг вод, 5ишшев: нолдагрсинфордаеклама, 1991, с, 72-81.

7, гироль и. а особенности работы и кэнструкровання нижней сборной слстекн фильтров с пяаваксей загругкоп. -Язз. ан нссг. сер. Физико-тезнич. и иатенаттп. кагсс. Ш, хчао,

с. s7-ö9,

з. гироль н. п., яккмчук е. н., катзр:з» s. tt. к теоретическому обосновании доочнстки бноя:сятаск» очкпэктпя:

*

сточных роя, -гидротехническое строительство. Кот. 13, Льеод, 1967, С. 63-68,

9. Гоголь Ii. к. Расчет элементов гостел сборной скстенн 4вяьтров с ллавмяав загрузкой, -кза. ДН то. Сер. <п»:«о-тзйнич. и катекатич, наук.. яз, 1950, с. «-53.

10. гнроль it. п. иетед распата <$идътроо с алавахсйЯ загрузкой. /водоскабггкие и санитарная tsshbrs. К4» 199г.

!i. syp;Vi к, г, лктЕиненко л. Д. Гироль h.h. Ёоаогкягче-нке в магнитном пола /родоснабгекке ц сапэтахтгая тезкзпса. К9, 1992.

12. гуреа н, г., Гироль н. Расчет и конструирован?« ♦ильтров с плавагаей загрузкой. зкспресс-кяФоркатг» icsirm т!кводхоза сссг. се?, з, рлш. э, п., 19Т6, с, з-is.

13. савлкя л. а. , гироль и.н. зятексификаага процессов очистки тлйкхдсодераагиа сточяья под KOxeesJnnäs зашдос-

-кожевенно-обувкая промышленность, то, J990, с. 41-45.

14. п роль П. tt Розраяунок зб1рно-розподиювальнот систем для Ф1льтр1в з плаваючии завантахсннян, -прроиел-lopauls та Ндротеш1чне буд1вництво. Вип. 3. Респусшканський м1жв1докчий науково-техшчнип зб1рник. к., 1975, с. 65-69.

15. Гкроль н. н., Сандуляк а. в., лозин и. б. и др. исследование процесса нагнито-реагентного обезхелезивания води. -Изв. вузов. Строительство и архитектура, Н5, 1990, с, 66-71,

te. sypca к, г., Гкроль н. н. Расчет многоярусных фильтров с плаваюсей загрузкой. Сб. санитарная техника, вып. XV. К. :Вуд1велыппс, .1975, с. 160-166.

17. гкроль н. В. Гидравлические закономерности процесса промывки плавающей загрузки водоочистных фильтров.-Известия вузов.-Строительство и архитектура. К9, 1978, с. 135-140.

1$. Федорец л.А.. ГИроль H.H. гидравлический расчет сборкораспределителыок систем напорных фильтров с плаватсея загрузкой. -Сб. 'Новое в технике и технологии полива*, шш гкн, н.: вып. и, 1978.

19. Гироль h.H. исследования таиеп сборно-распредели-тепьной системы водоочисткьк фильтров с плавасаей загрузкой, -гидромелиорация и пиротехническое строительство. ВЫП. 16. Львов, t988, с. 85-89,

?.0. ГИРОЛЬ h.h. АВТ. с вид. К1517976 (СССР). ФИЛЬТР ДЛЯ очистки жидкостей, опубл. в Б. и. 1989, R"tö.

21. курса н. г,, Гироль H.H., Бондаренко Г, А. и др. Авт. с вид. £644023 (ссср). фильтр д«я очистки воды. 0пу6л. в б. в. 1981, К25.

»

гг. Ковалев В. В., судварг я. п., зсурба К. г;, гкроль н. н. авт. свид. i:iU9965 <ссср>. Аппарат для электрохимической' очистки ст0чны2 '¿од. 0пу6л. в в. и. 1964, 1159.

?.3. ГИРОЛЬ 1Г.Н,- АВТ. свид. »1248667 (СССР). ГИДРОШПС-лон. опусл. вн. я. 1986, кг9.

?4. ГИРО. .Н. Н. , СЛбЛИЯ Л. А. АВТ. СПИД. Я1350177 {СССР}. полочный ОТСТОЙНИК. 0ПУ6Я. В В. И. 1488, иг.

г 5. сандуляк А. В., лозин и. к., гирольн. н., и др. Авт. свид. ntwinso (СССР). Установка для иагпитодинанической C4KC1V,;- г я, овувя. вв. и. 1990, язг.

гб. сандуля:« д. , взжакский а, П., Лозин Я. Е. лит-виненко. л. Л, гирольн. Н. азт. спад. Ш637833 <ссср>, способ очистки жидкости. 0П76Л. В В. И. 1991, !И2.

?.7. Гироль н. н., Якшгчтк Б. Н.. ХУРба It. г, авт. свид. Hl733046 (СССР). фильтр для очистки хидкостей. "ГКДРОРОбОТ* опубл. В Б. И. 1992, Н18.

гв, Гироль н. н., зурба и. г., литвинекко л. л, и др. авт.

свид. Я1810303, (СРСР), ЭЛ«>!строкоагулятоР ДНЯ оч!?стки 2ЭТД-, костей. опубл. в К. И. 1993, П15.

■ 29. гироль н. и., якикчук в. в.. гурба п. г., я яр. авт. свид. я1816476, (срср), фильтр для очистки кидкостеп. Опубл. в в. и hl9. 1993.

30. кирович л. а , гурба н. г., ор/изе а. а. , гкроль и. а Опыт очистки стс лис воя предприятия Полдвгагарона на ¡фильтрах с плавагсея загрузкой, //Экспресс-инфориапия. Кишинев: иолдншгги, 1979, нс.

31. технические рекомендации на проегггкрованиг, строительство я эксаяуатагоэ гндроавтокатическкг «ямьтроо с яла-заадея загрузкой для, доочистки сточныя под. Кизикев. таихивр. 1986, tac.

Анаотая я

гироль н. и. ЯнтекснФикаггпя процесса доочксткя стечиих ' год Фильтровагкен.

- м -

Диссертация на соискание ученой степени, доктора технических нале во специальности 05. гз. 04 -водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов, Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры. г. Харьков, 1994.

Диссертация содержит теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение возможности применения фильтров с плавающей пенополистирольной загрузкой для доочистки биохимически очищенных сточных вод населенных пунктов и промышленных предприятий. Приведены результаты разработки нового метода интенсификации процесса доочистки сточных вод путей их предварительной иагнито-реагентной очистки. Результаты исследований подтверждены данными промышленных наблюдений за работой новых технических решения, находящихся продолжительное врекя (5-ю лет) в эксплуатации на to станциях доочистки сточных вод. На зашит выносятся 90 научных работ, в том числе 36 авторских свидетельств на изобретение. В работе приводятся сведения об эффективности к рациональных значениях границ применимости исследованных технических решений.

Annotation

К. н. Girol -intensification of tne further waste water cleaning process br filtration*

Tnesls for the technical science doctor's degree competition on the speciality 05. f.3.04 -water-supply, sewerage, constructional systems -for water resource protection, Kharkov state Technical University of construction and Architecture, Ю1ЭГК07. 1994.,

The tbasis contains theoretical basis and experimental confirmation for the possibility to appir the filters with a

fioatinR foam polystyrene load for tЫ further cjeanms of biochemically cleaned waste waters of settleraenta and industrial enterprises. The <Jevelora?nt results of the new investlsat ion process ©ethod for lbs further waste water ?ic:.ti:..-5 to? the war of their preliminary na<meto-reanent cieaninn are .^«rested.

The test results are corroborated by the available data of industrial observation fcr th5 operation of new technical designs, ьетя expioitated for a long time (3-10 rears) of Ю stations for further cleanms of waste waters 90 scientific worKs mcludlns 39 Inventore* Certificates are suborned for defence.

The information about efficiency and rational application unit values of the investigated technical designs is ilven in this vorK.

Ключов! слова: доочистка ст!чши боя, 1 птенец-}!кац!я продесу доочкеткц emmta вод, 41льтрупалш1 сооруди, «ильт-рн э плаваючта зазантахеняян, станци доочпетга; елчшп вод, иагшто-роагептиз очистка, кагшта! шдеттвет.!.

Щдписан» д» друку "¿3. Х(1,9Ц. Фермат 60x84 О 1Л6 Обсяг-/5?др.ар> Занавлення 289 Тираж /ЗО принХрь Р1 вне,"л 1БГ, Свбрна, II