автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Повышение эффективности процессов очистки сточных вод на базе мембранных аэраторов

На правах рукописи

СМОЛЯНИЧЕНКО АЛЛА СЕРГЕЕВНА

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НА БАЗЕ МЕМБРАННЫХ АЭРАТОРОВ

1

05.23.04 Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2011

1 2 МАЙ 2011

4845983

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет».

Научный руководитель СЕРПОКРЫЛОВ

доктор технических наук, профессор НИКОЛАЙ СЕРГЕЕВИЧ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

КИЧИГИН

ВИКТОР ИВАНОВИЧ ГОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно -строительный университет»

кандидат технических наук, профессор ДОСКИНА

ЭЛЬВИРА ПАВЛОВНА ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно -строительный университет»

Ведущая организация гоу впо «Южно-Российский

Государственный технический университет» (Новочеркасский политехнический институт)

Защита состоится 27 мая 2011г. в 15— на заседании диссертационного совета ДМ 212.026.05 при ГОУ ВПО Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1, ауд. Б-203.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан 27 апреля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Юрьев Ю.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время (и в видимой перспективе) основную функцию в процессах очистки сточных вод от органических и биогенных загрязнений выполняют искусственные биологические сооружения, в большей степени аэротенки различных технологических и конструктивных решений, оборудованные разнообразными системами аэрации. Согласно экспертным оценкам, от 60 до 90 % эксплуатационных затрат очистных станций обусловлено расходами на аэрацию иловой смеси в аэротенках.

В последнее десятилетие в связи с появлением и использованием новых материалов и оборудования (преимущественно зарубежного производства) для диспергирования воздуха повышены надежность и энергетические показатели известных конструкций аэраторов, но не исключены в полной мере имеющиеся у них недостатки.

В то же время многим типам пневматических мелкопузырчатых аэраторов свойственны кольматация пор - засорение, увеличение сопротивления выходу воздуха и соответственно рост давления в системе, необходимого для диспергирования одного и того же количества воздуха.

Особую сложность для эксплуатации представляет периодическое отключение электроэнергии и как следствие прекращение аэрации. Восстановление поврежденных аэраторов требует опорожнения аэротенков. В итоге все это приводит к существенным экономическим и временным затратам, характерным показателем которых является энергосбережение. Постановления Правительства РФ указывают, что в течение ближайших 3-4 лет количество потребляемой абонентами электроэнергии по сравнению с настоящим периодом удвоится, а ее стоимость будет сравнима с мировыми ценами. К тому же введение платы за установленную электрическую мощность направлено на использование обоснованного, а не завышенного электрооборудования.

Поэтому внедрение в России нового класса энергосберегающих мембранных аэраторов следует концепции энергосбережения.

Имеется, к сожалению, преимущественно зарубежный достаточно длительный и эффективный опыт использования мембранных аэраторов в биологической очистке сточных вод. При этом для флотации и/или смешения мембранные аэраторы не применялись ни за рубежом, ни в России.

К тому же литературные данные по зарубежным мембранным аэраторам касаются их применения в аэротенках при высоте слоя жидкости более 3,6 м. В российской практике высота слоя иловой смеси в аэрационных сооружениях может быть меньше 3,6 м: например, в транспортносовместимых блочно-модульных сооружениях - 2,8 м. Массообменных характеристик от зарубежных разработчиков и производителей мембранных аэраторов для таких высот аэрируемой жидкости не имеется и их надо определять впервые.

Изложенное определяет актуальность работы и требует проведения как теоретических, так и экспериментальных исследований.

Цель работы - повышение эффективности процессов очистки сточных вод на базе применения энергосберегающих мембранных аэраторов при различных условиях эксплуатации систем аэрации.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение ряда взаимосвязанных задач:

- уточнение систематического положения мембранных аэраторов в известных классификациях аэрационных систем;

- исследование массообменных и энергетических характеристик для аэраторов ряда производителей и получение их расчетных зависимостей;

- проведение сравнительного анализа эксплуатационных показателей различных типов аэраторов при очистке сточных вод и разработка методики их выбора;

- изучение способов оптимизации аэрационного процесса по удельным энергозатратам с применением различных носителей, импульсной аэрации, перемешивания;

- определение степени регенерации мембранных аэраторов и их массообменных характеристик после различных периодов и условий эксплуатации.

Основная идея работы состоит в установлении массообменных характеристик различных типов аэраторов, в разработке методики их выбора и расчета, что обеспечивает повышение эффективности и энергосбережения аэрационного процесса при очистке сточных вод с применением мембранных аэраторов в расширенном диапазоне высот слоя аэрируемой жидкости, в т. ч. и с твердыми носителями, являющимися активными окислителями биозагрязнений.

Методы исследований включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, моделирование изучаемых процессов на испытательных установках, оснащенных контрольно-измерительными приборами. Оптические, физико-химические и биохимические методы анализа сточных вод и водопроводной воды лабораторных, полупроизводственных и производственных установок. Обработку экспериментальных данных вели методами математической статистики и корреляционного анализа.

Достоверность обоснована применением классических положений теоретического анализа, моделированием изучаемых процессов, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в опытно-промышленных и промышленных условиях с расчетными зависимостями в пределах максимальной погрешности Д=±10% при доверительной вероятности 0,95.

Научная новизна работы

произведена оценка аэрационного процесса по параметрам, применяемым в зарубежной практике, а также проведена их адаптация к показателям, принятым в отечественной научной и технической литературе;

- обоснованы теоретически и подтверждены экспериментально высокие массообменные характеристики мембранных аэраторов и предложены методики их выбора и расчета при высоте обрабатываемой жидкости до 4 м;

- получены расчетные зависимости для описания массообменных процессов при очистке сточных вод с применением мембранных аэраторов при различных высотах слоя воды;

- дополнена классификация пневматических аэрационных систем на основании последних разработок конструкций аэраторов и исследований механизма протекающих процессов при их эксплуатации.

Практическое значение полученных результатов

- подтверждено эмпирическим путем преимущество мембранных аэраторов перед другими типами аэраторов, в том числе при различных высотах слоя воды;

- предложена методика повышения эффективности аэрационного процесса на основе сорбционной технологии, позволяющая значительно сократить потребление электроэнергии;

- предложено конструктивное решение раскладки мембранных аэрационных систем в очистных сооружениях, позволяющее оптимально производить насыщение кислородом слой сточной жидкости без образования застойных зон.

Реализация результатов работы

- рекомендации диссертационной работы использованы в проектах институтов ОАО «Институт «Ростовский Водоканалпроект», ООО «СевероКавказский Гипрокоммунводоканал», ОАО «ЛУКОЙЛ-Ростовнефтехимпроект», ООО «Гипрошахт», г. Ростов-на-Дону;

- использованы ООО «Акватрат», г. Ростов-на-Дону, в конструировании, изготовлении и эксплуатации блочно-модульных установок по биохимической очистке хозяйственно-бытовых и некоторых типов производственных сточных вод, при физико-химической очистке ряда предприятий пищевой,

нефтехимической и перерабатывающей промышленности (всего - более 20 объектов от Сахалина до Норильска);

- внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет».

На защиту выносятся следующие основные положения:

- способность к захлопыванию отверстий мембранных аэраторов при отключении электроэнергии позволяет дополнить данным признаком существующую классификацию аэрационных систем;

применение мембранных аэраторов значительно повышает эффективность аэрационного процесса и снижения энергопотребления до 60 % при очистке различных категорий сточных вод;

- увеличение эффективности аэрационного процесса с мембранными аэраторами до 25 % достигается применением сорбционной технологии, основанной на применении сорбирующих материалов;

- не обнаружен стабильный положительный эффект энергосбережения в импульсном режиме работы мембранных аэраторов;

- после годичного срока эксплуатации показатели массообмена мембранных аэраторов снижаются не более чем на 15 %;

методика выбора различных типов аэраторов на основе ранжировочного ряда и/или эквивалентных процентов позволяет определить требуемый тип мембранных аэраторов в зависимости от исходных условий.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на Международной научно-практической конференции института инженерно-экологических систем РГСУ (Ростов-на-Дону, 2008-2011 гг.), «Техновод» (Казань, 2005 г., Калуга, 2008 г.), «Экологическая безопасность городов юга России и рациональное природопользование» (Ростов-на-Дону, 2004, 2006 г.), «Яковлевские чтения» (Новочеркасск, 2008 г., Москва, 2009 г.).

Публикации. По результатам работы опубликованы 10 печатных работ, в том числе: 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 - патент РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов. Работа изложена на 152 страницах печатного текста, включает 54 рисунка, 29 таблиц и 3 приложения. Список литературы представлен 112 источниками.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, приведены положения научной новизны и практической значимости полученных результатов. Представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации проведен обзор существующих технологических параметров, позволяющих произвести оценку аэрационных систем: объемный коэффициент массопередачи ку, [ч*1], окислительная способность аэратора ОС [02г/ м3*ч], эффективность аэрации Е [02кг/(кВтч)], а также поверхность контакта газовой и жидкостной фаз при барботажной аэрации Scp [м2].

Проанализирована существующая классификация пневматических аэраторов с позиций энергосбережения, дополненная по результатам исследований признаком захлопывания отверстий мембранных аэраторов.

Проведена обзорная оценка эксплуатационных характеристик и технологических параметров мембранных аэраторов, в том числе и на примере аэраторов Rehau Raubioxon. При этом представлены характеристики аэраторов Экополимер, относящихся к типу среднепузырчатых.

Отмечена перспективность развития сорбционной технологии как одного из способов интенсификации процесса аэрации с применением различных сорбентов, в т. ч. шунгита, цеолита, клиноптилолита. Проведен литературный обзор качественного состава данных минералов для более полного представления механизма протекания физико-химических реакций в процессе аэрации.

Во второй главе рассмотрен механизм протекания массообменных процессов при аэрации.

В зарубежной литературе критериями их оценки являются SOTE-, а - , F-факторы, входящие и в отечественную практику. Стандартная эффективность массопереноса кислорода SOTE (Standart oxygen transfer efficiency) определяется как (% растворенного кислорода):

sote=sotr.w т

Qair-J02

где SOTR (Standart oxygen transfer rate) - окислительная способность, кг/ч-м3; W - объем сосуда, м3; Qair - расход воздуха, л/мин; ./0, - содержание кислорода в воздухе, мг/л. Для учета глубины аэратора определяется SOTEh

soteh = , (2)

h а

где х - показатель степени зависимости SOTE от ha, ha - высота слоя жидкости.

Таким образом устанавливаются два общепринятых коэффициента: a-фактор и /^-фактор (по зарубежной терминологии). Первый фактор отображает переход от условий массопереноса в чистой воде к условиям процесса в иловой смеси

где (Ki-á)uc относится к иловой смеси, а (KL-a)4e - к чистой воде.

(3)

Фактор Б (4)

где (Кса)э относится к аэраторам, находящимся в эксплуатации, а -

к новым аэраторам, где Кь — коэффициент массопереноса, определяемый экспериментально для каждой из сред, а - площадь поверхности контакта газовой и жидкостной фаз, определяемая по расчету. Очень часто оба параметра сводят воедино в виде а-Р, обобщая свойства сточных вод и поведение аэраторов по мере их засорения.

В третьей главе приведены методики и модельные установки лабораторных исследований. Массообменные характеристики аэрационного процесса определяли по методике переменного дефицита кислорода.

Экспериментальное определение параметров мембранных аэраторов проводили на установке, смонтированной в здании участка обезвоживания осадка на ОСК микрорайона Военвед в г. Ростове-на-Дону (рис.1).

Рис. 1 Технологическая схема экспериментальной установки

1 - стеклянный резервуар 1500x500x500(11); 2 - распределительная система подачи воздуха; 3 - аэратор; 4 - газовый счетчик; 5 - вентиль; 6 - воздуходувка; 7 - вентиль, 8 - термометр, 9 - кислородомер

В исследованиях использованы аэраторы различных производителей: ЫаиЬюхоп фирмы ИЕНАи, Экополимер, БоПех, Водные энергии, перфорированная труба, труба с перфорацией и покрытая сеткой, тканевый. Подача воздуха осуществлялась с характеристиками: С>возд.макс=130 л/мин, давлением Р=19,6 кПа= 1,96 м вод.ст. и мощностью 160 Вт. В реальных условиях действующих очистных сооружений сточных вод мкр «Военвед» г. Ростова н/Д определяли показатели процесса массопередачи: в установку, представляющую собой пластмассовую трубу с1внутр= 540 мм высотой Ь=4,0 м с точками отбора проб на высотах 0,3-3,6 м через каждые 0,5 м, подавалась смесь исходных сточных вод, прошедших решетки, песколовки, и циркулирующей жидкости с биомассой из нитрификатора. В модели был установлен аэратор 11аиЬюхоп длиной 750 мм. Измерения проводились с помощью кислородомера. Для сравнения режима работы

экспериментальной установки параллельно вели выборочный контроль

сточных вод и ила аэрационного бассейна очистных сооружений

Таблица 1 - Технологические параметры исследованных аэраторов

Тип аэратора длиной 0,75 м Показатели аэраторов при расходах воздуха, м^/ч на погонный метр, и высоте слоя воды 0.45 м

кут, ч"1 КПД,% Окислительная способность, кг/ч-м3 Эффективность аэрации, 02Кг/(кВт-ч)

1,8 3,9 7,8 1,8 3,9 7,8 1,8 3,9 7,8 1,8 3,9 7,8

ЯеЬаи 3,95 19,24 34,4 5,56 5,2 4.36 0,27 2,97 5,67 0,93 5,11 10,6

Перфорированный 1,22 2,92 4,61 2,13 0,99 0,99 0,05 0,18 0,31 0,10 0,36 0,61

Сетчатый 1,12 2,68 4,24 1,86 0,93 0,83 0,04 0,14 0,22 0,08 0,26 0,43

Водные энергии 9,89 20,85 32,0 5,55 5,26 4,36 0,5 3,09 5,67 0,93 5,22 10,6

Фортекс 4,53 10,27 15,4 2,71 2,94 2,08 0,39 0,85 1,31 0,24 2,2 2,45

Тканевый - 2,51 3,37 - 1,32 1,35 - 0,01 0,01 - 0,01 0,01

Экополимер 1,75 5,0 7,58 3,72 1,18 2,0 0,10 0,12 0,44 0,20 0,23 0,80

В четвертой главе приведены и обсуждены результаты экспериментального определения технологических параметров аэрационного процесса в лабораторных и производственных условиях: объемный коэффициент массопередачи, окислительная способность, эффективность аэрации, КПД на мембранных аэраторах КеЬаи 11аиЫохог), БоЛех, Водные энергии, среднепузырчатом аэраторе Экополимер, перфорированном аэраторе, перфорированном с сетчатым покрытием, тканевом аэраторах (рис. 2, 3). Установлено, что пузырьки воздуха (с! = 0,5 — 1,5 мм) от мембранных аэраторов поднимаются равномерно, без коалесценции, с расширяющимся углом конуса около 9°, что определяет условия размещения аэраторов в плане резервуара.

Выявлено существенное (до 20 раз) преимущество мембранных аэраторов по сравнению с другими типами в исследованном диапазоне расхода воздуха по основным технологическим параметрам процесса. При этом вследствие малых размеров пузырей воздуха увеличивается количество растворенного кислорода при затратах 1 кВт-ч электроэнергии и сокращается длительность процесса окисления (рис. 2,3) в 1,8 - 3 раза.

Зарубежные производители дают рекомендации по применению мембранных аэраторов при высоте слоя жидкости 4 м и более. Для российской

практики биологической очистки сточных вод, особенно для установок

♦

заводского изготовления, перевозимых в контейнерах высотой 2,8 м, во многих случаях высота слоя воды в аэротенке составляет 2,5 - 3,6 м. Экспериментально установлены зависимости для расчета технологических параметров аэраторов 11аиЬюхоп от высоты слоя жидкости (рис. 3).

400 600 800 1000 Время ^ сек

- ГЧЕНА11 Р?аиЬюхоп 1_=0.75м

- Перфорированный 1.=0,75м

-ЭКОПОЛИМЕР |_=0,87м

- РоЛех

-Водные энергии 1_=0,75м

-Тканевый 1_-0,75м

-Перфорированный с сетчатым покрытием

Рис. 2. Показатели насыщения кислородом обескислороженной воды при расходе воздуха 3,9 м3/ч на погонный метр.

С О 1 2 3 4 5

глубина погружения аэраторов, м

Рис. 3. Зависимость технологических параметров аэраторов КаиЬюхоп от высоты слоя жидкости: 1 - коэффициент массообмена; 2 - КПД; 3 -окислительная способность; 4 - эффективность аэрации.

Зависимости для расчета технологических параметров аэраторов 11аиЬюхоп, устанавливаемых на глубине 1,8 - 3,6 м при расходе воздуха 4-8 м3/ч на 1 п. м:

- коэффициент массообмена, ч"1: у(Ку1) = 5,33х + 15,95, (К2 = 0,93); (5)

- КПД, %: у(КПД) = 6,89х - 2,90, (Л2 = 0,98) (6)

- окислительная способность, кг/ч-м3: у(ОС) = - 0,1х +6,19, (Я2 = 0,95) (7)

- эффективность аэрации, кг02/(кВт-ч: у(Э) = 0,86х + 2,37, (Я2 = 0,78) (8)

Расхождение между расчетными по (5) - (8) значениями технологических

параметров мембранных аэраторов К.аиЬюхоп и фактическими не превышают 5 %, что дает основание рекомендовать зависимости к применению в отечественной практике.

Изучен (табл. 2) после эксплуатации флотаторов с аэраторами 11аиЬюхоп в течение 3 месяцев при очистке нефтесодержащих сточных водах (г. Усинск) и в течение 1 года - жиро содержащих ОАО «Юг Руси» (г. Ростов-на-Дону), при биологической очистке хозбытовых сточных вод на очистной установке производительностью 25 м3/сут (г. Каменск-Шахтинский), реализованные по нашим рекомендациям.

Таблица 2 - Коэффициент К,,., аэраторов ЯаиЫохоп до и после эксплуатации

Срок эксплуатации, месяц, / сточные воды Расход воздуха <3, м7ч

1,8 3,9 7,8

К* п.м / % от нового аэратора фактор К„ п.м / % от нового аэратора 0(10- фактор Ку,п.м/% от нового аэратора аСО фактор

0 10,43/100 - 16,44/100 - 20,03/. 100 -

3 / нефтесодержащие 9,00/ 86,3 0,66 14,86/90,4 0,69 18,55/ 92,6 0,79

12 / жиросодержащие 4,41/ 42,3 0,32 5,59/ 34,0 0,26 10,15/ 50,7 0,43

12 / хозбытовые 9,54/91,5 0,70 . 15,12/92,0 0,71 18,80/93,9 0,81

Высокие показатели массообмена и способность к захлопыванию отверстий мембранных аэраторов при отключении электроэнергии позволяют применять их, например, в биореакторах последовательного действия, практически неизвестных в отечественной практике.

Экспериментально исследован процесс массообмена в режиме сорбционной технологии с твердыми носителями: шунгит, клиноптилолит, катализатор АЦМ, ерш, активированный уголь, песок (рис.4).

Из анализа результатов исследований следует, что внесение шунгита в качестве загрузки увеличивает эффективность массообмена кислорода в процессе аэрации и уменьшает значение а-фактора, снижая тем самым энергоемкость процесса (до 26 %). Песок и активированный уголь, напротив, сокращают эффективность процесса массообмена на 21 и 54 %.

□ 3

Клиноптило- Цеолит Катализатор Ерш Без загрузки

лит АЦМ

Рис. 4 Технологические параметры аэратора Raubioxon (L=1,0 м, t=20 °С, Нводы = 0,45 м, Q ВоздуХ =7,8 м3/ч) в сочетании с носителями: 1 - Kvt, 2 - ОС, 3-ЭА.

В промышленных условиях подтверждено повышение эффективности биологической очистки с твердым носителем на очистных сооружениях санатория «Марциальные воды» (Карелия) - на установке КУ-200 в 2009 г., на которые поступают сточные воды с шунгитом (после смыва аппликаций) в концентрации 1 - 1,2 г/л (таблица 3).

Присутствие шунгита увеличивает окислительную способность биологической очистки по азоту аммонийному в условиях дефицита субстрата (по БПК5). Для предотвращения поверхностного истирания мембранных аэраторов шунгит рекомендуется размещать в кассетах.

В направлении сокращения энергозатрат процесса исследована аэрация в импульсном режиме путем дискретной подачи воздуха в соотношениях: 1:1 (1 с с аэрацией, 1 с - без аэрации), (5:5, 10:10 соответственно). Установлено, что значения технологических параметров снижаются на 50 - 60 %, из чего

сделан вывод о неэффективности применения импульсного режима уменьшения энергопотребления.

Таблица 3 - Среднемесячные показатели очистки сточных вод санатория «Марциальные воды» (Карелия), мг/л (без доочистки)

Наименование показателя Июнь Июль Август

Вход Выход . Вход Выход Вход Выход

Азот нитритов 0,25 0,05 0,28 0,03 0,19 0,06

Азот нитратов 0,14 21,82 0,1 39,4 2,7 36,6

Азот 33,86 4,05 55,8 2,23 52,1 2,48

Взв. вещ-ва 60,05 27,5 147,5 35,5 179 6,5

БПК5 50 6,65 101,4 7,05 87,75 5,85

ХПК 88.5 27.2 127,6 31,9 160,6 16,0

В пятой главе на основе результатов экспериментальных исследований и метода сравнительной аналогии обоснована методика выбора аэрадионных систем по ранжированию (таблицы 3,4).

Ранжирование с целью выбора аэраторов для процесса рекомендуется выполнять по одному из 3 вариантов: 1 - для получения принципиальной оценки различных типов аэраторов (по сумме баллов); 2 - для оценки технологических параметров аэраторов (по произведению значений параметров); 3 - для сравнительного выбора аэраторов (по эквивалентным процентам рабочих параметров).

По 1 варианту - каждому из сравниваемых п типов аэраторов (в ряду ОС, Е, Ку) присваивается балл от 1 до п, от максимального до минимального значений. Далее по строкам типа аэраторов баллы суммируются, и каждой позиции присваивается определенный ранг (1 - минимальный, лучший, п - максимальный, худший). При расчете произведений баллов показателей (вариант 2) первое место в ранге получает максимальное значение (таблица 4).

Технический выбор аэраторов для последующего экономического сравнения (вариант 2) ведется в ряду ОС, Е, К„ при этом максимальному значению параметра присваивается 100 %, а последующим - рассчитывается удельный процент (таблица 4). Далее по строкам проценты суммируются и

максимальный принимается за 100 %, а последующие - вычисляются, на

основе чего получаем ранжировочный ряд.

Таблица 4 - Ранжирование систем аэрации по балльной системе технологических параметров

Типы аэраторов ОС, 02кг / м3-ч /(балл) Е, 02кг/ кВт/ ч / (балл) / (балл) Сумма (ОС + Е+Ку) Ранг по сумм Произвел ение (ОС х Е х Ку) Ранг по произв

Различные системы аэрации

Пневматические 0,098 (3) 1,4(3) 4,2(3) 9 3 0,58 3

Механические 0,143 (2) 2,75 (1) 5,1(2) 5 2 2 1

Пневмо-механические 0,145(1) 1,7 (2) 7(1) 4 1 1,7 3 2

Эжекторные 0,095 (4) 0,5 (5) 3,75 (4) 13 4 0,18 5

Эрлифтные 0,048 (5) 1,3 (4) 3,5 (5) 14 5 0,22 4

Некоторые аэраторы при Нводы = 0,45 м

НаиЫохоп 2,97 (2) 5,11(2) 19,24 6 2 292 2

Перфорированный 0,182(4) 0,36 (4) 2,92 (5) 12 4 0,2 4 ■

Сетчатый 0,14(5) 0,26 (5) 2,68 (6) 15 5 0,1 6

Водные энергии 3,09 (1) 5,22 (1) 20,85 3 1 336,3 1

Фортекс 0,85 (3) 2,2(3) 10,27 9 3 19 3

Тканевый 0,01 (7) 0,019(7) 2,51 (7) 18 7 0,001 7

Экополимер 0,109 (6) 0,205 (6) 5,0 (4) 16 6 0,11 5

Ранжирование систем аэрации по эквивалентным процентам (таблица 5) позволило установить, что близкие по эффективности обобщенные показатели имеют механические (100 %) и пневмо-механические (96,4 %) системы аэрации, а среди аэраторов лидирующие позиции занимают мембранные аэраторы Водные энергии (100 %) и 11аиЫохоп (95,4 %).

Проанализированы затраты жизненного цикла двух вариантов строительства очистных сооружений хозяйственно-бытовых сточных вод производительностью 12 000 м3/сут (г. Зверево, Ростовской обл.): 1 - при использовании в качестве системы аэрации мелкопузырчатых мембранных аэраторов 11аиЬюхоп, ФРГ; 2 - трубчатых пневматических аэраторов Экополимер. Затраты по первому варианту равны 85 357,3 тыс. руб., по второму - 99 307,3 тыс. руб. при значении жизненного цикла - 8 лет. Анализ результатов показывает, что система аэрации из мелкопузырчатых

мембранных аэраторов 11аиЫохоп эффективней Экополимер в 1,2 раза, что и обусловило ее выбор для практической реализации.

Таблица 5 - Ранжирование систем аэрации по эквивалентным процентам

Типы аэраторов ОС, 02кг/ (мЧ Е, 02кг/ (кВт/ ч) Ку, ч"1 (ОС + Е +К„), % Ранг, % Ранг

Различные системы аэрации

Пневматические 0,098 67,6 М 50,9 42. 60 178,5 65,7 3

Механические 0,143 98,6 2,75 100 и. 72,9 271,5 100 1

Пневмо-механические 0,145 100 и. 61,8 7 100 261,8 96,4 2

Эжекторные 0,095 53,6 м 18,2 3,75 53,6 137,3 50,6 4

Эрлифтные 0,048 33,1 1А 47,3 3^5 50 130,4 48,0 5

Некоторые аэраторы при Нводы = 0,45 м

К.аиЬюхоп 2.97 96,1 5,11 97,9 19,24 92,3 296,2 95,4 2

Перфорированный 0,182 5,8 0.36 6,5 2,92 14,0 26,3 8,8 5

Сетчатый 0.14 4,5 0,26 5,0 2,68 12,9 22,4 7,5 6

Водные энергии 3.09 100 5,22 100 20,85 100 300 100 1

Фортекс 0.85 27,5 %2, 42,1 10,27 49,3 118,9 39,6 3

Тканевый. до 0.01 0,3 0,019 0,04 2,51 12,0 12,34 4,1 7

Экополимер 0,109 3,53 0,205 3,93 м 23,98 31,44 10,98 4

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Дополнена классификация пневматических аэраторов в связи с появлением в водоочистной практике мембранных мелкодисперсных аэраторов нового поколения, обладающих способностью к захлопыванию отверстий при отключении электроэнергии.

2. Получены расчетные зависимости для описания массообменных процессов при очистке сточных вод с применением мембранных аэраторов для диапазона высот слоя жидкости 1,8 - 3,6 м.

3. Обоснованы теоретически и получены экспериментально массообменные показатели мембранных аэраторов, расширена область их технологического применения, в т. ч. и при флотации; предложены методики их выбора и расчета.

4. Установлена способность к регенерации мембранных аэраторов после длительного периода очистки сточных вод: после годичного срока эксплуатации показатели массообмена аэраторов снижаются не более чем на 15 %.

5. Предложена методика повышения эффективности аэрационного процесса с мембранными аэраторами с использованием носителя из шунгита, что позволяет сократить потребление электроэнергии до 25 %.

6. Обосновано инженерное решение раскладки мембранных аэраторов в сооружениях, исходя из угла конуса подъема пузырьков воздуха без образования застойных зон.

7. Проведено ранжирование различных систем аэрации по технологическим параметрам, на основе которого наиболее перспективно применение мембранных аэраторов.

8. Несмотря на более высокую стоимость мембранных аэраторов затраты

жизненного цикла при биологической очистке вод (по критерию ЬСС) с

*

аэраторами К.аиЫохоп эффективней более дешевых Экополимер в 1,2 раза.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

Публикации в ведущих рецензируемых научно-технических журналах и изданиях, определенных ВАК России 1. Смоляниченко А.С. Снижение энергопотребления систем аэрации сточных вод. / Н.С. Серпокрылов, А. С. Смоляниченко // Вестник Томск, гос. арх.-строит. ун-та. Сер.: Строительство и архитектура. - Томск: ТГАСУ:- 2010. -Вып. № 3. - С. 192-199.

2. Смоляниченко A.C. Комплексная сравнительная оценка аэраторов. / Н.С. Серпокрылов, А. С. Смоляниченко, И.И. Лесников // Вестник Самар. арх.-строит. ун-та. Сер.: Строительство и архитектура. - 2009. - № 4. - С. 47 - 56.

Патенты РФ на изобретения и полезные модели

3. Смоляниченко A.C. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке 2010152102/20(075373) от 20.12.2010 «Способ повышения эффективности аэрационной очистки сточных вод» / Серпокрылов Н.С., Смоляниченко А. С.

Отраслевые издания и материалы конференций

4. Смоляниченко A.C. Сравнительная оценка критериев выбора оптимальных технологий / A.C. Смоляниченко, А.6. Алешин, Н.С. Серпокрылов // Строительство - 2011: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Ростов н/Д: РГСУ, 2011. - С. 37 - 40.

5. Смоляниченко A.C. Сравнительная оценка аэраторов по обобщенному критерию / Н.С. Серпокрылов, А. С. Смоляниченко, И.И. Лесников // Вода -Магазин. -2010. - №10. - С. 48 - 51.

6. Смоляниченко A.C. Оценка эффективности процесса аэрации при биологической очистке сточных вод // Строительство-2010: материалы Междунар. науч.- практ. конф. - Ростов н/Д: РГСУ, 2010. - С. 32 - 35.

7. Смоляниченко A.C. Очистка жиросодержащих сточных вод отходом производства ацетилена / Н.С. Серпокрылов, A.C. Смоляниченко, И. И. Лесников // Технология очистки воды «Техновод - 2009»: Материалы 5 Междунар. научн.- практ. конф. (Кисловодск ,6-10 октября 2009 г.) / ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: НПО «Лик», 2009, С. 172. - 175.

8. Смоляниченко A.C. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Производство пусконаладочных работ» [Текст] / Н.С. Серпокрылов, A.C. Смоляниченко, И.В. Климухин. - Ростов н/Д: РГСУ, 2008,23 с.

9. Смоляниченко A.C. Экспериментально-теоретическое исследование рабочих параметров аэраторов RAUBIOXON фирмы REHAU / Н.С. Серпокрылов, И.В. Климухин, И.Н. Павлюк, A.C. Смоляниченко // Отчет

по НИОКР Рехау. - Ростов н/Д, 2007. - 88 с.

10. Смоляниченко A.C. Сравнительная оценка технологических параметров некоторых аэраторов / Н.С. Серпокрылов, И.В. Климухин, И.Н. Павлюк, A.C. Смоляниченко, И. И. Лесников // Вода: технология и экология. - 2007. -№4.-С.21-29.

Подписано в печать 25.04.2011г. Формат 60 х 84 /16. Бумага писчая. Ризограф. Уч.-изд. л. 1,2. Тираж 100 экз. Заказ № 136. Редакционно-издательский центр Ростовского государственного строительного университета 344022, г. Ростов-на-Дону, ул.Социалистическая, '162

Введение.

1. Системы аэрации в очистке сточных вод.

1.1. Режимы барботажной аэрации.

1.2. Поверхность контакта газовой и жидкостной фаз.

1.3. Объемный коэффициент массопередачи.

1.4. Классификация пневматических аэраторов.

1.4.1. Типы пневматических аэраторов.

1.4.2. Аэраторы тонкого диспергирования.

1.4.3. Обзорная оценка эксплуатационных характеристик мембранных аэраторов RAUBIOXON фирмы Rehau.

1.4.4. Эксплуатационная характеристика мелкопузырчатых мембранных аэраторов фирмы FORTEX, представленная фирмой-изготовителем.

1.4.5. Средне- и крупнопузырчатые аэраторы. Характеристика аэраторов ЭКОПОЛИМЕР, представленная фирмой изготовителем.

1.5. Сорбционная технология как один из способов интенсификации процесса аэрирования.

Выводы по первой главе и постановка задач исследований.

2. Теория и эколого-экономическая оценка процессов аэрации.

2.1 Механизм протекания массообменных процессов.

2.1.1. Образование капель и пузырей при истечении диспергируемой среды из одиночных отверстий и сопел.

2.2. Критерии оценки массообменных процессов

SOTE-, а - , F-факторы).

Выводы по второй главе

3. Материалы и методы исследований эффективности аэрационного процесса.

3.1.Методика переменного дефицита кислорода.

3.2. Описание схем экспериментальных установок при исследовании аэраторов различных производителей.

3.2.1. Описание схемы установки при исследовании массообменных характеристик на водопроводной воде на глубине 0,435 м.

3.2.2. Схема установки при проведении экспериментальной проверки применения аэраторов ЫаиЬюхоп на сточных водах на модели аэротенка глубиной 3,8 м.

3.3. Исследование и оценка эксплуатационных характеристик современных мембранных аэраторов.

3.3.1. Определение коэффициента массопередачи кислорода для аэратора КЕНАи ЛаиЫохоп на водопроводной воде на глубине 0,435м.

3.3.2. Исследование показателей аэраторов КЕНАи ЫаиЫохоп по высоте слоя сточной жидкости.

3.4. Исследование распределения концентраций биомассы по высоте.

3.5. Сравнительный анализ видового разнообразия микроорганизмов активного ила при разных режимах работы очистных сооружений.

3.5.1. Показатели режима очистки сточных вод.

Выводы по третьей главе.

4. Проведение анализа результатов экспериментального определения технологических параметров аэраторов различных производителей в лабораторных и производственных условиях.

4.1. Исследование «факела» струи аэраторов ЫаиЫохоп.

4.1.1. Исследование распределения воздуха по длине аэратора ЯаиЫохоп.

4.2. Исследование окислительной способности пневматических аэраторов в статических и проточных условиях.

4.3. Анализ экспериментальных данных, полученных в ходе испытаний аэраторов ИЕПАи ЯаиЬюхоп на водопроводной и сточной воде.

4.4. Регенерирующая способность мембранных аэраторов REHAU Raubioxon и среднепузырчатых аэраторов ЭКОПОЛИМЕР.

4.5. Исследование методов оптимизации аэрационного процесса на базе мембранных аэраторов REHAU Raubioxon.

4.5.1. Оптимизация аэрационного процесса на основе сорбционной технологии.

4.5.2. Оценка массообменных показателей при аэрации в импульсном режиме.

Выводы по четвертой главе .!.

5. Комплексная сравнительная оценка аэраторов и определение экономического эффекта применения мембранных аэраторов REHAU Raubioxon на основе расчета затрат жизненного цикла очистных сооружений.

5.1. Проведение сравнительной аналогии эффективности аэраторов по методу ранжирования.

5.2. Расчет затрат жизненного цикла.

Выводы по пятой главе

В настоящее время (и в видимой перспективе) основную функцию в процессах очистки сточных вод от органических и биогенных загрязнений выполняют искусственные биологические сооружения, в большей степени аэротенки различных технологических и конструктивных решений, оборудованные разнообразными системами аэрации [87 -89,92]. Согласно экспертным оценкам от 60 до 90 % эксплуатационных затрат очистных станций обусловлено расходами на аэрацию иловой смеси в аэротенках.

В последнее десятилетие в связи с появлением и использованием новых материалов и оборудования (преимущественно зарубежного производства) для диспергирования воздуха повышены надежность и энергетические показатели известных конструкций аэраторов, но не исключены, в полной мере, имеющиеся у них недостатки.

В то же время многим типам пневматических мелкопузырчатых аэраторов свойственны кольматация пор - засорение, увеличение сопротивления выходу воздуха и, соответственно, рост давления в системе, необходимого для диспергирования одного и того же количества воздуха.

Особую сложность для эксплуатации представляет периодическое отключение электроэнергии и, как следствие, прекращение аэрации. Восстановление поврежденных аэраторов требует опорожнения аэротенков. В итоге все это требует существенных экономических и временных затрат, характерным показателем которых является энергосбережение. Постановления Правительства РФ указывают, что в течение ближайших 3—4 лет количество потребляемой абонентами электроэнергии по сравнению с настоящим периодом удвоится, а ее стоимость будет сравнима с мировыми ценами. К тому же введение платы за установленную электрическую мощность направлено на использование обоснованного, а не завышенного, электрооборудования. Поэтому внедрение в России нового класса энергосберегающих мембранных аэраторов следует концепции энергосбережения.

Имеется, к сожалению, преимущественно, зарубежный, достаточно длительный и эффективный опыт использования мембранных аэраторов в биологической очистке сточных вод. При этом, для флотации и/или смешения мембранные аэраторы не применялись ни за рубежом, ни в России.

К тому же литературные данные по зарубежным мембранным аэраторам касаются применения в аэротенках при высоте слоя жидкости более 3,6 м. В Российской практике высота слоя иловой смеси в аэрационных сооружениях может быть меньше 3,6 м: например, в транспортносовместимых блочно-модульных сооружениях — 2,8 м [93]. Массообменных характеристик от зарубежных разработчиков и производителей мембранных аэраторов для таких высот аэрируемой жидкости не имеется и их надо определять впервые.

Изложенное определяет актуальность работы и требует проведения как теоретических, так и экспериментальных исследований.

Цель работы — повышение эффективности процессов очистки сточных вод на базе применения энергосберегающих мембранных аэраторов при различных условиях эксплуатации систем аэрации.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение ряда взаимосвязанных задач:

- уточнение систематического положения мембранных аэраторов в известных классификациях аэрационных систем;

- исследование массообменных и энергетических характеристик для аэраторов ряда производителей и получение их расчетных зависимостей;

- проведение сравнительного анализа эксплуатационных показателей различных типов аэраторов при очистке сточных вод и разработка методики их выбора;

- изучение способов оптимизации аэрационного процесса по удельным энергозатратам с применением различных носителей, импульсной аэрации, перемешивания;

- определение степени регенерации мембранных аэраторов и их массообменных характеристик после различных периодов и условий эксплуатации.

Объект исследования — аэраторы для очистки сточных вод.

Предмет исследований - процесс аэрации.

Методы исследований включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, моделирование изучаемых процессов на испытательных установках, оснащенных контрольно-измерительными приборами. Оптические, физико-химические и биохимические методы анализа сточных вод и водопроводной воды лабораторных, полупроизводственных и производственных установок. Обработку экспериментальных данных вели методами математической статистики и корреляционного анализа.

Основная идея работы состоит в установлении массообменных характеристик различных типов аэраторов, в разработке методики их выбора и расчета, что обеспечивает повышение эффективности и энергосбережения аэрационного процесса при очистке сточных вод с применением мембранных аэраторов в расширенном диапазоне высот слоя аэрируемой жидкости, в т. ч. и с твердыми носителями, являющиеся активными окислителями биозагрязнений.

Достоверность обоснована применением классических положений теоретического анализа, моделированием изучаемых процессов, планированием необходимого объема экспериментов, подтверждена удовлетворяющей сходимостью полученных результатов экспериментальных исследований, выполненных в опытно-промышленных и промышленных условиях с расчетными зависимостями в пределах максимальной погрешности Д=±10 % при доверительной вероятности 0,95.

Научная новизна работы:

- произведена оценка аэрационного процесса по параметрам, применяемым в зарубежной практике, а также проведена их адаптация к показателям, принятым в отечественной научной и технической литературе;

- обоснованы теоретически и подтверждены экспериментально высокие массообменные характеристики мембранных аэраторов и предложены методики их выбора и расчета при высоте обрабатываемой жидкости до 4 м;

- получены расчетные зависимости для описания массообменных процессов при очистке сточных вод с применением мембранных аэраторов при различных высотах слоя воды;

- дополнена классификация пневматических аэрационных систем на основании последних разработок конструкций аэраторов и исследований механизма протекающих процессов при их эксплуатации.

Практическое значение полученных результатов:

- подтверждено эмпирическим путем преимущество мембранных аэраторов перед другими типами аэраторов, в том числе при различных высотах слоя воды;

- предложена методика повышения эффективности аэрационного процесса на основе сорбционной технологии, позволяющая значительно сократить потребление электроэнергии;

- предложено конструктивное решение раскладки мембранных аэрационных систем в очистных сооружениях, позволяющее оптимально производить насыщение кислородом слой сточной жидкости без образования застойных зон.

Связь работы с научными программами, планами, темами: работа выполнялась в соответствии с тематическими планами кафедры «Водоснабжение и водоотведение» РГСУ в рамках государственной программы «Архитектура и строительство» по госбюджетной теме 01.9.40001739 «Совершенствование процессов очистки природных и сточных вод южного региона страны с учетом экологических требований».

Реализация результатов работы:

- рекомендации диссертационной работы использованы в проектах институтов ОАО «Институт «Ростовский Водоканалпроект», ООО «СевероКавказский Гипрокоммунводоканал», ОАО «ЛУКОИЛ-Ростовнефтехимпроект», ООО «Гипрошахт», г. Ростов — на - Дону;

- использованы ООО «Акватрат», г. Ростов н\Д, в конструировании, изготовлении и эксплуатации блочно — модульных установках по биохимической очистке хозяйственно - бытовых и некоторых типов производственных сточных вод, при физико-химической очистке ряда предприятий пищевой, нефтехимической и перерабатывающей промышленности (всего — более 20 объектов от Сахалина до Норильска);

-внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет».

На защиту выносятся следующие основные положения:

- способность к захлопыванию отверстий мембранных аэраторов при отключении электроэнергии позволяет дополнить данным признаком существующую классификацию аэрационных систем; применение мембранных аэраторов значительно повышает эффективность аэрационного процесса и снижения энергопотребления до 60 % при очистке различных категорий сточных вод;

- увеличение эффективности аэрационного процесса с мембранными аэраторами до 25 % достигается применением сорбционной технологии, основанной на применении сорбирующих материалов; не обнаружен стабильный положительный эффект энергосбережения в импульсном режиме работы мембранных аэраторов;

- после годичного срока эксплуатации показатели массообмена мембранных аэраторов снижаются не более чем на 15 %; методика выбора различных типов аэраторов на основе ранжировочного ряда и/или эквивалентных процентов позволяет определить требуемый тип мембранных аэраторов в зависимости от исходных условий.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на: Международной научно-практической конференции института инженерно-экологических систем РГСУ (Ростов-на-Дону, 2008-2011 гг.), «Техновод» (Казань, 2005 г., Калуга, 2008 г.), «Экологическая безопасность городов юга России и рациональное природопользование», (Ростов-на-Дону, 2004, 2006 г.), «Яковлевские чтения», (Новочеркасск 2008 г., Москва, 2009 г.).

Публикации. По результатам работы опубликованы 10 печатных работ, в том числе: 2 — в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 1 - патент РФ.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов. Работа изложена на 152 страницах печатного текста, включает 54 рисунка, 29 таблиц и 4 приложения. Список литературы представлен 112 источниками.

Общие выводы

1. Дополнена классификация пневматических аэраторов в связи с появлением в водоочистной практике мембранных мелкодисперсных аэраторов нового поколения, обладающих способностью к захлопыванию отверстий при отключении электроэнергии.

2. Получены расчетные зависимости для описания массообменных процессов при очистке сточных вод с применением мембранных аэраторов для диапазона высот слоя жидкости 1,8 — 3,6 м.

3. Обоснованы теоретически и получены экспериментально массообменные показатели мембранных аэраторов, расширена область их технологического применения, в т. ч. и при флотации; предложены методики их выбора и расчета.

4. Установлена способность к регенерации мембранных аэраторов после длительного периода очистки сточных вод: после годичного срока эксплуатации показатели массообмена аэраторов снижаются не более чем на 15 %. Значение коэффициента массопередачи при очистке хозяйственно-бытовых сточных вод при расходе <3=7,8м /ч снизилось с первоначального 20,03 до 18,80.

5. Предложена методика повышения эффективности аэрационного процесса с мембранными аэраторами с использованием носителя из шунгита, что позволяет сократить потребление электроэнергии до 25 %.

6. Обосновано инженерное решение раскладки мембранных аэраторов в сооружениях, исходя из угла конуса подъема пузырьков воздуха без образования застойных зон.

7. Проведено ранжирование различных систем аэрации по технологическим параметрам, на основе которого наиболее перспективно применение мембранных аэраторов.

8. Несмотря на более высокую стоимость мембранных аэраторов затраты жизненного цикла при биологической очистке вод (по критерию ЬСС) с аэраторами Raubioxon эффективней более дешевых «Экополимер» в 1,2 раза.

1. Pasveer A. Oxygenationof water with air bubbles Sew 1.d. Wastes — 1955 — V27, №9 - P. 1130.

2. Худенко Б.М., Шпирт E.A. Аэраторы для очистки сточных вод. — М.: Стройиздат, 1973. 112 с.

3. Coy. С. Гидродинамика многофазных систем. М.: Мир, 1971-536 с.

4. Попкович Г.С. Распределение и регулирование подачи воздуха в аэротенке. М.: Изд-во МКХ РСФСР, 1951-67 с.

5. Попкович Г.С., Репин Б.Н. Системы аэрации сточных вод. М.: Стройиздат, 1986. - 133 с.

6. Яковлев C.B., Воронов Ю.И. Водоотведение и очистка сточных вод. — М.:АСВ, 2002.-704 с.

7. Синев О.П. Интенсификация биологической очистки сточных вод. Киев: Техшка, 1983. - 110 с.

8. Канализация населенных мест и промышленных предприятий // Справочник проектировщика. / Под ред. В.Н. Самохина М. Стройиздат, 1981.-638 с.

9. Калицун В. И. и др. Гидравлика, водоснабжение и канализация: Учеб. пособие для вузов 4-е изд. перераб. и доп. - М.: ОАО «Издательство «Стройиздат», 2004. — 397 с.

10. Finn R.K. Agitation aeration in the laboratory and in industry // Bacteriological views. - 1954-V.18-P.254-274

11. Kalinske A. Poverconsumption for oxygenation and mixing // Air and Water pollution 1963 - V5, № 2-4.

12. U.S. Environmental Protección Agency andASCE: Summary Report: Fine Pore (Fine Bubble) Aeration System, EPA 625/8 85-010, Water Engineering Research Laboratory, Washington, DC, 1985.

13. Y: Water Pollution Control Federation: Aeration, Manual of Practice FD — 13, 1988.

14. Ingeniería de aguas residuales: tratamiento, vertido i reutilizacion. México: Metcalf & Eddy. - 1996, 1485 p.

15. U.S. Environmental Protection Agency: Oxigen Activated Sludge Wastewater Treatment Systems Design Criteria and Operating Experience, rev. ed., Technology Transfer Seminar Publication, January , 1974.

16. U.S. Environmental Protection Agency: Oxigen Aktivated Sludge Wastewater Treatment Systems Design Criteria and Operating Experience, rev. ed., Technology Transfer Seminar Publication, Octobers, 1974.

17. Серпокрылов H. С., Кабальеро H. Г., Турянский И. П. Рекомендации для гидравлических расчётов трубопроводов и каналов < в условиях Мексики/ Мат -лы межд. конф. "Строительство 2001"/ Ростов н/Д: РГСУ. - 2001. - с. 21-24

18. Serpokrilov N. S., Kaballero G. N. Efecto^ altura topográfica en el coeficiente de perdidas hidráulicas en tuberías galvanizadas/ XVI congreso nacional de hidráulica / centro conveciones de Morelia,7 — 10 noviembre 2000 ano. -Michoacan.

19. Serpokrilov N. S.,Robles L. D.Control de la contaminación por metales pesadosy nucleotidos/ 2-o Simposio internacional de tratamiento y reuso del agua y aguas residuales., 6-10 noviemrbe 2000 ano. Mexico.

20. Cornel P.,Wagner M., Rutze U. Sauerstoffzufurvermogen und SauerstoffVertag der RAUBIOXON Rohrbelufter. - Darmstadt: Technische Universitet Darmstadt. - 1999, 15 c.

21. RAUBIOXON PLUS AND RAUBIOFLEX AERATOR SYSTEM technical information. Copyright by Rehau UT 700E RCOM.FLE.SG -39 c.

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

23. A.M. Курганов. Гидравлические расчеты водоснабжения и водоотведения // Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. — JL: Стройиздат. Ленинградское отделение, 1986. - 440 с.

24. А.Д. Альтшуль, Л.С. Животовский и др. // Гидравлика и аэродинамика. Учебник для ВУЗов. М.: Стройиздат, 1987. — 414 с.

25. Техническая информация фирмы «Rehau» по аэраторам Raubioxon, Copyright by Rehau 316.610 RU 9.03, 2006. 48 с.

26. Техническая информация фирмы «Экополимер» по аэраторам Аква-Про, Интернет, Официальный сайт фирмы, http://www.ecopolymer.com.

27. Ленский Б.П. Проектирование и расчет очистных сооружений канализации (Сооружения биологической очистки сточных вод): Учеб. пособие. Ростов н/Д: РИСИ, 1988. - 100 с.

28. Серпокрылов Н.С., Климухин И. В., Смоляниченко А. С. и др. Экспериментально-теоретическое исследование рабочих параметров аэраторов RAUBIOXON фирмы REHAU. Отчет по НИОКР Рехау. Ростов н/Д, 2007г. - 88 с.

29. Яковлев С.В, Карелин Я.А., Жуков А.И., Колобанов С.К. Канализация. Учебник для вузов. Изд. 5-е перераб. и доп., М., Стройиздат, 1975 г. — 632с.

30. Чугаев P.P. Гидравлика: Учебник для вузов. 4-е изд., доп. и перераб. -Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. - 672 с.

31. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М., Химия, 1973.-215 с.

32. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. 4-е изд., перераб. и доп. М. Химия, 1985. - 314 с.

33. Oumeraci H. Hydromechanik und Kuesteningenieurwesen.

34. Vorlesungsumdruck fuer das Grundfach. Technische Universitaet Braunschweig, Ausgabe April, 1999. 338 S.

35. Колобанов C.K., Ершов A.B., Кигель M.E. Проектирование очистных сооружений канализации. Киев, Будивельник. 1977. 289 с.

36. Knop Е., Bischofsberger W., Stahlman V. Versuche mit verschiedenen Belueftungssystemen im technischen Masstab. Essen, 1964. — 138s.

37. СНИП 2.04.03-85 Нормы проектирования. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1985. - 75 с.

38. Проектирование сооружений для очистки сточных вод / Всесоюз. комплекс н и. и конструкт. - технолог, ин - т. водоснабжения, канализации, гидротехн. сооружений и инж. гидрогеологии. - М: Стройиздат, 1990. - 192 с. ил. (Справ, пособие к СНиП).

39. Пособие по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды (к СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.» // НИИ КВОВ АКХ им. К.Д. Памфилова М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989 г. - 128 с.

40. Keogh Е., Ervine D. Air entrainment rate and diffusion pattern of plunging liquid jets // Chem. Eng. Sei. 1981. - V.36. -p.l 161-1172.

41. Ray M. Comparison of the operation and performance the oxygenation and aeration systems // Effluent and Water Treatment. 1983. - V. 23, №9. — p.365-369.

42. Техническая информация фирмы «Fortex» по аэраторам AME, Интернет, Официальный сайт фирмы, http://Fortex.by/ame.html.

43. Вебер В. Очистка сточных вод активированным углём. Сов.-амер. Симпозиум по физико-химической очистке сточных вод. (г.Миннесота, 12-Нноября 1975г.). -М., 1976. С. 155-201.

44. Корольков К.Н. О расходе воздуха при очистке сточной жидкости в аэротенке. Труды 5-го Всесоюзного водопроводного съезда. М., 1934. -С.17.

45. Hunken К. Untersuchungen über den Reinigungsverlanf und den Belebtschlammverfahren. -München, 1960. s.67.

46. Cabe Mc.Br., Eckenfelder W., Westley Jr. BOD removal and sludge growth in the activated sludge process. J. WPCF, vol.31, 1961. p.625.

47. Eckenfelder W., Weston R. Kinetics of biological oxidation. Biological Treatment Sewage Industries Wastes, vol.1, 1956. -p.87.

48. Eckenfelder W. Designing biological oxidation system for industrial wastes. J. Wastes Ind., vol. 32.- № 5,6,7, 1961.

49. Schulze K.L. The activated sludge process, as continuous flow culture. J. Water Sewage Works. №1, 1965. - p. 175.

50. Revella C.S., Walter R., Revera M. A. Bio-oxidation describing the BOD reaction. J. Water Sewage Works. № 5, 1964. - p. 265.

51. Monod J. The Growth of Bacteria Cultures. Ann.Rev.Microbial. № 3, 1949.p.371.

52. Скирдов И.В., Дмитриева A.A., Швецов B.H. Влияние концентрации активного ила на скорость биологического окисления.- В кн.: Очистка промышленных сточных вод. Сб. трудов — М.: ВНИИ ВОДГЕО, вып.43, 1974.- С.50-53.

53. Яковлев С.В., Скирдов И.В., Швецов В.Н. Применение технического кислорода для биохимической очистки сточных вод. // Водоснабжение и санитарная техника. — М.: Стройиздат, 1972. № 4. - С. 8-12.

54. Промышленная микробиология: Учебное пособие для вузов по специальностям «Микробиология» и «Биология» / З.А.Аркадьева, A.M. Безбородов, И.Н. Блохина и др.; под редакцией Н.С. Егорова. — М.: Высшая школа, 1989. 688 е.: ил.129, 630.

55. Таубе П.Р., Баранова А.Г. Химия и микробиология воды. М.: Высшая школа, 1983.-280 с.

56. Ronald L. Droste and Jatinder К. Bewra. Mechanical blending of mixed liquor in batch activated sludge system. J. WPCF, vol. 34. № 10, 1965. - p.168.

57. Жмур Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М.: Акварос, 2003. — 512 с.

58. Правила охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами. №1166-74. М.: Министерство здравоохранения СССР, 1974 г.

59. Emde W. Beitrag zu Versuchen zur Abwasserreinigung mit belebtetem Schlamm. Veroeffentichungen des Institutes fuer Siedlingwasserwirtschaft der TH Hannover. 1972, s. 18-40.

60. Разумовский Э.С. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных пунктов. М., Стройиздат, 1978 г. 395 с.

61. Eckenfelder W., O'Connor D. Biological waste treatment, Oxford, 1961.

62. Федоров Н.Ф., Шифрин C.M. Канализация. М., «Высшая школа», 1968 г.

63. Bischof, Wolfgang: Abwassertechnik 10. neubearb. u. erw. Aufl. - Stuttgart: Teubner, 1993. - 630s.

64. ГОСТ 25150-82 (CT СЭВ 2085-80). Государственный стандарт СССР. Канализация. Термины и определения. — Сентябрь, 1983г. — 8 с.

65. ГОСТ 2.105-95. Межгосударственный стандарт. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам. Госстандарт РФ от 8 августа 1995 г. N 426. 25 с.

66. Яковлев С.В., Скирдов И. В., Швецов В. Н. Биологическая очистка производственных сточных вод. — М!: Стройиздат, 1985.

67. Технический справочник по обработке воды «Degeremont»: в 2-х томах: пер. с фр. СПб.: Новый журнал, 2007.

68. Кафаров В.В. Основы массопередачи. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1979. 439 с.

69. Строганов С.Н., Корольков К.Н. Биологическая очистка сточных вод. — М.: Госстройиздат, 1934. 93 с.

70. Базякина H.A. Баланс кислорода при работе аэротенка на полную очистку. М.: Изд-во «Власть Советов», 1936г. — 37 с.

71. Отстойник для очистки шахтных вод / М. К. Флорова, Ю. А. Хайт, Р. П. Азараева, Н. В. Шилко // Водоснабжение и санитарная техника. 1986. - № 9. - С.19-20.

72. Meiss W. Lamellenabscheider Taschenbuch der Wartinger // Abwasserbehandlung. 1977. -N 2. -S.613-625.

73. СанПиН 2.1.5.980 — 00. Санитарные правила и нормы. Гигиенические требования к охране поверхностных вод.

74. Трушаков В.Н., Цирлин A.M., Никитенко A.M., Ходов Г.Д. О кинетике окисления водного раствора сульфита натрия в присутствии ионов кобальта.

75. Кулжинский В.И., Ленский Б.П., Михайлов В.А. Технико -экономическое обоснование проектных решений по канализации: Учебное пособие. Ростов н/Д: РИСИ, 1989. - 73 е., ил.

76. Серпокрылов Н.С., Климухин И.В., Павлюк И.Н., Смоляниченко А. С., Лесников И. И. Сравнительная оценка технологических параметров некоторых аэраторов / Вода: технология и экология. — 2007, № 4, С. 21 — 29.

77. Мишуков Б. Г., Соловьева Е. А. Оценка эффективности работы аэрационных систем / / Вода: технология и экология. 2008, № 2, С. 42 - 46.

78. Аэрационные системы AME. Рекламный проспект фирмы FORTEGS — AGS a.s (Чешская республика)

79. Швецов В.Н., Морозова K.M., Нечаев И.А. Патент РФ 2079447, МКИ 6 02F3/02: Способ очистки воды от трудноокисляемых органических соединений. Опубл. 1997.05.20, бюл. №16.

80. Смоляниченко A.C. Оценка эффективности процесса аэрации при биологической очистке сточных вод / Строительство-2010: материалы междунар. научн. практич. конф. - Ростов н/Д: РГСУ, 2010, с. 32 - 35.

81. Воронов Ю.В., Алексеев Е.В., Саломеев В.П., Пугачев Е.А. Водоотведение.-М.: ИНФРА М, 2007.

82. СанПиН 2.1.7.573—96. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. Почва, очистканаселенных мест, бытовые и промышленные отходы, санитарная охрана почвы.

83. Баженов В.И. Комплексная рециркуляционная модель биохимических процессов аэробной биологической очистки, автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Щелково 2009. - 20 с.

84. Баженов В.И., Кривощекова НА, Экономический анализ современных систем биологической очистки сточных вод на базе показателя затраты жизненного цикла, Водоснабжение и канализация, № 1.- 2009.

85. В.И. Баженов, СЕ. Березин, Н.Н. Зубовская, Экономический анализ насосных систем на базе показателя затраты жизненного цикла. Журнал руководителя и главного бухгалтера ЖКХ, №5. 2006.

86. Министерство природных ресурсов РФ. Приказ от 17.12.2007 №333 «Об утверждении методики разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей.»

87. Абрамович И.А. Обоснованность нормативных требований к качеству очистки сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. — 1996.- №1. -С. 17-18.

88. Вейцер Ю.И., Стерина P.M. Очистка городских сточных вод от аммонийного азота с использованием клиноптилолита. М.: Научн. тр. АКХ, 1979. № 1982. 74 с.

89. Водный кодекс Российской Федерации: №74-ФЗ. М.: Юркнига, 2006. -42 с.

90. Гончарук Е.И., Давиденко А.И., Каминский Я.М., Кигель М.Е., Полишук Ю:С. Малогабаритные очистные сооружения канализации. — Киев.: Буд1вельник, 1974. 256 с.

91. Черкинский С.Н. Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы. М.: Стройиздат, 1977.-224 с.

92. Обуздина М.В. Природные и модифицированные цеолиты как адсорбенты нефтепродуктов из промышленных сточных вод //Вестник ИрГТУ. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2010. - №4 (44). - С. 104-110.

93. Базовые нормативы платы за выбросы, сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду и размещение отходов. Коэффициенты, учитывающие экологические факторы. — Минэкономики, Минфин, Минприроды России, 1992.

94. Банина H.H. Оценка технологического процесса очистки воды по состоянию активного ила// Фауна аэротенков (Атлас). — Л.: Наука, 1984. — С. 24-31.

95. Банина H.H., Суханова КМ., Колесников СТ., Таразанов В.В. Самоочищение водоемов и биологическая очистка сточных вод / Простейшие активного ила. — Л.: Наука, 1983. — С. 5

96. Смоляниченко А. А., Тихонов А. В., Серпокрылов Н.С. Исследование массообменных характеристик аэраторов Raubioxon/ Строительство— 2008»:i

97. Материалы междунар. научн. практич. конф. - Ростов н/Д: РГСУ, 2008, с. 67 - 69.

98. Беляева М.А., Гюнгпер Л.И. Биоценозы активных илов-высоконагружаемых аэротенков и аэротенков с длительным периодом аэрации / Докл. Моск. о-ва испытателей природы, 1967. 85 с.

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

100. Жмур Н.С. Управление процессом- и контроль результата очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. — М.: Луч, 1997. — 172 с.

101. Инструкция по нормированию выбросов (сбросов) загрязняющих веществ в атмосферу и в водные объекты. — М.: Госкомприрода СССР, 1989.-58 с.

102. Карюхина ТА., Чурбанова И.Н. Химия воды и микробиология. — М.: Стройиздат, 1983. 274 с.

103. Кульский Л.А., Строкач П.П. Технология очистки природных вод. —-Киев: Вища шк., 1986. 256 с.

104. Луценко Т.Н., Цветкова А.И., Свердлов И.Ш. Физико-химическая очистка городских сточных вод. — М.: Стройиздат, 1984. 314 с.

105. Максимовский Н.С. Очистка сточных вод. — М.: Минкомхоз РСФСР,1961. -385 с.

106. Методические указания по разработке нормативов предельно допустимых сбросов вредных веществ в поверхностные водные объекты (уточненная редакция). — Министерство природных ресурсов РФ, 1999. 55 с

107. Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. — М.: Изд-во ВНИРО, 1999. — 304 с.

108. Соколова В. А., Калинина Ю. К. Шунгиты, Карелии и пути их комплексного использования. Петрозаводск: Стройиздат, 1975. - 240 с.