автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Приборы, установки и методы повышения качества очистки питьевой и сточных вод

о О Д

На правах рукописи

КРОТОВ Анатолий Прокопьевич

ПРИБОРЫ, УСТАНОВКИ И МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ И СТОЧНЫХ ВОД

Специальность 05. И. 13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий.

Диссертация на соискания ученой степени кандидата технических наук, в форме научного доклада.

Барнаул - 1997

Работа выполнена в АО «Водоканал Барнаула»

Научные консультанты

- доктор физико-математических наук, профессор Евстигеев В.В.

канд. технических наук, профессор Гончаров В.Д.

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор АртемёнокН.Д.

- канд. технических наук, доцент Никитин A.M.

Ведущая организация - Ростовский научно-исследова-

тельский унитарный институт Академии коммунального хозяйства РФ им. К.Д. Памфилова

Защита состоится «_»_ 1997 г. в_часов на заседании

диссертационного совета К 064.29.01 Алтайского государственного технического университета им И.И. Ползунова, 656099, т. Барнаул-99, пр. Ленина, 46, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АлтГТУ.

Автореферат разослан «_»_1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор ^ Замятин В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие промышленного, коммунального хозяйства городов, населенных мест и связанный с этим рост водопотреблення, отсутствие отлаженного правового и экономического механизмов управления водными ресурсами по бассейновому принципу, неадекватные требования к качеству очищенных сточных вод, нерациональное использование капитальных и материальных ресурсов -все это приводит к резкому обострению экологической обстановки в России, ухудшению состояния водных объектов и как основное следствие - к ухудшению условий жизни населения.

Восстановление чистоты водных объектов в условиях возрастающего антропогенного воздействия на них является актуальной проблемой, поскольку от антропогенного состояния водных объектов, режима и характера их использования зависит решение экологической, продовольственной, энергетической проблем, а главное - обеспечение населения питьевой водой высокого качества.

Поверхностные водные источники все больше загрязняются ионами тяжелых металлов, детергентами, пестицидами, биогенными элементами, токсичными химическими соединениями, фенолами, нефтепродуктами, хлорорганикой и другими веществами. Это привело к тому, что вода поверхностных источников по качеству приблизилась к слабо концентрированным сточным водам. Сооружения водоподготов-ки, на которых используются традиционные технологические методы и процессы (коагулирование, отстаивание, фильтрование) не в состоянии обеспечить требуемое качество питьевой воды. Как свидетельствует статистика Госсанэпиднадзора, каждая восьмая проба исследованной водопроводной воды не соответствует гигиеническим требованиям и представляет опасность в эпидемиологическом отношении, каждая пятая проба нестандартна по химическим показателям. Около половины населения России вынуждено использовать для питьевых целей воду, не соответствующую по ряду показателей гигиеническим требованиям, а ущерб, причиняемый экономике России только кишечными инфекциями и гепатитом, составлял в ценах 1992 г. более 1 млрд. руб.

[31-

Загрязнение водных источников из-за недостаточной мощности и низкой эффективности работы сооружений по очистке сточных вод, сброса недостаточно или неочищенных сточных вод приводит к нару-

шению санигарно-хямического или гидробиологического режима рек. озер и других водных источников. Существующие очистные сооружения в значительной мере стареют, их конструкции и технологические процессы отстают от современных требований, их строительство и эксплуатация требуют значительных материальных и энергетических затрат.

В последние годы научно-исследовательскими организациями (в значительной мере НИИ ВОДГЕО) разработаны и внедрены современные эффективные конструкции сооружений механической, физико-химической, биологической очистки и доочистки, а также технологические процессы для очистки городских сточных вод и стоков промышленных предприятий различных отраслей хозяйства [3,6].

К новым конструкциям сооружений в области биологической очистки относятся: роторные биофильтры, струйные биофильтры, струйные шахтные, эрлифтные и микропузырчатые аэраторы, биосор-беры, аэротенки - отстойники с принудительной циркуляцией активного ила, аэротенки с ультразвуковой обработкой активного ила. В области доочистки биохимически очищенных сточных вод: каркасно-засыпные фильтры, биореакгоры, биосорберы, гидроавтоматические фильтры с плавающей загрузкой.

Учитывая, что метод биолопгческой очистки сточных вод в настоящее время является самым универсальным, многими исследователями и учеными, в том числе ведущими специалистами России в области водоснабжения и водоотведения: академиком Яковлевым C.B., профессорами Разумовским Э.С., ЭльЮ.Ф., АгрононикР.Я., выполнен большой объем теоретических и экспериментальных исследований:

изучен механизм глубокой биологической очистки биосорбцион-ным методом;

разработаны методы оптимизации технологических схем при очистке высококонценхрированных сточных вод на основе уравнений ферментативной кинетики;

разработаны методы оптимизации технологических режимов работы очистных сооружений, включая обработку осадка для стационарных режимов работы;

изучен механизм процессов нитри-денитрификации при очистке азотсодержащих сточных вод;

изучены процессы интенсификации биохимического окисления путем повышения активности микроорганизмов при воздействии на них ультразвука.

В то же время необходимо дальнейшее совершенствование очистных сооружений для более высокой степени очистки сточных вод, снижения материальных и энергетических затрат н других стоимостных показателей. В первую очередь это относится к биологической очистке сточных вод от биогенных элементов, пестицидов, ионов тяжелых металлов, обработке органических и минеральных осадков.

Важной задачей является совершенствование технологии промышленного водопользования и создание замкнутых систем водного хозяйства. НИИ ВОДГЕО разработана концепция создания замкнутых систем промышленных предприятий. Реализация этой концепции осуществляется следующими мероприятиями:

внедрение безотходных и малоотходных ресурсосберегающих технологических процессов, позволяющих сократить водопотребление и водоотведение;

сокращение потребления воды го природных водных объектов за счет расширения системы оборотного и повторно-последовательного водоснабжения;

рационального использования воды в технологических процессах; реконструкция сетей и сооружений водоснабжения и водоотведе-ния, замена устаревшего оборудования для сокращения из них утечек;

использование для технологических целей нетрадиционных источников водоснабжения - городских сточных вод, поверхностного, формирующегося на промышленных площадках и городских территориях [3],

В этом направлении многими организациями и фирмами проведен комплекс научных исследований.

Одним из условий лучшего использования кислорода при биологической очистке сточных вод является высокая степень его диспергирования. Поэтому учеными и практиками во всем мире большое внимание уделяется разработке и внедрению новых типов более эффективных и долговечных аэраторов и аэрационных систем.

Из практики строительства сооружений биологической очистки сточных вод известна проблема подбора диспергаторов воздуха для аэрационных систем. При этом даже после выбора определенного вида диспергаторов возникает проблема определения их качественных

характеристик, ведь выпускаемые промышленностью диспсргаторы не имеют стандартной маркировки, между тем каждая линия аэрационной системы должна состоять из элементов с одинаковой проницаемостью. В противном случае не будет достигаться необходимая эффективность аэрации. Обычно в практике строительства пользуются полупромышленной установкой для определения проницаемости фильтросных пластин, сортируя их при этом по диапазонам проницаемости. В связи с этим возникает проблема более точного определения качественных характеристик фильтросных элементов. Методам определения проницаемости диспергаторов посвящена первая глава работы.

При наличии достоверных способов определения характеристик фильтросных элементов появляется возможность получения диспергаторов с заранее заданными свойствами. Большие возможности открывает для этого метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Технология по изготовлению диспергаторов методом СВС приведена ниже и в статьях [11,12, 13].

Неудовлетворительные технологические свойства и большое количество отрицательных моментов при применении общепринятых методов для очистки питьевой воды заставило в последнее время ученых и практиков вплотную заняться поиском новых реагентов для очистки питьевой воды. При этом стало необходимо разработать методики лабораторного определения этих реагентов как в процессе очистки, так и в питьевой воде, поступающей потребителю.

При очистке сточных и природных вод, их осветлении применяются коагулянты, флокулянгы и др. химические реагенты. Изучение влияния химических добавок в процессе очистки воды на ее качество является важной задачей в условиях жилищно-коммунальных хозяйств, особенно крупных городов.

Важной проблемой любых населенных пунктов, тем более городов, является качество питьевой воды, особенно, если она подается с открытых, естественных водоемов - рек, озер.

Изучение вопросов меандрирования русла реки, взаимодействия руслового процесса с инженерными сооружениями на высокоурбанизированном участке реки Оби у г. Барнаула является злободневной задачей для водохозяйственных предприятий, в том числе и для АО «Водоканал Барнаула», которое обеспечивает бесперебойное снабжение питьевой водой почти семисотшсячный город [1].

Цель работы состояла в достижении глубокой очистки сточных канализационных вод и снижении их отрицательного влияния при выпуске на окружающую среду, создание специальных методик и приборов контроля за качеством очищаемых природных и сточных вод, выпускаемых из канализационных очистных сооружений и фильтрата с иловых площадок, а также улучшение нормативных показателей качества питьевой воды, поступающей в водопроводную сеть города из открытого естественного источника - реки Оби. Основные задачи:

1. Разработать приборы и методы контроля качества питьевой и сточных вод.

2. Разработать технологию изготовления новых фильтросных элементов мембранного типа, получаемых методом СВ-синтеза и провести исследование проницаемости новых типов диспергаторов воздуха для более качественной очистки воды.

3. Изучить влияние высокоэффективные химических реагентов - фло-кулянтов на качество очистки воды, разработать методики контроля содержания флокулянтов в очищенной воде, выработать практические рекомендации по внедрению в их промышленных масштабах.

Научная новизна:

1. Проведены теоретические расчеты и дана оценка эжектирующего эффекта потока воздушных пузырьков, исходящего из фильтросного элемента, что позволяет автоматизировать систему дозирования химре-активов при очистке воды.

2. Впервые были созданы и испытаны на экспериментальных установках аэраторы мембранного типа, изготовленные методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, характеризующиеся более продолжительным сроком службы и высокой степенью диспергирования воздуха.

3. Разработана методика и экспериментально-промышленная установка, позволяющая регистрировать изменения кинетической реакции газо-водяного потока в процессе аэрации и управлять осветлением воды при добавлении химических реагентов.

4. Создана методика и применены приборы для контроля качества очистки воды при помощи высокомолекулярных флокулянтов.

5. Применены опгоэлектронные приборы и методы для экспресс-диагностики и контроля расхода реактивов.

Практическое значение работы:

Разработана техническая документация по оснащению и переоборудованию аэротенков новыми фильтросными элементами.

Получен высокий экономический эффект от замены коа1улянтов при очистке воды на высокоэффективные флокулянты, которые обеспечивают экологическую безопасность.

Подобраны составы, количество и технология автоматического дозирования добавления химических реагентов, что позволяет управлять качеством очищаемых питьевой и сточных вод, и обезвоживания твердого осадка.

Личное участие автора

Автор изучил конструкции фильтросных элементов, технологию их монтажа, условия и технологии биологической очистки сточных вод в аэротенках промышленного типа. Им непосредственно проводились теоретические расчеты, составлена техническая документация регламента эксплуатации воздуходувных установок на КОС и разработаны методики проведения контроля, технические задания и технология по применению флокулянтов для очистки питьевой воды, сточных вод и обезвоживания твердых осадков на иловых площадках.

Автор принимал непосредственное участие: при запуске технологического оборудования на водозаборных и водоочистных сооружениях г. Барнаула; при контрольных испытаниях и наладке лабораторного оборудования, приборов и средств контроля качества очистки питьевой и сточных вод.

Автор принимал личное участие в научно-исследовательских работах по определению удельного расхода воздуха при аэрации в зависимости от температуры, соотношения площадей аэраторов с аэро-тенком и начальной концентрации загрязнения воды, по определению влияния флокулянтов и других химических реагентов на степень осветления и очистки воды.

Автор принимал участие в расследовании причин аварий и аварийных ситуаций на водозаборных и водоочистных сооружениях, в выработке рекомендаций по восстановлению и обеспечению нормальной работы технологического оборудования. С участием автора проводились пуско-наладочные и монтажные работы воздуходувных установок и контрольно-измерительных приборов на КОС-1, КОС-2, водопроводных очистных сооружениях г. Барнаула.

Достоверность исследований

Достоверность базируется на большом фактическом материале натурных наблюдений, измерений, лабораторных исследований с применением современных контрольно-измерительных приборов, математической обработки на ЭВМ.

Точность измерений и их достоверность определеятся эсперимен-тальными константами и коэффициентами, которые лежат в доверительном интервале 5 - 7 %.

Апробация работы и публикации

Основные результаты исследований докладывались на русско-американской конференции «Проблемы управления городским хозяйством» (США, г. Сан-Диего, 1996), Научном семинаре «Региональное управление качеством природной среды» (г. Барнаул, 1996), Втором международном конгрессе «Вода: экология и технология» (Москва, 1996), Международной научно-практической конференции «Лессовые посадочные грунты: исследования, проектирование и строительство» (г. Барнаул, 1996).

Изданы: в соавторстве монография «Взаимодействие руслового процесса реки с инженерными сооружениями», «Стройиздат», Москва, 1996, 145 е.; справочное пособие «Флокулянты. Получение. Свойства. Применение», «Стройиздат», 1997.

По теме работы опубликовано 22 статьи и тезиса.

На защиту представляются следующие положения:

1. Разработанная и испытанная в лабораторных условиях контрольно-измерительная аппаратура для определения шгтенсивности аэрации и степени очистки сточных вод, позволяет проводить экспресс-анализы качества воды, а также создать автоматизированную систем}' дозирования флокулянтов и др. химических реагентов в промышленных условиях.

2. Примененная методика фотометрирования воздушно-пузырькового потока позволяет получить количественную оценку качества аэрации и увеличить производительность процесса очистки воды.

3. О высокой эффективности диспергаторов воздуха и технологии их изготовления методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.

4. Разработанная методика контроля и технология применения химических реагентов - флокулянтов, которые обеспечивают высокое качество очистки и осветление воды. Внедрена новая технология,

позволяющая добиться высокой степени обезвоживания осадка на иловых площадках.

1. Диспергаторы для очистки сточных вод, применяемые о настоящее время

1.1 Нскоюрые конструкции аэраторов

Одним из основных условий лучшего использования кислорода при биологической очистке сточных вод является нахождение его в диспергированном состоянии. Для обеспечения барботажа воздуха применяются аэраторы (диспергаторы) различного типа.

Широко распространенным типом аэратора является фильтросная пластина. Фильтросы обычно представляют собой пластину 30 на 30 см, толщиной 25 - 40 мм. Изготовляются они из дробленного шамота, связанного смесью жидкого стекла с мелкой шамотной пылью, или кварцевого песка и кокса, связанных бакелитовой смолой. В отечественной практике чаще всего применяются керамические фильтры из шамота, выпускаемые Кучинским заводом; которые заделываются на цементном растворе в железобетонные каналы аэротенка.

Плиты для аэрации Кучинского завода имеют следующие характеристики:

воздухопроницаемость......................5-7 м3'См/м2-ч-мм.вод.ст.

размер пор (основной)......................90 ± 10 мкм

кажущаяся пористость...................... 25 - 30 %

предел прочности при сжатии...........150 кг/см2

размеры.............................................300 ± 2-300 ± 2-25 ± 1 (мм)

Заделка фильтросов в бетонные каналы наиболее проста и удобна в том отношении, что позволяет обойтись малым количеством стояков, для подачи сжатого воздуха, располагаемых через 20 - 30 м. На практике выполнить эту задачу чрезвычайно сложно в связи с тем, что фильтросы выбивает при новом пуске воздуха или же воздух выходит через щели в заделке, минуя фильтросы. Замена пластин или ремонт заделки, в свою очередь, выводит на длительный срок сооружения из строя.

Иногда находят применение конструкции с чугунными, стальными, алюминиевыми или железобетонными ящиками, в которых с помощью болтов на резиновых прокладках или на растворе

смонтированы фильтросные пластины. При этом обычно расстояние между стояками, подающими воздух, не превышает 5 м.

Серьезным недостатком фильтросов является их засорение, которое приводит к ухудшению распределения воздуха в сточной жидкости. По мнению ряда авторов, наибольшее засорение происходит с внутренней стороны и обусловлено наличием пыли, окалины и ржавчины в продуваемом воздухе.

Результаты испытаний отечественных и зарубежных пористых керамических изделий на основе стекла, фосфатных и органических связок близки между собой и имеют следующие характеристики:

размер лор, мкм воздухопроницаемость, пористость,

м3-см/м2-ч-мм.вод.ст. %

300-320 45-50 39-40

250-280 38-43 39-40

200-230 33-36 40-41

150-180 25-32 41-42

120-140 18-22 42-43

100-110 10-12 42-43

80-90 5-8 43-44

60-70 3-4 43-44

40-50 1-1,5 43-44

Чтобы преодолеть сопротивление в пластинах, необходимо увеличить напор воздуха в сети и соответственно расход электроэнергии (через 4-5 лет работы аэротенков потери напора в фильтросах возрастают в 5 - 6 раз, а через 10-12 лет их необходимо менять). Изысканию способов регенерации фильтросов посвящен ряд работ. Однако предлагаемые и применяющиеся методы чистки и обжига фильтросов с последующей промывкой лишь несколько восстанавливают их проницаемость, да и то на сравнительно короткий срок. Поэтому для увеличения срока службы фильтросов применяются различные меры, способствующие замедлению засорения пластин: фильтросы делают двухслойными меньшей толщины или с более крупными порами; воздух, подаваемый к фильтросам, предварительно очищают от пыли, несмотря на столь серьезные недостатки, фильтросы достаточно широко применяются. Это объясняется тем, что фильтросы обеспечивают очень хорошее диспергирование воздуха и сравнительно высокую эффективность

его использования. Поэтому многочисленные работы по созданию аэраторов сводились к попытке устранить недостатки фильтросов. Трудности монтажа и заделки были в значительной степени преодолены применением купольных аэраторов, впервые испытанных в 1944 г. Конструкция купольных аэраторов довольно проста (рис. 1.1). Стенки и крышка цилиндра выполнены из такой же пористой массы, из какой сделаны фильтросы. В нижней части цилиндр открыт и прижимается к опорной пластине. Воздухонепроницаемость в месте соединения цилиндра с опорной пластиной достигается установкой резиновой прокладки.

Воздух подается внутрь аэратора из воздуховода через тело крепежного болта и, просачиваясь, выходит через фильтрующую поверхность наружу. Купола обычно устанавливаются на горизонтальном воздуховоде, уложенном по дну азротенка с расстоянием между центрами 225 мм. Средний расход воздуха на один купол 160 л/мин.

Испытание купольных аэраторов показало, что они. работают только верхней своей частью и воздух не продувается через боковые стенки, даже при значительном увеличении расхода воздуха на один купол. Поэтому эффективной поверхностью этих аэраторов является горизонтальная поверхность и площадь боковых стенок в расчет не принимают.

1.2 Диснергаторы воздуха, изготовленные методами порошковой металлургии

В связи с развитием методов порошковой металлургии появилось большое разнообразие пористых проницаемых материалов, изготовленных такой технологией. Эти материалы могут быть использованы не только как фильтрующие, но и как диспергаторы газов.

Рис. 1.1. - Купольный аэратор

Промышленностью выпускаются из порошка стали ПХ18Н15 по ГОСТ 130884-63 листовые фильтроматериалы двух разновидностей: пористые ленты Х18Н15-ПМ (ФНС) толщиной 0,10 - 0,25 мм и листы Х18Н15-ПМ (ПНС) толщиной 0,5 - 5,0 мм. Длина лент и листов не более 900 - 950 мм, ширина 60 - 120 мм для ФНС и 220 - 350 для ПНС. Данные о давлении (Р) при котором появляются первые пузырьки воздуха.

Марка ФНС-2 ФНС-5 ФНС-10 ПНС-5 ПНС-6 ПНС-8 ПНС-10

Р, кПа 7,85-7,96 4,3 2,16-2,26 3,73-4,9 2,16-3,92 1,38-3,43 1,18-2,45

Расход воздуха для пористых лент ФНС изменяется в пределах 10 - 36 л/(мгагсм2)

Перепад давления в р, МПа 0,025 0,05 0.075 0,10

Расход q, л/(мин-см2) 10-19 19-29 27-33 29-36

Институтом титана (г. Запорожье) совместно с другими организациями разработана и освоена технология производства пористых титановых элементов типа диска, втулки, стакана, труб, спеченных колец типа Рашига и других изделий, которые рекомендуются для примене-1шя в различных отраслях народного хозяйства.

Геометрические размеры, свойства и отпускная цена на 1989 г, элементов пористых проницаемых (ТУ 88 УССР 147.036-85) и трубчатых фильтрующих элементов (ТУ 48-10-21-74, ТУ 48-10-44-76) показаны в таблице 1.1.

Пористые титановые изделия могут изготавливаться других геометрических параметров и свойств при соответствующей доработке технологии их получения. Они находят применение как фильтрующие элементы в различных конструкциях патронных фильтров, как аэраторы в установках регенерации и обогащения сточных вод способом флотации, на установках биологической очистки, фильтрующие элементы в фильтрах Буша, элементы дренажных устройств, элементы газопоглотителей и огнепреградителей. Элементы могут свариваться аргон-дуговой, контактной и диффузионной сваркой, обрабатываться на металлорежущих станках. По сравнению с другими пористыми материалами обладают рядом преимуществ: высокой прочностью, коррозионной стойкостью, биологической инертностью, малым удельным весом

(2,3 - 3,1 г/см3), могут использоваться многократно после регенерации. Экономический эффект от внедрения пористых титановых изделий составляет от 50 до 150 тысяч рублей на 1 тонну (в ценах 1989 г.).

Таблица 1.1

Наименова Наружный Длина, Толщина Диаметр Масса Цена,

ние изде- диаметр, мм стенки, пор, мки 1шт, кг руб./кг

лии мм мм

Диск 175 — 3 60-200 0,19-0,2 61,4

Диск с отв. 175 — 3 60-200 0,18-0,19 61,4

Ф 48 мм

Втулка 80 160 10 20-200 0,7-0,9 33,7

—II— 40 30 3 60-100 0,03 76,4

—II— 21 16 2,5 60-90 0,007 78,7

Трубчатый 37 290 10 20-100 0,6-0,7 33,7

элемент 37 290 4 60-200 0,45 33,7

50 300 6 80-250 0,6 33,7

90 600 12 80-250 5,0 22,4

90 550 6 80-250 2,8 24,1

100 550 12 80-250 5,0 22,4

120 600 6 80-250 5,0 22,4

Известны в качестве диспергаторов воздушной смеси пористые керамические трубы «Аэролит» длиной 1 м и диаметром 70/40 мм производства фирмы «Шумахер» (ФРГ). Они применялись в Минске (ПО Минскводоканал). Однако в процессе эксплуатации основной и запасные комплекты труб постепенно вышли из строя в следствие их механического разрушения, заиливания и засорения пор. Попытки регенерации труб «Аэролит» в соответствии с рекомендациями фирмы - изготовителя оказались безуспешными по причинам неполного восстановления их характеристик, а также вследствие полного или частичного разрушения в процессе регенерации. Среди других недостатков трубчатых диспергаторов следует отметить в первую очередь их не высокую эффективность. Потому, что для генерации пузырьков заданного размера используется практически лишь часть поверхности выше диаметральной плоскости диспергатора. При этом пузыри, выходящие из остальной поверхности пористой трубы, коалесцируют друг с другом при ее обтекании увеличиваются в размерах. Затем эти пузыри при

всплывании увлекают за собой и коалесцируют с довольно значительной долей пузырей нормального размера, сокращая тем самым как поверхность раздела «газ - жидкость», так и время контакта за счет увеличения скорости всплывания. Все это приводит к необходимости существенно большей подачи воздуха или другого газа в трубчатый диспергатор по сравнению с плоскими (например дисковый типа «Нопол») для достижения равного газосодержания в жидкости. Об этом убедительно свидетельствует не только отечественные данные, но и сведения ведущих зарубежных фирм, наладивших в последнее время выпуск мелкопузырчатых плоских диспсргаторов указанного типа из самых различных материалов - керамики, полимеров, металлов.

В ВР НПО порошковой металлургии была разработана технология и организовано серийное производство пористых мелкопузырчатых диспсргаторов из спеченного порошка титана марки ГГГХ для систем озонирования питьевой воды. Попытки использования для этой цели порошков коррозионно-стойких сталей марок Х18Н9Т и Х18Н15 оказались безуспешными ввиду интенсивного образования на поверхности спеченных дисков в процессе продувки озоновоздушной смесью пятен коррозии. Для установки дисковых диспсргаторов в воздушную систему были разработаны конструкции корпуса и технология его изготовления методом холодного выдавливания из листа корозионностойкой стали, а также несколько вариантов монтажа диспергаторов в корпусе -как методом завадьцовки, так и на различных герметиках.

Пневматические аэраторы из спеченных порошков бронзы и титана ПА-1, ПА-2 представлены на рис. 1.2 и 1.3. Их характеристики даны в таблице 1.2.

Аэраторы ПА-1, ПА-2 поставлены и успешно эксплуатируются на очистных сооружениях промышленных и муниципальных предприятий 12 городов России, Украины, Белоруссии и Казахстана.

Технические характеристики фильтрующего элемента

Материал....................бронза, титан, коррозионностойкая сталь, никель

Размеры пор, мкм......................1 - 500

Пористость, %...........................35-50

Габариты, мм:

листы.................................до 1000x400

диаметр дисков.................до 300

трубы:

длина.................................до 1000

диаметр.............................300

Таблица 1.2

Тип аэратора ПА-1 ПА-2

Материал: пористый элемент корпус бронза полимер титан коррозионностойкая сталь

Пропускная способность, м3/ч 1,4 не менее 2

Сопротивление. Па 1000 1000

Габариты, мм: наружный диаметр высота 220 50 190 30 (со штуцером 40)

Присоединительный элемент штуцер с внутренней резьбой 172" отверстие с резьбой 3/4" (или шту цер с наружной резьбой М42х2)

0 220

2'

11/2'

Материалы: 1 - бронза; 2 - полиэтилен высокого давления Рис 1.2. - Общий ввд аэратора ПА-1

Серийным пористым диспергаторам озоновоздушной смеси из спеченного порошка титана, выпускаемым БР НПО порошковой металлургии, присвоен тип ПА-2. Изделия именно этого типа были установлены в 1988 г. на очистной водопроводной станции ПО

«Минскводоканал» и с тех пор успешно эксплуатируется без ремонта и заметного ухудшения свойств. Еще одна способность модернизированной системы озонирования - применение в качестве воздуховода трубы диаметром 200 мм, которая служит своеобразным ресивером, выравнивающим давление по объему контактной камеры.

Материалы: 1 - титан; 2 - коррозионностойкая сталь Рис. 1.3. - Общий вид аэратора ПА-2

Диспергаторы типа ПА-2 показали высокую надежность: за 5 лет ни один из них не вышел из строя, они практически не подвергались обрастанию и другими загрязнениями в силу специфики свойств исходного материала и технологии его обработки, что не потребовало регенерации. Потери давления на одном диспергаторе типа ПА-2 за 5 лет не возросли более чем до 300 мм вод. ст. (начальный перепад 150200 мм вод. ст.). Каждый диспергатор типа ПА-2 в состоянии диффундировать в воду более 3 м3/ч озоновоздушной смеси [4, 5].

2. Приборы и методы контроля газоводяного потока в процессе аэрации воды

Основной задачей, решаемой в данном разделе являлась создание методик контроля и контрольно-измерительных устройств при изучении вопросов диспергации воздуха с целью повышения качества очистки сточных вод на канализационно-очистных сооружениях г. Барнаула.

0 190

2.1. Экспериментально-промышленная установка регистрации изменений кинетической реакции газоводяного потока

В процессе аэрации воды необходима оптимизация параметров технологических параметров и режимов с целью экономии энергии и дефицитных расходных материалов. Очевидно, что при увеличении площади контакта жидкой и газообразной фаз реакции взаимодействия протекают интенсивнее. Это достигается в процессе аэрации воды уменьшением размеров пузырьков с одновременным увеличением их количества в единицу времени (производительности). Варьировать размерами пузырьков воздуха до определенного момента можно за счет применения пористых мембран, полученных методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, а производительность мембран - давлением воздуха.

Таким образом время реакции будет зависеть от 1=Г(р,п,5,к), где р - давление;

п - количество пор в плоскости мембраны;

5 - площадь пузырькового контакта, зависящая от размеров пор мембраны;

к - константа реакции.

В реальных аэраторах аргументы функции времени реакции учитываются весьма приближенно и поэтому увеличивается расход реагентов. Основной задачей, поставленной при разработке данной установки было создание иммитационных моделей процессов, происходящих в реальных аэротенках в масштабах, соизмеримых с реальными условиями. Для получения количественной оценки и оптимизации нами разработана и изготовлена экспериментально-промышленная установка (рис. 2.1), регистрирующая изменения реакции вдоль газовоздушного потока и состоящая из аэрационной камеры 1, источника излучения 9, опто-электронных датчиков 10, коммутатора 2, аналого-цифрового преобразоватсля-АЦП 3, блока оперативной памяти - ОЗУ (4), цифро-аналогового преобразователи-ЦАП (5), процессора управления 6, принтера 7 и прецезионного блока питания излучателей 8.

Аэрационная камера представляет стальной цилиндр, на дне которого размещены СВС-мембраны, боковые стенки камеры имеют сверления для установки излучателей и оптоэлектронных приемников. Приемники гальванически связаны с электронным аналоговым коммутатором, выходной сигнал которого поступает на аналогоцифровой преобразователь. Цифровой код измеренного сигнала

заносится в оперативную память. Жесткая копия измерений выводится на принтер, осциллограф или самописец через цифро-аналоговый преобразователь.

Рис. 2.1. - Схема экспериментально-промышленной установки

Процессор управления вместе с коммутатором, АЦП, ОЗУ, ПАП представляет собой многоканальный измеритель, позволяющий исследовать динамику' изменения во времени до четырех входных параметров. В приборе применен динамический опрос каналов с фиксированной частотой. Реальный временной сдвиг между выборками в соседних каналах составляет 50 мкс.

Предусмотрены три режима опроса каналов, в первом из них опрашивается 1-й канал, во втором 1-й и 2-й, в третьем - каналы с 1-го по 4-й. Результаты измерения хранятся в ОЗУ статического типа емкостью 1К 10-разрядных слов. В каждом из режимов спроса определенному каналу соответствует определенная область памяти (рис. 2.2).

2-й 4-й

1-Й канал канал 1-й 200 3-й 2-й

канал 1-й

000 000

ЗБР 300 200 100 000

а)

б)

в)

а) 1-й режим, б) 2-й режим, в) 3-й режим Рис. 2.2. - Схема распространения адресного пространства

Такая организация адресного пространства облегчает обращение к памяти при работе с ЭВМ. Как видно из рисунка, количество одновременно хранимых результатов измерений каждого параметра составляет от 256 в чстырехканальном режиме до 1024 - в одноканальном.

Процесс измерения может осуществляться пошагово, либо покад-рово в автоматическом режиме. При пошаговом измерении однократным запуском осуществляется один цикл опроса. Во время замен в автоматическом покадровом режиме происходит формирование полного банка емкостью 1Кх10 с последующим переводом ОЗУ на считывание и прекращение тактирования. В этом режиме реализуется регулируемый от 50 мке до 10 с (либо от 100 кс до 1 с) интервал между выборками в канале (шаг дискретизации). Для расширения возможностей в формировании временного окна наблюдений прибор снабжен схемой фиксированной задержки запуска. При этом фактическое начало тактирования может осуществляться как сразу, так и по истечении от 5 до 100 с с момента прихода запускающего импульса или пуска вручную.

Автономное использование измерителя облегчает встроенная индукция на светодиодах. Она позволяет отразить измерения значений параметров, номер канала, режимов записи/считывания и др.

Реализация в измерителе динамического опроса позволила обойтись одним 10-разрядньш АЦП. Прибор имеет, два ЦАПа. Выход одного из них предназначен для подачи видеосигнала, соответствующего данным любого канала, на вход вертикального отклонения осциллографа.

Выход, второго - для подачи видеосигнала любого из каналов, либо пилообразного напряжения, пропорционального двоичному код} адреса, на вход внешней развертки. В сочетании в изменяемой структурой опроса памяти это позволяет использовать сигнал с любого входа в функции от времени, либо взаимную функциональную зависимость любой пары сигналов.

В измерителе имеется возможность тактирования внешним сигналом: вручную, внешним сигналом и сигналом с выхода встроенногс компоратора по условию достижения в любом канале заданного значения входного сигнала.

Для сопряжения с ЭВМ процессор управления имеет открьпук шину данных, линию управления пусков, записью и системой флагов.

Техническая характеристика установки Количество разрядов АЦП 10

Время выборки, мкс 50/1000

Объем ОЗУ, Кбт 1

Число каналов измерения 4 Потребляемая мощность, Вт 50

Эта установка была изготовлена и испытана при участии автора на канализационно-очистных сооружениях (КОСМ) АО «Водоканал Барнаула» [10]. Результаты экспериментальных исследований на этой установке позволили спрогнозировать положительный экономический эффект применения контрольно-измерительной аппаратуры этого типа для промышленных условий.

2.2. Измеритель концентрации взвешенных частиц в воде в процессе ее очистки

В процессе очистки воды и других жидкостей от механических, химических и биологических примесей, необходимо постоянно контролировать степень ее осветления с целью оптимального расходования флокулянтов, коагулянтов и биологических добавок.

Принцип действия измерителя концентрации взвешенных частиц заключется в регистрации степени ослабления света, прошедшего через объект в процессе его рассеивания на оптических неоднородностях. Свет, проходящий через мутную среду частично рассеивается. В соответствии с законом Релея интенсивность света для малых частиц обратно пропорциональна четвертой степени длины волны света (« Л"4). В связи с этим в устройстве использовалось синее излучение (коротковолновая часть видимого спектра света). Пространственное распределение рассеянного света имело симметричный характер относительно направления первичного пучка перпендикулярного ему направления. В плоскостях, нормальных к оси исходного пучка, интенсивность рассеянного света одинакова. Для произвольного направления под углом Ь к оси первичного пучка интенсивность света равна

Фр = Ф^Нсаг2 а), где Ф\ - интенсивность в направлении, нормальном к исходному.

Новизна состоит в применении метода турбидиметрии, основанного на измерении интенсивности света, прошедшего через среду (а = 0) имеем основное уравнение, записанное в виде

Ф = Ф0ехр(-ксГ), где Ф0 - интенсивность падающего на среду света;

о 1 2

к - полярный коэффициент мутности, для сферических непрозрачных частиц радиуса Я:к = Л2;

с - концентрация взвешенных частиц;

1 - толщина слоя контролируемой среды.

На рис. 2.3 представлена конструкция экспериментального датчика с единичной базой / = 1.

Следует принять во внимание, что Ф0 задается фотоизлучателем 5 датчика (рис. 2.3), параметр Ф, регистрируется фотоприемником 6, а коэффициент мутности к - определяется опытным путем на эталонах 1 - кросс скоба; 2-компаунд в процессе калибровки и их значе-(герметик); 3 - гибкий шланг; ния заносятся в постоянное репро-4 - штепсельный разъем; 5 - све- граммируемос запоминающее уст-тодиод; 6 - фотодиод; 7 - провод ройство 7 (рис. 2.4), Тогда эта сис-(гибкий). тша в целом реализует функцию

Рис. 2.3. Экспериментальный ^

датчик С = Г(Фх) -, где Фх = Ф!Ф,,.

Точность измерения определяется экспериментальным коэффициентом мутности и лежит в доверительном интервале 5 - 7 %.

На рисунке 2.4. представлена принципиальная схема прибора для измерения концентрации частиц в воде, работающего следующим образом: во время измерения сигнал ¡7 с датчика 1, пропорциональный падающему потоку Ф поступает в устройство первичной обработки 2, далее через коммутатор 3 и2 подается на аналоговый процессор 4, домножив полученное значение и3 на £/4 = 1/к с помощью

перемножителя 5 и анало-гоцифрового и цифро-аналогового преобразователей 6 и 8 на индикатор 9 будет выведено значение концентрации взвешенных частиц в воде [22].

1 - датчик; 2 - блок первичной обработки; 3 - коммутатор; 4 - аналоговый процессор; 5 - перемножитель; 6 - аналого-цифровой преобразователь; 7 - постоянное запоминающее устройство; 8 - цифро-аналоговой преобразователь.

Рис. 2.4. - Схема измерителя концентрации взвешенных частиц в воде

Особенностью данной измерительной установки является автоматизация процесса измерения и отработки алгоритма вычисления концентрации взвешенных частиц в воде в процессе ее очистки, чем и отличается от прибора КФК.

2.3. Контроль воздушно-пузырькового потока методом фотометрирования

В предьщущих главах были исследованы и описаны методы и приборы контроля фильтрующих свойств пористых мембран, полученных СВС-тсхнологисй. В настоящем разделе предложено решение задачи, связанной с оценкой ионной поверхности межфазной границы «газ - жидкость», решение которой может быть сведено к дисперсному анализу образующихся пузырьков воздуха в воде при ее аэрации (см. рис. 2.5).

С целью количественной оценки качества аэрации и применяется методика фотометрирования воздушно-пузырькового потока [9].

В основу методики решения задачи положены следующие теоретические предпосылки. Имея однородную среду необходимо ввести величины характеризующие поглощение и рассеивание монохромного

неполяризированного света. Если предположить, что на бесконечно малый объем dV падает пучок световых лучей, плотность которых Е, тогда световой поток, поглощенный внутри объема , можно будет определить по формуле:

dF=K0-E-dVí (1)

где Кр-коэффициент частичного поглощения.

Элемент dV, далее следует рассматривать, как источник рассеянного света с силой dip в данном направлении, тогда:

dlß= p{ß)-E-dV (2)

где p(ß) - показатель рассеяния среды в данном направлении.

Световой поток dF", рассеянные по всем направлениям объемом dV. можно определить по выражению:

dF"=\dl-dco = ^-lp{ß)-do}w-dV (3)

где da - элементарный телесный угол вершина которого совпадает с элементарным объемом dV.

Если составляющую формулы (3

(1/ 4tt)J p(ß)dco обозначить через рп

то эта формула будет иметь вид:

dF" = poEdV (4)

Вследствие симметрии рассеяния вокруг направления падающей света, элементарный телесный угол da принимаем равным:

do -2nsm.ßdß, (5)

а величину

71

Ро = (1/4я')Jp(ß)dü) =(1 /4тг)|piß)2nsinpiß)sinßdß (6]

Рис. 2.5. - Фотография воз-душнопузырькового потока в процессе аэрации воды.

назовем показателем рассеяния света.

2.4. Установка для измерения гетерогенных взвесей в процессе аэрации воды

Для измерения показателя рассеяния была разработана и изготовлена установка, на которой при помощи фотометра проведены экспериментальные исследования. Пршщипиатьная схема установки показана на рис. 2.6 (вид сверху).

тальной установки. ля рассеяши света в испытуемой

воде от углов измерения

Алгоритм проведения экспериментальных исследований на данной установке был следующим: испытуемая вода наполнялась в стеклянный сосуд, стенки которого зачернены, а сам сосуд покрыт битумным лаком. В качестве источника света применялась сверхминиатюрная лампа СМ-12. Из пучка света, испускаемого лампой, при помощи диафрагмы D, имеющую в поперечном сечении форму квадрата, вырезается центральная часть. Через экваториальную прорезь в бтумном покрытии сосуда фотометром Ф производились измерения яркости свечения вырезанного диафрагмой пучка света под различными углами Д к направлению прямого свста. ¡3= 30°, 60°, 90°, 120°, 150° и 180°.

Полученные значения яркости свечения в зависимости от углов измерения приведены на графике (рис. 2.7), который построен в логарифмическом масштабе.

Измерения коэффициента пропускания, направленного света через барботированную воду, в зависимости от длины волны дали значения показателя ослабления, обозначенного к(X).

Для показателя ослабления к измерялись значения длин волн в ангстремах, полученных на программно управляемом спектрографе «Спектр М». Эта зависимость приведена на рис. 2.8.

БарбвтироЕаннал года

Оптичзски пустая е ода

400 500 600 700 Я,А Рис. 2.8. - График зависимости показателя ослабления света к от длины волны.

10 20 30 9

Рис. 2.9. - График зависимости кр от р

Показатель ослабления, вычисленный через функцию рассеяния, будет иметь вид:

к(Я) = 2 лгкрЫ (7)

где N - концентрация частиц-пузырьков в см3;

г - радиу с частицы-пузырька;

А'р = Г(р)- функция рассеяния, зависит от показателя рассеяния и представлена на рис. 2.9.

Используя зависимость кр от р и имея в виду то, что в нашем случае длина волны падающего света намного меньше радиуса частиц-пузырьков, т.е. X « г, принимаем кр» 1, тогда

к(Л)=1т-Ы (8)

из чего следует, что коэффициент ослабления к(>.) зависит от размеров частиц-пузырьков, их концентрации и мало зависит от длины волны падающего света.

Для получения зависимости коэффициента пропускания ко рассмотрим закон Бугера-Бера, при котором поглощающая способность

а{Х) = 1 - ехр[- к(Л) • /] (9)

где 1 - толщина поглощающего слоя.

К{) =ехр[-(10)

Если коэффициент ослабления к(?.) выразить через размер частиц и концентрацию

где п - количество пузырьков-частиц;

(И)

о

Б - площадь диафрагмы Б оптического канала (можно принять равной 1), то

ко - ехр[- 2ж -Лг-/] = ехр

-2яг — 8-1

(12)

примет вид

= ехр[-2ят] (13)

Следовательно, коэффициент пропускания зависит от размера и количества пузырьков-частиц в исследуемом объеме.

а) схема экспериментальной установки; б) схема БРИЗа Рис. 2.10. Блок-схема функциональных узлов установки для количественного измерения газопузырькового потока

Таким образом, получаем частную зависимость регистрируемого излучения Фр, падающего излучения Ф0 и коэффициента пропускания:

Фр = Ф0 ехр[- 2 яг«] (14)

Потоки излучения и размеры частиц-пузырьков измеряются быстродействующим телевизионным регистратором изображения БРИЗ (БРИЗ 14/2), а количество частиц вычисляется на ЭВМ, реализуя атго-ритм

1п[Фр]-1п[Ф0]

п =-^--(15)

2 т

Блок-схема функциональных узлов установки представлена на рис. 2.10 и включает в себя:

С - сосуд с водой;

Л - лампа СМ-12;

Б - диафрагма с площадью 8=1;

ОП - оптика (объектив);

ФДМ - фотодиодная матрица;

БРИЗ - быстродействующий регистратор изображений.

Таким образом, используя вышеописанную установку и, применяя выведенные формулы можно вести оперативную количественную и качественную оценку газоводяной смеси при барботировании во время биологической очистки сточных вод. Интерпретация полученных результатов дает возможность выработки критериев для автоматизации процессов очистки и рационального использования химических реагентов.

В производственных условиях необходимо следить за чистотой стекол в окнах установки и периодически их прочищать, чтобы обеспечить чуствительность фотодиодов.

3. Исследование вопросов проницаемости диспергаторов, и технологии их изготовления методом СВ-синтеза

Для замены в канализационных очистных сооружениях керамических фильтросных плиток на металлические, изготовляемые высокоэкономичным методом самораспростаняющегося высокотемпературного синтеза нами была поставлена задача разработать такую конструкцию фильтросного элемента, которая могла быть применена для промышленного производства. Также в этом разделе приведены результаты исследования различными методами и приборами проницаемости новых диспергаторов воздуха.

3.1 Конструкция фнльтросного элемента В процессе доработки и совершенствования технология изготовления фнльтросного элемента претерпела некоторое изменение. При формировании острых кромок фнльтросного элемента, особенно в местах увеличенной толщины стенок технологической оснастки, происходит недостаточное реагирование композиционного материала из-за увеличенной теплоотдачи, что снижает потенциал теплового фронта реакции. В результате этого кромка фнльтросного элемента не имеет острого контура и склонна к выкрашиванию. А это ухудшает товарный вид изделия, хотя технические характеристики фнльтросного элемента от этого не ухудшаются.

Кроме того, монтаж фильтросного элемента в воздушную систем)' с помощью резиновой втулки крепления, изготовленной опытным путем, показывает, что при установке его острые кромки могут повредить материал (резину) втулки и нарушить герметичность блока крепления по его периметру.

Фильтросный элемент имеет по большому и малому диаметрам фаски размером 3 мм с наклоном к основанию под углом 45° [11].

Рис. 3.1. - Фильтросный элемент 1 - основание, 2 - втулка, 3 - крыш-

формы.

Общий вид фильтросного элемента доработанной конструкции представлен на рис. 3.1.

б

0 55

070

ка, 4 - смесь композиционная, 5 - воронка, 6 - смесь термитная. Рис. 3.2. - Общий вид собранной

3,2. Конструкция технологической оснастки

В результате технологической доработки изготовления фильтрос-ного элемента выявились некоторые особенности конструкции оснастки.

Увеличенная толщина стенок технологической оснастки приводит к образованию непрореагированного пограничного слоя композиционного состава, что искажает геометрические размеры фильтросного элемента. В тоже время при малой толщине (1,0 мм и меньше) элементы технологической оснастки склонны к короблению, нарушению герметичности стыков, через которые образовавшийся в процессе СВ-синтеза газ вырывается наружу, вымывая композиционный состав и образуя так называемые «свищи».

Наиболее оптимальными толщинами элементов технологической оснастки, как это установлено экспериментальным путем, является 2 -4 мм. Стыки элементов и дополнительные приспособления и устройства технологической оснастки (подставки, зажимы и т.д.) не должны быть металлоемкими.

Конструкцию технологической оснастки поясняет рис. 3.2 на котором представлен общий вид собранной формы. Конструкция имеет основание 1, на которое установлена втулка 2 с крышкой 3. При поджоге композиционного состава непосредственно через отверстие в крышке 3 происходит повреждение рабочей поверхности фильтросного элемента и наблюдается неравномерность структуры его по мере удаления от центра. Для этого дополнительно вводится воронка 5, в которой осуществляется поджиг состава. Введение воронки, как дополнительного элемента технологической оснастки, играет положительную роль в том, что в ней начинается движение теплового фронта горения, формирование структуры будущего фильтросного элемента и постепенное ее выравнивание. Кроме этого исключается влияние поджигающего термитного состава, температура горения которого выше температуры горения основного состава, на рабочую поверхность фильтросного элемента, что способствует образованию равномерной структуры изделия и не повреждает его, рабочей поверхности. Конусность воронки обеспечивает в конце технологической операции простоту отделения этой части формы без повреждения поверхности фильтросного элемента (легко отделяемая прибыль).

3.3. Технологический процесс изготовления фнльтросмого элемента методом СВС

Процесс изготовления и последовательность технологических операций представлен на рис. 3.3.

Позиция 2

Позиция 3

Позиция 4

Рис. 3.3. - Последовательность технологических операций.

Сборка формы происходит в следующей последовательности. На основание 1 (позиция 1) устанавливается втулка 2 и наполнительная

рамка 3. Назначение наполнительной рамки - обеспечить дозирование композиционного состава по объему, идентичному для всех изготовляемых изделий. Объем полости наполнительной рамки определен опытным путем. Собранная таким образом форма устанавливается под бункер с шиберным затвором и наполняется композиционным составом до краев (позиция 2). Излишек смеси срезается линейкой. Затем наполненная форма помещается на вибростолик с целью уплотнения композиционного состава. Уплотнение производится в течении 8-10 сек. с периодичностью колебаний 50 ударов/сек. После уплотнения композиционной смеси и удаления наполнительной рамки излишек смеси вручную срезается линейкой до уровня верхней поверхности втулки 2 (поз. 2). На форму устанавливается верхняя крышка (поз. 3). В отверстие крышки 5 вставляется воронка 6, в которую засыпается порция основного композиционного состава 4, на поверхность которого в углубление насыпается поджигающий термитный состав 7. Термитный состав 7 поджигается открытым огнем или нагретой нихромовой спиралью (поз. 4). Загоревшийся термитный состав поджигает основной композиционный состав и начинается реакция СВС-процесса.

После окончания реакции и некоторой выдержки форма разбирается, отбивается прибыльная часть (воронка вместе с содержимым). На этом процесс изготовления фильтрующего элемента заканчивается. При необходимости производится косметическая доработка готового изделия (удаление пыльцы металлической щеткой, зачистка места удаления прибыльной части). После этого фильтросный элемент готов к применению по назначению [12].

3.4. Исследование проницаемости диспергаторов

3.4.1. Методы контроля проницаемости диспергаторов

С целью определения количества пор в диспергаторе, через которые проходит воздух при аэрации вод нами были применены два метода контроля.

Первый метод исследования проницаемости фильтров, изготовленных по СВС-технологии заключается в том, что он позволяет контролировать давление и расход воздуха, продуваемого через образец из пористого материала в атмосферной и водной среде.

Второй метод основан на оптоэлектронном принципе определения размеров и количества микропор исследуемых фильтров, через которые продувается воздух. Этот метод позволяет оперативно проводить оцен-

ку проницаемости фильтров и осветления воды не только в лабораторных, но и в производственных условиях.

3.4.2. Экспериментальная установка измерения проницаемости фильтров по расходу воздуха

Сравнительные испытания по проницаемости диспергирующих элементов из фильтросной плитки, СВС-материала и спеченной методом порошковой металлургии бронзы производились на экспериментальной установке, схема которой представлена на рисунке 2.4. Экспериментальная установка позволяет контролировать давление и расход воздуха, проходящего через образец из пористого материала. Рабочая поверхность образца имеет диаметр 26 мм. Измерения проводились при расходе воздуха в диапазоне 0,3 - 1,2 м3/час. Количество параллельных испытаний для каждого материала равнялось 3. Результаты проведенных измерений при продувании в воздух приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1.

Сопротивление материалов в воздухе, мм в.с.

Расход Бронза Плитка СВС СВС

воздуха, м3/ч фильтросная (окалина) (№-А1)

0,342 40 80 32 800

0,438 56 96 40 1040

0,534 64 144 56 1360

0,630 80 176 80 1760

0,822 144 312 144 2560

0,726 112 240 96 2160

0,918 176 416 176 3040

1,011 256 512 256 3760

1,110 320 608 320 Ф160

Ввиду того, что параметры подачи воздуха при работе дисперга-тора под водой существенно отличаются от показателей при продувании в воздух, были также проведены измерения проницаемости диспергирующих элементов под водой. Глубина погружения составляла 0,4 м. Результаты измерений приведены в таблице 3.2. Приведенные результаты скорректированы на величину пневматического сопротивления экспериментальной установки [13].

2

"V

Г*-

¡bo-*-

1 -источник избыточного давления, 2 -манометр, 3 ~1)-образный манометр, 4 -расходомер, 5 -патрон с образцом

Рис. 3.4. - Схема экспериментальной установки

Таблица 3.2.

Сопротивление материалов в воде, мм в.с.

Расход воздуха, м3/ч Бронза Плитка фильтросная СВС (окалина) СВС (Ni-Al)

0,342 224 272 192 1040

0,438 240 3004 208 1200

0,534 256 320 224 1760

0,630 288 384 240 2160

0,822 32 448 272 2460

0,726 352 512 320 - 2880

0,918 400 624 352 3600

1,011 464 736 416 3760

1,110 515 880 480 4320

Помимо различного сопротивления при одинаковом расходе воздуха образцы различных материалов отличаются количеством работающих сквозных пор. Если при одинаковом расходе воздуха на фильтросной плитке и СВС-материале наблюдается в среднем 4 работающих капиляра, а на более тонком образце из бронзы количество работающих капилляров составило в среднем 8 на площади 1 мм2.

3.4.3. Оптоэлектроиный диализатор проницаемости фильтров

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез становится наиболее перспективным методом изготовления фильтрующих элементов, обладающих стойкостью к давлению, коррозии и имеющих однородную проницаемость в объеме.

Для определения проницаемости фильтров предложена методика, которая позволяет оперативно оценить размеры микропор исследуемых фильтров по диаметрам воздушных пузырей, формируемых ими и регистрируемых линейным оптоэлектронным измерителем скорости (ЛИСК).

Измерительный стенд [21] включает в себя сосуд с водой 3, испытуемый филыр 2, компрессор 1, оптоэлектроиный датчик 4, канал связи 5, микропроцессорный блок обработки и хранения первичных сиг-

1 - компрессор 5 - канал связи

2 - фильтр 6 - блок обработки

3 - вода 7 - компьютер

4 - датчик 8 - видеоконтроллер Рис. 3.5. - Схема измерительной системы

Первичный сигнал формируется в оптоэлектронным датчике, принцип которого проиллюстрирован на рис. 3.6.

Световой поток 4 от лампы 3 проходит диафрагму 2, которая формирует оптический канал. В момент перекрытия оптического канала пузырьком, за счет рассеивания происходит изменение интенсивности светового потока, проходящего через линзу 5 и попадающего на фотоприемник 6, в котором формируется первичный электрический сигнал. Этот сигнал пропорциональный разности сечений оптического

^ 'ивых

з/ 2J А 1 - пузырек; 2

канала и пузырька, принимает значения в процессе исследования от knR2 до kn(R2 -Ar1).

Скорость изменения сигнала, А Uc / Д/ (1) пропорциональна скорости нарастания перекрытия

sa = m2-w2)iAt(2)y

где R - радиус оптического кана-формирователь ла' оптического канала; 3 - лампа * " приращение радиуса пу-накаливания; 4 - оптический ка- зырька в момент перекрытия за нал; 5 - линза; 6- фотодатчик. время At.

Рис. 3.6. - Принципиальная схема Аппроксимируя выражение

(2) со скоростью изменения выходного сигнала датчика с точностью к получаем равенство:

\2~

датчика

Д UJAt^knR2

/ At или

и /

а - два измеряемых пузырька воздуха; б - четыре пузырька; в - две группы по три пузырька. Рис. 3.7. - Кривые выходных сигналов с датчиков

Д{/,=Ц1-/£2.ДГ2) (3).

где к - коэффициент пропорциональности;

к\ - равный кдИ2\ к2 - соответственно Ш2. Нетрудно уввдеть из формулы (3), что при Аг стремящимся к г, А(/с будет стремиться к и = и0 - С4, тогда и = к(1 - кг2). Это соотношение подтверждается экспериментальными кривыми а, б (см. рис. 3.7) для случаев двух и четырех пузырей, соответственно зарегистрированных в моменты времени /[ /2 и т.д., а

также для двух ансамблей, например, по три пузырька (см. рис. 3.7 в). Дальнейшая обработка экспериментальных кривых и статистических данных осуществляется компьютером.

Известно, что сила, удерживающая воздушный пузырек на микропоре, пропорциональна сечению пересекающихся поверхностей (цилиндра поры и сферы пузырька). Нарушение баланса сил в пользу выталкивающей, происходит в момент отрыва пузырька при строгой функциональной зависимости его размера от диаметра поры.

Таким образом, величины радиусов пузырьков дают представление о размерах микропор СВС-фильтров.

4. Расчеты параметров аэрациоиной системы на основе фильтросных элементов,изготовленных методом СВС-технологии

4.1. Обоснование количества фильтросных элементов Основой расчета суммарной площади фильтросных элементов является известное уравнение Дарси

= (1) к

с1Р '

где gradP ---перепад давления на фильтросном элементе, МПа;

(1д

5 - его толщина, м;

т - динамический коэффициент вязкости воздуха, Па-с; к - коэффициент проницаемости фильтросного элемента (величина, обратная удельному гидравлическому сопротивлению),

м2;

IV - скорость диспергации воздуха фильтросным элементом, м3/(м2-с).

(2)

где Q - расход воздуха, м3/с;

5 - суммарная площадь аэрации, м2.

Комбинируя (1) и (2), имеем для искомой суммарной площади фильтросных элементов выражение

Расход воздуха на КОС-1 равен О = 181134 м3/час = 5,04 м3/с. Толщина фильтросного элемента £=0,02 м. яг=1,72Т0"5кг/(м с).

Д р-р _Р

ш 1 вод 1 возд>

где Ръол - гидростатическое давление на глубине А установки фильтрос-ных элементов (7г= 4 м, 0,04 МПа). При максимальном дав-

лении Рюзд=0,08 МПа имеем ДР =-0,04 МПа. Используя приведенные данные, получим из уравнения (3)

5 = 4,33-Ю-11-- м2, (4)

к

Рассчитанные по формуле (4) значения суммарной площади дис-пергации в функции характеристик проницаемости фильтросного элемента приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Суммарные рабочие площади и количество фильтросных элементов в конструкции

к, и2 ю-11 ю-9 10'8

5,м2 4,33 0,433 0,0433 0.00433

п 2200 220 22 2

В табл. 4.1 п=8/5ф.э означает необходимое и дЪстаточное количество фильтросных элементов с площадью каждого 8ф.э =0,00196 м2. Существующие методики определения коэффициента проницаемости не гарантируют достоверных резу льтатов. Поэтому целесообразно принять коэффициент пористой проницаемости материала (ППМ) на основе Т1-А1-С и на основе оксидов металлов (отходы производства промышленных предприятий) по порядку величины на уровне 5-10'" м2 (с учетом экспериментальных данных в нашей работе). Тогда с коэффициентом безопасности 1,5 получим

П.-11

Пэф =

4,33 -10~ -и

1

;-1,5«660шт

5-10"11 0,001% При длине магистрального воздухопровода /=80 м и двух воздуховодах в коридоре аэротенка фильтросные элементы следует расположить по каждому воздуховоду с шагом ~ 25 см.

Очевидно, при совершенствовании рецептуры и технологии фильтросного элемента значения коэффициента проницаемости будут уточнены, что может привести к корректировке расчетных данных по площади и количеству фильтросных элементов.

4.2. Оценка зжектирующего эффекта потока воздушных пузырей, исходящих из фнльтросного элемента

Для оценки зжектирующего эффекта воздушных пузырей в аэро-тенке примем следующие допущения (пояснительная схема изображена на рис. 4.1.):

- мощность, развиваемая всплывающими пузырьками воздуха (силой Архимеда), затрачивается на преодоление местных сопротивлений и трение при движении сточной воды в объеме аэротенка;

- движение жидкости в аэротенке - круговое;

- жидкость характеризуется кинематическим коэффициентом вязкости 10-10"6 м2/с и плотностью /7=1000 кг/м3;

- шероховатость стенок аэротенка А э= 0,05 м;

- коэффициент сопротивления поворотов срм= 2,5;

- длина потока 1=1 м;

- эквивалентный (гидравлический) диаметр й=48/и=2,9б м, где 8=150 м2 - живое сечение потока, а и=203 м - радиус смоченного периметра потока.

При заданном расходе воздуха на один аэротенк О„=5,04 м3/с (см. раздел 4.1) Мощность потока воздушных пузырей (силы Архимеда) М = £>в ■ р-к = 86000 Вт. Проведем расчет скорости движения жидкости, используя графический метод. Ниже изложим последовательность расчета.

1. Задаем среднюю скорость вращения жидкости в аэротенке о, м/с.

2. Рассчитаем величину критерия Рейнольдса Ис=и-

3. Рассчитаем коэффициент гидравлического трения: Х=64/ Яе, если Ле<2300 (ламинарное течение потока);

1=0,11-(68Я1е+ А э/<1э)0'25, если Ие>2300 (переходное течение потока).

4. Зная коэффициент гидравлического трения, рассчитаем коэффициент

гидравлического сопротивления <?=(%,+/- — ).

с/

5. Рассчитаем гидравлические потери АРг = <р- р- —, Па

6. Наконец, рассчитаем мощность, которую необходимо затратить на поперечное вращательное движение жидкости

Ж,а1р= АРГ и, Вт. Значение Лгаэтр в функции скорости приведены в табл. 4.2 и на рис. 4.3.

Таблица 4.2.

Расчетные данные

и, м/с б,м3/с К Д Рг, Па Натр, кВт

0,5 75 0,0400 324 24,3

0,7 105 0,0398 635 66,7

0,8 120 0,0398 930 99,6

0,9 135 0,00398 1050 141,8

Рис. 4.1. - Схема вращательного движения жидкости в аэротенке.

Искомым результатом являются значения скорости и, при котором выполняется равенство величины скорости потока воздушных пузырей и мощности затрачиваемой на поперечное вращательное движение воды (см. рис. 4.3). Поскольку N=86 кВт, то скорость вращательного движения о=0,76 м/с. Полагая, что скорость осаждения (скорость витания) частиц активного ила находится на уровне 0,1 м/с, можно считать, что перемешивание ила в сточной воде аэротенка будет обеспечено при заданном расходе воздуха.

4.3. Рекомендации по размещению фнльтросных элементов на трубе

Возможны два режима работы системы воздухоснабжения аэротенка: режим нормальной работы с подачей воздуха через фильтросные элементы в объем аэротенка; режим удаления жидкости из воздуховод-ной трубы (после включения воздуходувки) с переходом к режиму

нормальной работы. Поэтому оптимальное размещение фильтросных элементов должно удовлетворять ряду противоречивых требований:

1 - труба; 2 - фильтрос; 3 - вода; 4 - воздух Рис. 4.2. - Схема воздухоподающей трубы с фильтросным элементом.

0.4 0.5 0.6 0.7 а8 0.9 V т/с

Рис. 4.3. - Зависимость потребной мощности для обеспечения скорости вращательного движения жидкости в аэротенке.

- направление движения воздушных пузырей должно соответствовать направлению вращательного движения в аэротенке,

- расположение фильтросных элементов должно позволять осуществляться удалению жидкости из трубы;

- остаток жидкости в трубе не должен ограничивать расход воздуха через трубу.

Несоблюдение первого требования незначительно снижает эффективность системы из-за неиспользования динамического эффекта воздействия напора воздушных пузырей, выходящих из фильтросных элементов, на заполняемый объем аэротенка.

Несоблюдение третьего требования может привести к значительном)' снижению эффективности систем из-за неудаляемого остаточного объема жидкости, проникающей в трубу при остановке воздуходувки и перекрывающего сечение воздухоподающей трубы (см. рис. 4.2).

Снижение эффективности при этом пропорционально степени перекрытия сечения трубы неудаляемым объемом жидкости.

Несоблюдение второго требования делает систему неработоспособной.

Оптимальное размещение фильтросных элементов соответствует разумному компромиссу, который состоит в обеспечении расположения фильтросных элементов в нижней части воздухоподающей трубы под углом к вертикали 0 ± 15° (рис. 4.2). В этом случае обеспечивается величина остаточного заполнения жидкостью не более 2 - 5 % ее сечения, что не снижает ощутимо эффективность воздухоснабжения.

Направление отклонения от вертикали (по или против часовой стрелки) должно соответствовать направлению кругового движения жидкости в объеме аэротенка. Таким образом, при размещении воздуховодов в правой части аэротенка наиболее предпочтительным является монтаж фильтросных элементов в правых нижних половинах воздуховодов.

4.4. Экономический эффект от внедрения па КОС фильтросных элементов, изготовленных методом СВС-технолопш

При расчете экономического эффекта за базу сравнения приняты технико-экономические показатели аэрационных систем, используемых в настоящее время на КОС г. Барнаула: системы на основе фильтросных керамических плиток и системы на основе перфорированных асбоцементных или полипропиленовых труб. Во-первых, замена этих систем на аэрационную систему из новых фильтросных элементов приводит к значительному повышению надежности за счет повышения показателей прочности фильтросных элементов и запаса прочности фильтросных элементов за счет их конструкции. Во-вторых, переоснащение аэрационной системы приведет к увеличению срока службы между профилактическим ремонтом аэротенков вследствие указанных выше причин, а так же в следствии высокой коррозионной стойкости полипропиленовых материалов (ППМ).

За базу расчета экономического эффекта приняты техшпсо-экономические показатели КОС-1 г. Барнаула, где эксплуатируются 4 аэротекка с годовым пропу ском сточных вод 18250 тыс. м3 каждый.

При заданных расчетных условиях показатели экономической эффективности подтвердили целесообразность внедрения фильтросного элемента, изоготовленного методом СВС-технологии, взамен фильт-росных керамических плиток. Годовой экономический эффект от использования фильтросных элементов на КОС-1 г. Барнаула составил 69716 рублей (в ценах 1990 г.).

5. Оценка зависимости расхода воздха при аэрации от параметров сточных вод и аэротенков

Одним из основных объектов канализационных сооружений является воздуходувные станции, предназначенные для подачи сжатого воздуха в аэротенки с пневматической системой аэрации. Воздух, поступающий в аэротенки, служит для насыщения очищаемой воды кислородом и поддержания активного ила во взвешенном состоянии.

Учитывая большие затраты на ремонт, эксплуатацию и приобретение новых нагнетательных машин была поставлена задача рассчитать оптимальный удельный расход воздуха на один кубический метр очищаемой воды, в зависимости от ее температуры, исходной загрязненности и соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка.

Выбор центробежных воздуходувных машин определяется количеством воздуха, потребляемого на канализационных очистных сооружениях, и давлением воздуха, которое устанавливается при расчете системы воздухопроводов, и находится в пределах 0,04 - 0,08 МПа, но не более 0,19 МПа.

На канализационных очистных сооружениях (КОС-1) г. Барнаула воздух в аэротенки подается центробежными нагнетателями марки 36021-1. В здании воздуходувной станции установлено пять воздуходувных машин, из расчета три - рабочие, две - резервные. Объем засасываемого воздуха одним нагнетателем составляет 22500 м3/ч, давление нагнетания 1,8 ат (0,18 МПа).

Согласно технологического регламента КОС-1 удельный расход воздуха составляет 4,6 м3/м3 сточной воды. Тогда при производительности очистных сооружений 200000 м3/сут. расход воздуха должен составлять 38333 м3/ч. а при 250000 м3/сут. - 47916 м3/ч.

При пневматической системе аэрации, которой оборудовании КОС-1, удельный расход воздуха О, м3/м3 очищаемой воды, согласно СНиП 2.04.03-85 определяется по следующей формуле (1):

В-(1а-ЬО ,

0 = -

-, м /м ,

(1)

КгЬщ^Ср-С)' где В - удельный расход кислорода воздуха, мг на 1 мг снятой БПК, принимаемой при очистке до БПК, 5= 1,1 мг/л, при очистке до БПК20=0,9 мг/л;

К\ - коэффициент, учитывающий тип аэратора и принимаемый для мелкопузырчатой аэрации в зависимости от соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка Ш по таблице;

ш 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,75 1,00

Кг 1,34 1,47 1,68 1,89 1,94 2,00 2,13 2,30

для среднепузырчатой и низкопузырчатой К]=0,75 [1];

К2 - коэффициент, зависящий от глубины погружения аэратора 1»а и принимаемый по таблице, в нашем случае он принят для конкретной глубины аэротенка Ьа=5 м, К2=2,92;

П] - коэффициент, учитывающий температуру сточных вод:

п,= 1+0,02(1-20),

где 1 - среднемесячная температура воды за летний период, С;

п2 - коэффициент качества сточных вод; для городских сточных вод п2=0,85; для производственных сточных вод принимается по опытным данным, при их отсутствии п2=0,7; при наличии СПАВ принимается в зависимости от величины № по таблице [1]; в нашем случае п2=0,8;

Ср - растворимость кислорода воздуха в воде, мг/л, определяемая по формуле:

20,6.

■О.

где С\- растворимость кислорода воздуха в воде в зависимости от температуры и давления, мг/л, принимается по таблице [1, 2]; /¡а - глубина погружения;

С - средняя концентрация кислорода в аэротенке, мг/л; в расчетах принято С = 2 мг/л, исходя из данных работы КОС-1;

Ьа, Ь, - БПКп поступающей в аэротенк сточной воды и очищенной воды, мт/л.

Расчет удельного расхода воздуха для аэрации проводился на ЭВМ для различных температур в интервале от 5 до 28° С, при соотношении площадей аэрируемой зоны и аэротенка № 0,1; 0,3 и 0,5; начальной концентрации БПКписх= Ьа от 80 до 220 мг/л, конечной -Ц=15 мг/л (данные по Ьа и Ц соответствуют КОС-1 г. Барнаула).

По полученным данным были построены графики зависимости удельного расхода воздуха на аэрацию от температуры воды, от соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка и начальной концентрации загрязнений сточных вод, приведенные на рисунках 5.1 - 5.6.

• _2б ^ 24 22 20

13 16

14 12 10

8 б 4 2 О

1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,1 2,5 2,6 2,7 п

м3/ и'

Рис. 5.1. - Зависимость удельного расхода воздуха Б на аэрацию от температуры воды Т и загрязнения БПК=Ьа.

^24 22 20 18 16 14 12 10

5

6 4 2 О

2,7 З.О 3,5 4,0 4.5 D ? м3/ м3

Рис, 5.2. - Зависимость удельного расхода воздуха Б на аэрацию от температуры воды Г и загрязнения БПК=1л.

А f>— Mil ✓

А / r-

У

с* /

/ у*

/ / /

/ / /

/ /

/ / t i -f/F=o,: l-U F = 0,' i-ff F = 0, —

/ / /

l

lili

✓ "ТТТП_ /

/ / ,а=120мг/; 3-

— L- / r

— 7 /

/

/ -- i - —

/ /

/ -

/ / >-f/F = 0,

L /

lili

28 <Р26

^24 22 20 г& 16 14 12 10 8 6 4 2 О

■у- У ММ

/ у 1111 /

/ г Ьа=1бОмг/л Л

У л У

/

/ / 1/

V /

/ / У

/ / г

/ / 5

г / / 3

/ 1

лхгг

4,0

4,4

5,0

5,5

6,0 О

м3/м3

Рис. 5.3. - Зависимость удельного расхода воздуха Б на аэрацию от температуры воды Т и загрязнения БПК=Ьа.

7,3 7,5 7,7 в,0 8,2 8,4 И

м3/ м3

Рис. 5.4. - Зависимость удельного расхода воздуха О на аэрацию от температуры воды Т и загрязнения БПК=Ьа.

D , м3/ м3

Рис. 5.5. - Зависимость удельного расхода воздуха D на аэрацию от исходной загрязненности воды БПК.

£Т

м3/ м3

Рис 5.6. - Зависимость расхода воздуха на аэрацию Б, от соотношения площадей £Т и температуры воды Т.

Как видно из полученных результатов, зависимость удельного расхода воздуха от степени загрязнения исходной воды при разных температурах является практически прямолинейной, а от площадей аэрируемой зоны Г и аэротенка И близка к гиперболической. В меньшей степени на удельный расход воздуха влияет температура, в большей степени - концентрация загрязнений в исходной воде БПКп. Анализируя графики (рис. 5.2) изменения удельного расхода воздуха при

( БПК",СХ = 120 мг/л) видно, что при снижении соотношения площадей Г/Т с 0,5 до 0,3 происходит незначительное увеличение удельного расхода воздуха, которое находится в пределах 0,16 - 0,17 м3/м3.

В случае снижения соотношения Ш7 с 0,3 до 0,2 удельный расход воздуха возрастает уже в пределах 0,37 - 0,40 м3/м3, а если СТ будет уменьшена с 0,2 до 0,1, то расход воздуха будет увеличиваться в пределах 0,48 - 0,57 м3 на аэрацию одного кубического метра воды.

Графическая зависимость изменения удельного расхода воздуха от соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка № при исходной концентрации загрязнения БПКписх =160 мг/л показывает, что уменьшения соотношения СТ с 0,5 до 0,3 увеличивает удельный расход воздуха только на 0,2; а снижение № с 0,3 до 0,1 повышает расход воздуха в 5 - 6 раз т.е. на 1,1 - 1,2 м3/м3.

Аналогичная картина наблюдается для других исходных концентраций загрязнений воды БПКп и характеризуется значительным изменением удельного расхода воздуха от загрязнения исходной воды. Из этого следует, что снижать соотношение зон аэрации и аэротенка Ш7 ниже 0,2 нецелесообразно из-за резкого возрастания удельного расхода воздуха на аэрацию, а следовательно увеличения расхода энергии.

С увеличением исходного загрязнения воды идет прямопропор-циональное увеличение удельного расхода воздуха, это относится к соотношению площадей £Т от 0,5 до 0,3, когда угол наклона прямых на графике (рис. 5.5) близок к 45°. Уменьшая соотношение площадей с 0,3 до 0,1, изменяется наклон графика до 30°, это значит, что если расход воздуха в первом случае увеличивается на 50 % с увеличением загрязненности на 50 %, то во втором случае загрязненность увеличивается на 50 %, а расход воздуха должен увеличиваться на 75 %.

Анализ графиков на рис. 5.6 показывает, что если учитывать технологический регламент воздуходувных установок на КОС-1 г. Барнаула, обеспечивающих удельный расход воздуха порядка 4,5 -4,6 м3/м3, то наиболее оптимальным условием для очистки сточных вод будет соотношение площадей аэротенка № = 0,24 - 0,27 (Тюды = 14° С) или №=0,21-0,23 (при Тводы = 10 °С), при исходной загрязненности БПКп11" = 160 мг/л. Если исходная загрязненность сточных вод будет более 200 мг/л, то соотношение площадей необходимо брать №=0,5 и более, а расход воздуха не менее 5,5 м3/м3, что резко повышает себестоимость очистки воды в аэротенках с традиционными фильтрующими элементами и схемами аэрации.

Проведенные расчеты позволили определить влияние температуры сточных вод, их загрязненности в течении суток, соотношения площадей аэрируемой зоны и аэротенка на расход воздуха на аэрацию (на существующих аэротенках КОС-1). Выяснено определяющее влияние загрязненности сточных вод (по БПК) на удельный расход воздуха на аэрацию.

На основании расчетов и применения их на сточных водах с изменяющимися количествами загрязнений в течении суток внедрен метод оперативного регулирования работы воздуходувных машин, что позволило сократить необоснованные затраты электроэнергии.

Поэтому АО «Водоканал Барнаула», с АлгГТУ и другими научными организациями занимается разработкой и внедрением более экономичных и прогрессивных аэрационных систем для очистки сточных вод в нашем городе, что положительно повлияет на экологию бассейна реки Оби в нашей зоне [7, 8, 24].

6. Применение флокулянтов для повышения качества очистки питьевой воды, сточных вод и обезвоживания твердых осадков на иловых площадках КОС.

6.1. Постановка задачи

До последнего времени для очистки питьевой воды в России и в том числе в г. Барнауле в качестве осаждающего реагента (коагулянта) использовался сульфат алюминия. Однако его применение дает ряд отрицательных моментов:

- наличие остаточного загрязнения алюминием питьевой воды;

- неудовлетворительная технологичность в связи с необходимостью применения больших доз и индивидуальными свойствами сульфата алюминия;

- высокая коррозионная активность реагента, вызывающая необходимость стабилизации водопроводной воды;

- большой объем осадка и, следовательно, трудности, вызванные необходимостью его обработки.

Все это привело к постановке задачи поиска других реагентов для очистки питьевой воды и необходимости разработки методики их применения и методов контроля за влиянием этих реагентов на качество питьевой воды.

Использование флокулянгов в области очистки питьевой воды является основополагающим фактором по повышению ее качества, снижения затрат и улучшения условий труда. В настоящее время в мире более 20 компаний выпускают около 640 видов флокулянгов, что позволяет осуществить выбор флокулянта по заряду и молекулярному весу в соответствии с качеством исходной воды [2]. Два года назад АО «Водоканал Барнаула» была поставлена задача изыскать новые, эффективные методы очистки питьевой воды, сточных вод, а также обезвоживания твердых отходов на иловых площадках канализащюнно-очистных сооружениях.

Для решения этих вопросов под непосредственным руководством автора с начала 1995 г. в АО «Водоканал Барнаула» приступили к выбору флокулянта и внедрению его в технологии очистки питьевой воды.

6.2. Результаты экспериментальных исследований но применению флокулянтов для очистки воды

На основании анализов исходной воды, отбираемой из реки Обь в районе второго пояса санитарно-защитной зоны речных водозаборов г. Барнаула (от п. Володарка до железнодорожного моста через Обь г. Барнаула) в разные периоды года нами были выбраны катионные полиэлектролигы ВПК-402 и С-577 [2, 23]. Лабораторные исследования и эксперименты показали, что флокулянт марки С-577 в период высокой мутности и температуры исходной воды выше +10С образует устойчивые флокулы, что способствует хорошему осветлению исходной воды до 5 * 6 млг/л. Но при низких температурах (>4 С) и мелкодисперсной взвеси (период осеннего паводка ноябрь-декабрь) увеличивается расход флокулянта до 8-12 мг/л по активной части, флокулянг ВПК-402 работает в более широком диапазоне температур исходной воды и дисперсности взвеси. Проведенный нами экономический анализ использования флокулянтов (цена, объем затраченного продукта, аппаратурное обеспечение) позволяет сделать вывод, что ВПК-402 экономичнее С-577 на 30 % [16].

Полуторагодовой опыт применения новой технологии очистки питьевой воды с помощью флокулянтов на очистных сооружения речного водозабора (ОСРВ) г. Барнаула подтвердил теоретические расчеты и научные исследования по интенсификации процессов очистки. Эта

технология имеет рад преимуществ по сравнению с технологией очистки питьевой воды с применением коагулянтов:

- снижено количество потребляемых химреагентов на 3000-3500 тонн в год, что позволило значительно снизить приведенную (без учета инфляции и повышения тарифов на электроэнергию ) себестоимость 1 м3 очищенной воды;

- из технологической линии очистки питьевой воды выведен химреа-гентный цех,высвобождены значительные площади по приему, складированию, приготовлению и дозированию химреагентов с оборудованием стоимостью более 1,2 млрд. руб.;

- исключено коррозионное действие сульфата алюминия на оборудование, коммуникации, сооружения, что повлекло значительное сокращение средств на ремонт и восстановление;

- улучшены условия труда работников за счет исключения контакта работников с сульфатом алюминия;

- повышено качество питьевой воды, в которой в настоящее время полностью отсутствуют алюминий, цинк, медь, никель, хром, снижено содержание железа;

Рис 6.1. - Схема очистки питьевой воды с коагулянтом М^БО^з

- применение флокулянта позволило перенести точку ввода хлора после отстойников и снизить образование хлорорганических соединений;

- одним из значительных преимуществ данной технологии является возможность автоматизации процесса контроля качества получаемой воды и дозирования химреагента (флокулянта);

- исключена необходимость коррекции среды, поскольку щелочность воды практически не меняется при введении нейтрального флокулянта в малых дозах,

- значительно, более чем в полтора раза, снижен объем осадка в отстойниках и на фильтрах;

- применена методика, датчики и приборы контроля осветления и качества очистки воды приведенные во второй главе и статьях [10, 21, 22].

Описание схем старого и нового технологического процесса очистки воды приведены на рис 6.1, рис 6.2;

Коагулянт (в объеме 4000 т в год) трактором Т-4 мехлопатой загружается в автомобиль и перевозится в растворный бак 2. В бак 2 подается вода, подогретая в бойлере 3, где происходит перемешивание воздухом, подаваемым компрессором 5, концентрированный раствор

коагулянта насосом 4 перекачивается в баки мокрого хранения коагулянта 6, где происходит его растворение до концентрации 10%. Из бака мокрого хранения коагулянта 10 % раствор через щелевой дозатор насосом 7 подается в смеситель 10 сверху. Полиакриламид (ПАА) загружается в смеситель 8, где приготавливается 1 % раствор, который плунжерным насосом 9 дозируется в смеситель 10. Вода с речного водозабора подается по трубопроводу Ф1200 мм в смеситель 10 снизу, туда же дозируется хлорная вода. После смесителя вода самотеком подается в отстойник 11 и скорые фильтры 12.

Описание новой схемы очистки воды приведеной на рисунке 6.2.

Флокулянт в товарном виде (25 - 35 % раствор) из расходного бака 1 насосом-дозатором 2 дозируется в смеситель 3, куда подается вода с речного водозабора. Из смесителя 3 вода самотеком подается в отстойник 4 и в фильтр 5. Хлорная вода подается на фильтр 5. Расход флокулянга 40 тонн в год.

Контролировать качество очистки воды при помощи коагулянтов сложно. Так как в процессе растворения коагулянта в воде происходит гидролиз солей алюминия:

Л/3+ + П2О^А1(ОП)2+ +//+ А1(ОН)2¥ +Н2О^А1{ОЩ$ + Я+

Л1(01Г)2 + П202Л1(0Н)1 +Н+ .

Образовавшиеся гидратные группы снижают оптические свойства воды и при замере неотстоявшегося раствора на фотоколориметре (ФЭК-3) невозможно установить критерии в процессе коагулирования.

Преимущество очистки воды по схеме 6.2 в том, что высокомолекулярные флокулянты в процессе реакции не только захватывают свободными радикальными связями плавающие частицы, но и скручиваются в клубок, что резко повышает оптические свойства воды.

Благодаря этому и была внедрена установка по контролю качества и регулированию дозы флокулянта. Принцип ее действия: датчиком, описание которого приведено во второй главе, регистрируется изменение оптических свойств воды. Критерием оценки нулевого параметра являются оптические параметры пробы воды с мутностью 2 мг/л, а параметра 10 ед. - оптический параметр пробы воды с мутностью 9 мг/л. При увеличении мутности подается сигнал через электронные преобразователи на исполнительный механизм, который посредством

электродвигателя постоянного тока и насоса-дозатора регулирует подачу флокулянта.

6.3. Разработка н выбор оптимальной технологии обезвоживания осадка на иловых площадках КОСМ, с применением фло-кулянтов

6. 3. 1. Постановка задачи

Иловые площадки канализационных очистных сооружений № 1 г. Барнаула расположены в пойме реки Оби. Они были запроектированы и построены как резервные мощности на случай аварийной остановки цеха механического обезвоживания осадка, но так как цех не был построен из-за отсутствия финансирования, иловые площадки эксплуатируются как основные сооружения по сушке осадка. Вполне естественно, что из-за малых площадей, занимаемых иловыми картами, подсушивания осадка практически не происходит. На сегодня более 1 млн. м3 жидкого осадка с влажностью 97 % накоплено на этих сооружениях. Учитывая расположение иловых площадок в пойме р. Обь, существует постоянная угроза их размыва во время паводка, что может привести к экологической катастрофе и нарушению водоснабжения расположенных ниже по течению реки населенных пунктов и в особенности городов Камень-на-Оби и Новосибирска. Поэтому существует задача обезвоживания этого осадка с целью уменьшения его объема и удаления его в другие места складирования, а также обезвоживания осадка, образующегося в результате сегодняшней работы КОС.

С целью выбора технологии обезвоживания осадка были проработаны различные флокулянты. Это связано с тем, что необходим дифференцированный подход к осадкам разных сроков хранения. При этом были разработаны методики контроля за обезвоживанием осадка разного времени хранения и при использовании различных флокулянгов.

В процессе выбора оптимальной технологии обезвоживания осадка сравнивались три варианта обезвоживания осадка на иловых площадках с искусственным основанием на КОС-1.

Вариант первый:

Непосредственно на территории КОС-1

Флокулянт «Флокатон-200» растворяется в емкости с мешалкой объемом 2,5 м3 до концентрации 0,3% активной части и переливается в бак-накопитель объемом 10 м3 из этого бака специальной АС машиной

с объемом цистерны 3 м\ раствор флокулянта перевозится на иловые площадки, за сутки 25 - 30 м3, т.е 10 рейсов.

Сырой осадок исходной влажностью 95 % и объемом 745 м3/сут. плунжерным насосом из отстойника по илопроводу дозируется (40 м3/час) на иловую площадку, где смешивается в ершовом смесителе с флокулянтом.

Фильтрат в объеме 500 м3/сут. через дренажные системы отделяется от фугата.

Через 8-9 дней сухой осадок влажностью 65 % и объемом 146 м3 депонируется на второй иловой площадке с естественным основанием.

Затраты на обезвоживание осадка - 7 млн. руб. в сутки, из них стоимость флокулянта марки «Флокатон-200» - (70-80 кг в сутки) -2,4 млн. руб. в сутки (цены 1995 г.).

Вариант второй:

Отличается от первого тем, что транспортировка раствора флокулянта с КОС-1 осуществляется не специальной машиной, а по полиэтиленовому трубопроводу диаметром 50 мм протяженностью 2,5 км в объеме 74 м3/сут. дозируется на иловую площадку.

Общие затраты на обезвоживание по этому варианту могли быть более 350 млн. руб. т.к. необходимо провести снос строений по трассе стоимостью более 300 млн. руб. и капитальные затраты непосредственно монтажа этого трубопровода составляют 22 млн. руб. (цены 1994 г.).

Вариант третий (см. рис. 6.3.):

Предусматривает в существующих зданиях на иловых площадках дополнительно провести монтаж: бак для подогрева воды 1, растворитель с мешалкой 2, расходный бак флокулянта 3, плунжерный насос-дозатор 4. Процесс обезвоживания осадка происходит по такой схеме. Вода нагревается в баке с тэнами до температуры 40° С подается в смеситель 2, где растворяется флокулянт до концентрации 0,1 % и перекачивается в расходный бак 3, из этого бака 3 плунжерным насосом-дозатором 4 флокулянт по трубопроводу диаметром 50 мм (250) подается в ершовый смеситель. Сырой осадок из отстойника 5 дозируется насосом 6 в ершовый смеситель. Сухой ил вывозится на площадку депонирования.

Затраты на обезвоживание флокулянтом марки «Флокатон-200» (70-80 кг в сутки) составляют 23 млн.руб.

Анализ вышеизложенных вариантов показывает, что первый вариант нерентабелен из-за ежедневных дополнительных затрат на

перевозу растворенного флокулянта. Одной из главных проблем второго варианта является прокладка трубопровода по дозированию флокулянта через жилой массив, протяженностью 2,5 км полиэтиленовых труб Ф 50 мм, их сохранность от повреждений и размораживания. Третий вариант хотя и требует дополнительных затрат по организации новых рабочих мест (2 оператора и охрана) на иловых площадках, монтаж новых двух колодцев, организацию узла по растворению и дозированию с дополнительной установкой плунжерного насоса-дозатора и бака по подогреву воды, восстановление 600 м линии эл. передач от подстанции речного порта, но оказывается более рентабельным.

1 - бак; 2 - растворный бак; 3 - расходный бак; 4 - насос; 5 - отстойник; 6 - насос перекачки ила; 7 - иловая площадка с искусственным основанием; 8 - дренажный колодец; 9 - мехлопата; 10 - самосвал; 11 - площадка депонирования; 12 - прибор и установка для контроля степени мутности фильтрата; 13 - трубопровод Рис. 6.3. - Схема производственного процесса обезвоживания осадка на иловых площадках КОС-1 с применением флокуляктов

Поэтому на предприятии «Водоканал Барнаула» была создана и внедрена технология обезвоживания осадка на иловых картах с искуст-венным основанием с применением флокулянтов по схеме варианта № 3, см. рис 6.3 [2], для которого разрабатывается методики контроля

степени обезвоживания твердых осадков различных годов хранения т.к. для каждого осадка необходимо использовать свой флокулянт.

Для реализации решения этой проблемы были испытаны несколько типов флокулянтов фирм «Сайтек», «Аллайд Коллоидз» и фирмы «Флокатон». Технико-экономическое обоснование позволяет отдать предпочтение флокулянтам фирмы «Флокатон» как более доступным и дешевым. Технология обработки осадка, дозы флокулянта являются «Ноу-Хау» предприятия и не могут быть раскрыты в рамках данной работы.

Выводы:

1. Внедрение данной технологии позволило обезвоживать суточный объем осадка 745 м3 в течение 5 суток до объема 140 - 150 м3 с влажностью 65 %.

2. Проведенная экспериментальная работа по контролю состава осадка сточных вод в зависимости от срока его хранения дала возможность применить ряд флокулянтов для разработки технологии обезвоживания осадка с их помощью.

3. Проведешше исследования, разработанная и примененная технология обезвоживания осадков сточных вод на малых площадях иловых карт позволила приступить к практическому обезвоживанию осадков и их транспортированию в места складирования.

4. Примененная технология обезвоживания осадка позволяет снизить экологический риск попадания загрязнений в р. Обь.

Общие выводы

В результате проведения теоретических исследований, опытных экспериментов и промышленных испытаний в области очистки сточных вод, питьевой воды и обезвоживания осадков на иловых площадках КОС-1 в АО «Водоканал Барнаула» были получены высокие показатели качества очистки воды, которые сведены в таблицы и приведены в приложении. А также в процессе работы были достигнуты следующие результаты:

1. Впервые применен метод оптоэлектронного анализа проницаемости фильтросных элементов, позволяющий определить состояние фильтросных элементов не только при их монтаже, но и при эксплуатации.

2. Разработана конструкция и технология изготовления дисперга-торов новым, эффективным, не энергоемким методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС-технологии).

3. Разработана методика контроля за качественными характеристиками фидьтросных элементов, что позволяет вести их изготовление по заданным характеристикам.

4. Создана и опробирована лабораторно-промышленная установка, позволяющая проводить контроль за реакцией газо-воздушного потока и регистрировать его изменения, что необходимо для оценки скорости подъема пузырьков воздуха и перемешивания водо-воздушной смеси в аэротенке, в дальнейшем это позволит перейти к регулированию процесса аэрации.

5. Определение скорости перемешивания и размера воздушных пузырьков позволило регулировать работу аэротенков в целях установления оптимального и экономичного режима работы воздуходувных машин.

6. Данная работа позволяет использовать СВ-синтез для изготовления фильтросных элементов аэрационных систем канализоционных очистных сооружений.

7. Классификация флокулянтов и разработанная методика контроля их дозирования позволила разработать и применить ряд технологий по обработке питьевой воды, осадков сточных вод и фильтрата осадка сточных вод (точность контроля до 4 %).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Микробиологические показатели питьевой воды

Наименование показателя Единица измерения Норматив согласно ГОСТ 2874-82 Принятый «Водоканалом Барнаула» Норматив глубокой очистки Достигнутый показатель качества питьевой воды

Число микроорганизмов в 1 мм3 100 50 0-10

Число бактерий группы кишечн. пал. (колииндекс) в 1 дм3 не более 3 <3 <3

Таблица 2

Токсические показатели воды Химические свойства, встречающиеся в природных водах и в процессе обработки воды

Наименование Единица Норматив Принятый Достигну-

химических в-в изме- согласно «Водоканалом тый пока-

рения ГОСТ Барнаула» затель

2874-82 Норматив качества

глубокой очи- питьевой

стки воды

Алюминий остат. (А1) не более 0,5 0,25 не обн.

Бсрилий (Ве) млг/дм3 0,0002 0,0001 не обн.

Молибден (Мо) —II— 0,25 ОД не обн.

Мышьяк (Аб) —II— 0,05 0,02 не обн.

Нитраты (ЫОз) —II— 45,0 20 0-3,8

Полиакриламид, ост. —II— 2,0 1 не обн.

Свинец (РЬ) —II— 0,03 0,01 не обн.

Селен (Бе) —II— 0.01 0,005 не обн.

Стронций (Бг) —И— 7.0 3,5 0,13

Фтор (Б) не более, I и —II— 1,5 0,19 0,19

II климатич. района

Таблица 3

Органодептичсскис показатели воды Показатели обеспечивающие благоприятные органолептические свойства воды

Наименование Единица Норматив Принятый Достиг-

показателя измере- согласно «Водокана- нутый

нии ГОСТ лом Барнау- показатель

2874-82 ла» Норма- качества

тив глубокой питьевой

очистки воды

Водород показат, РН - 6,0-9,0 7,0-8,0 7,5-7,9

Железо Бе, не более мг/дм3 0,3 0,25 0,06-0,23

Жесткость общ. не более моль/дм3 7,0 4 1,4-3

Марганец, Мп, не бол. мг/дм3 од 0,05 не обн.

Медь, Си2+, не более мг/дм3 1,0 0,5 не обн.

Сульфаты (804), не бол. мг/дм3 500 250 8,4-24

Сухой остаток, не бол. мг/дм3 1000 400 100-202

Хлориды С1, не более мг/дм3 350 100 5,1-8,8

Цинк 2п+2, не более мг/дм3 5,0 3 не обн.

Таблица 4

Органолептические свойства воды

Наименование Единица Норматив Принятый Достиг-

показателя измере- согласно «Водокана- нутый

ний ГОСТ лом Барнау- показатель

2874-82 ла» Норма- качества

тив глубокой питьевой

очистки воды

Запах при 20°С и при Баллы 2 1 1/1

нагревании 60°С

Вкус и привкус при 20°С Баллы 2 1 0

не более

Цветность, не более Градусы 20 15 5-15

Мутность по стандарт- мг/дм3 1,5 1,0 0,7-1,0

ной шкале, не более

Таблица 5

Сравнительная таблица показателей состава сточных вод (Канализационно-очистных сооружений КОС-1 и КОС-2, г.Барнаула)

Наименование показателя Допустимая Принятый АО Достигну-

состава ст. вод концентра- «Водоканал Бар- тый показа-

ция, наула» норматив тель,

мг/л глубокой очистки, мг/л мг/л

Взвешенные вещества 15,000 12,000 9,000

БПК 9,000 8,000 6,000

СПАВ 0,300 0,250 0,100

Нитриды 0,140 0,130 0,100

Железо общее 0,450 0,400 0,350

Нефть и нефтепродукты 0,400 0,400 0,300

Сульфаты 48,000 45,000 43,2

Хлориды 55,000 47,000 42,5

Медь 0,06 н/о н/о

Капролактам 2,000 1,2 V н/о

Цинк 0,250 н/о н/о

Титан 0,001 н/о н/о

Гидразин 0,0001 н/о н/о

Алюминий 0,001 н/о н/о

Формальдегид 0,001 н/о н/о

Свинец 0,004 н/о н/о

Цианиды 0,001 н/о н/о

Родониды 0,001 н/о н/о

Нитраты 10,000 8,50 7

Азот амоний 4,000 3,700 2,5

Никель 0,01 н/о н/о

Хром шестивалентный 0,005 н/о н/о

Фенол 0,001 0,001 0,00

Скипидар 0,200 н/о н/о

Минерализация 477,000 400 370

Хром общий 0,030 н/о н/о

Город Барнаул обеспечивается питьевой водой на 85 % из поверхностных источников (р. Оби) и 15 % из подземных источников. Для сравнения с другими городами мира по этому показателю приведена таблица 6.

Таблица 6

Справка о соотношении источников водоснабжения крупных городов развитых стран мира

Наименование Численность Источники

городов населения, поверх. подзем

млн.чел. (%) (%)

Амстердам 1,3 52 48

Антверпен 1,1 82 18

Барселона з,з 83 17

Барнаул 0,7 85 15

Берлин 5,6 58 42

Брюссель 2,3 35 65

Вена 1,7 5 95

Гамбург 3,6 - 100

Глазго 5,2 63 37

Копенгаген 1,0 16 84

Лиссабон 2,1 45 55

Лондон 6,7 86 14

Мадрид 4,1 91 9

Москва 7,6 98 2

Мюнхен 1,6 - 100

Париж 7,1 60 40

Рим 3,1 89 11

Роттердам 1.4 90 10

Цюрих 0,5 70 30

Токио 11,3 89 11

Чикаго 5,9 88 12

Основные результаты научной работы опубликованы в следующих печатных трудах:

1. Кротов А.П.. Гончаров В.Д.. Дьячков В.Д., Клавен А.Б.. Коко-вин В Н. Взаимодействие руслового процесса реки с инженерными сооружениями. Монография, Изд-во «Стройиздат» Москва, 1996, 149 с.

2. Кротов А.П., Бутова С.А.. Гнатюк П.П., Малий В.А., Мас-лов А.П. Флокулянты. Свойства. Получение. Применение. Справочное пособие. М.: Стройиздат. 1997. 180 с.

3. Мироненко В.Ф., Мироненко К.В.. Резшпсов K.JI.. Кофа-нов СП.. Кротов А.П., Гончаров В.Д. Воздействие техногенных факторов на окружающую среду Алтайского края. / Некоторые проблемы защиты водной Среды от техногенного воздействия. / По материалам русско-американской конференции «Проблемы управления городским хозяйством». Сан-Диего, США, 1996 г. ГИПП. Издательство «Алтай» г. Барнаул, 1996 г. С. 25 - 28.

4. Гончаров В. Д.. Кротов А.П., Сайгутин Г.В. Аэраторы для очистки сточных вод. / Некоторые проблемы защиты водной Среды от техногенного воздействия. / По материалам русско-американской конференции «Проблемы управления городским хозяйством». Сан-Диего, США, 1996 г. ГИПП. Издательство «Алтай» г.Барнаул, 1996 г. С. 18-23.

5. Кротов А.П., Гончаров В.Д., Вольпе Б.М. Проблемы и состояние водопользования в Алтайском крае и Барнауле. / Некоторые проблемы защиты водной среды от техногенного воздействия. / ГИПП. Издательство «Алтай». Барнаул. 1996. С. 11 -15.

6. Мироненко В.Ф.. Мироненко КВ., Резников K.JI. Кофанов С П., Кротов А.П.. Гончаров В.Д. Решение некоторых проблем снижения загрязнения водного бассейна промышленными отходами. / Некоторые проблемы защиты водной среды от техногенного воздействия. / ГИПП. Издательство «Алтай». Барнаул. 1996.С. 29-31.

7. Гончаров В.Д., Евстигнеев В.В., Кротов А.П., Самарин A.B. Экологические проблемы водных ресурсов Алтая и сточных вод г. Барнаула. Журнал «Водоснабжение и санитарная техника» № 8. г. Москва. 1996. С. 13 -14.

8. Гончаров В.Д., Кротов А.П., Самарин A.B. Водные богатства Алтая и оптимизация системы аэрации Барнаульских очистных сооружениях. Журнал «Обской вестник» № 2 - 3, г. Барнаул, 1996.

9. Гончаров В.Д.. Гуляев П.Ю.. Коротких В.М., Кротов А.П. Фотометра дисперстных гетерогенных взвесей в процессе аэрации воды. Журнал «Обской вестник», № 2 - 3, г. Барнаул, 1996 г.

10. Гончаров В.Д., Коротких В.М.. Кротов АП,, Кротов А.А. Эксперименгально-промьпиленная установка регистрации изменений кинетической реакции газоводяного потока в процессе аэрации воды. Информационный листок № 470 - 96, АлтЦНТИ, Барнаул, 1996. 4 с.

11. Кротов А.П.. Вольпе Б.М., Гончаров В.Д.. Сайгутин Г.В. Технология изготовления пористых проницаемых материалов методом СВС. «Вода: экология и технология». Второй международный конгресс. Тезисы докладов 17-21.09.96, Москва, 1996. С. 216 - 217.

12. Вольпе Б.М.. Гончаров В.Д.. Кротов А.П.. Сайгутин Г.В. Изготовление диспергаторов воздуха методом порошковой металлургии. «Вода: экология и технология», Второй международный конгресс. Тезисы докладов 17-21.09.96, Москва, 1996. С. 177 - 178.

13. Глечиков С В.. Гончаров В.Д., Коноплин Ю.П., Кротов А.П. Исследования проницаемости диспергантов воздуха, полученных технологией СВС. Сборник научных трудов кафедры ТАП. Издательства АлгГТУ, г.Барнаул, 1996. С. 57 - 59.

14. Кротов А.П.. Маслов А.П. Разработка и применение новой технологии очистки водопроводной воды в г. Барнауле с применением флокулянтов. Журнал «Обской вестник» №№ 2 - 3. Барнаул. 1996. С. 72 - 74.

15. Кротов А.П. Надежность водопроводно-канализационной системы - важный фактор в жизнеобеспечении города. Журнал «Обской вестник» №№ 2-3. Барнаул. 1996. С. 60 - 62.

16. Кротов А.П., Маслов А.П. Предпосылки к внедрению норм ПДС (предельно-допустимых сбросов) для водоемов рыбозяйственного пользования и пути их внедрения. Журнал «Обской вестник» №№ 2-3. Барнаул. 1996. С. 83 - 87.

17. Кротов А.П.. Маслов А.П., Галкина Л.Н.. Дубровская Т.В.. Очканова А Н.. Щетинин С. Д. Исследование возможности применения зон шпри-дснитрификации в реконструируемых аэротенках на канализационных очистных сооружениях № 1 г. Барнаула. Журнал «Обской вестник» №№ 2 - 3. Барнаул. 1996. С. 88 - 94.

18. Дубровская Т.В.. Кротов А.П., Маслов А.П. Второй международный конгресс «Вода: экология и технология». ЭКВАТЕК - 96. Журнал «Обской вестник» №№ 2-3. Барнаул. 1996. С. 96 - 100.

19. Березнюк В.Т.. Кротов А.П.. Пальму В.Ф. Особенности проектирования, строительства и эксплуатации гидротехнических сооружений на лессовых просадочных грунтах. Тезисы докладов международной научно-практической конференции по лессовым просадочным грунтам. Изд-во АлгГТУ. Барнаул. 1996. С. 93 - 97.

20. Кротов А.П.. Ситкин Г.А.. Ковров В.М.. Хвостов A.A. Прокладка и эксплуатация подземных коммуникаций в просадочных грунтах. Тезисы докладов международной научно-практической конференции по лессовым просадочным грутггам. Изд-во АлтГТУ. Барнаул.

1996. С. 113 - 118.

21. Коротких В.М.. Гончаров В.Д.. Кротов А.П. Анализатор проницаемости фильтров, изготовленных по СВС-технологии. Информационный листок. № 139 - 97, АлтЦНТИ. Барнаул. 1997. 4 с.

22. Коротких В.М.. Кротов А.П., Гончаров В.Д. Измеритель концентрации взвешенных частиц в воде в процессе ее очистки. Информационный листок. № 138 - 97. АлтЦНТИ. Барнаул. 1997. 4 с.

23. Кротов А.П., Бизяева P.M., Иванов В.М. Применение природного цеолита, клиноптиолита в технологических процессах очистки воды. Материалы 54-й научно-технической конференции НГАС. г. Новосибирск. 1997. С. 71 - 72.

24. Кротов А.П., Бизяева О.М.. Иванов В.М. Воздуходувное хозяйство сооружений биологической очистки КОС г. Барнаула. Материалы 54-й научно-технической конференции НГАС. г. Новосибирск.

1997. С. 28-29.

Подпись автора: (f^*