автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Разработка и исследование процессов водоподготовки в мобильно-картриджных системах децентрализованного водоснабжения малых населенных мест

На правах рукописи (3г

ОНКАЕВ ВИКТОР АДЖИЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОДОПОДГОТОВКИ В МОБИЛЬНО-КАРТРИДЖНЫХ СИСТЕМАХ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ МАЛЫХ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ (на примере Южного федерального округа)

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2010

004600225

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

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор СЕРПОКРЫЛОВ

НИКОЛАЙ СЕРГЕЕВИЧ

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

кандидат технических наук

Ведущая организация:

ЩЕРБАКОВ

ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ

ГОУ ВПО «Воронежский государственный

архитектурно-строительный университет»

СКРЯБИН АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ ОАО МУП «Водоканал», г. Ростов-на-Дону ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия»

Защита состоится

2010

/е. оо

ч. на заседании

диссертационного совета ДМ 212.026.05 в ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет» по адресу: 344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162 (ауд. 27, корп.2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Автореферат разослан марта 2010 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

Юрьев Ю.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. В государственном докладе «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2008 году» отмечено, что в сельских поселениях страны эксплуатировались 58 581 водопровод (83,6 % от числа водопроводов в целом по России), из них не соответствуют санитарным правилам и нормативам 11 470 (19,6 %). Не соответствуют: по гигиеническим показателям (общей минерализации) в Калмыкии - 24,5 % и Ростовской области - 16,3 %; по содержанию химических веществ, нормируемых по санитарно-токсикологическому признаку (хлороформ, формальдегид, кадмий, хром, никель и т. д.) в Калмыкии - 26,4 %,в Архангельской области - 12,3 %. В целом, доля проб воды из сельских водопроводов, не соответствующих гигиеническим нормативам, составила: по санитарно-химическим показателям -22,2 %, по микробиологическим - 5,9 %.

В СССР обеспечение водой сельских поселений преимущественно решалось путем присоединения их к централизованным системам водоснабжения или путем строительства крупных групповых водопроводов. В настоящее время, в связи с нехваткой средств у муниципалитетов, невозможно привязать комплекс дорогостоящего оборудования по дополнительной очистке и кондиционированию воды или построить новые групповые водопроводы. Такое положение дел характерно для ряда регионов на постсоветском пространстве.

Альтернативой для малых населенных мест могут быть децентрализованные системы водоснабжения, обоснование и исследование которых определяет актуальность настоящей работы.

Цель исследования - разработка и исследование процессов и устройств водоподготовки в мобильно-картриджных (МК) системах децентрализованного водоснабжения малых населенных мест.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи: разработка принципов построения и организации МК-систем на основе гибких взаимозаменяемых процессов очистки природных вод различного состава и методов унификации отдельных узлов и оборудования водоподготовки;

анализ основных современных методов и оборудования водоподготовки, с целью выявления наиболее значимых, для их дальнейшей оптимизации;

исследование и оптимизация передвижного сборно-разборного водозабора с рыбоотводным устройством струйного типа;

исследование гетерогенных металлокомплексных катализаторов применительно к водоподготовке речной воды для выделения загрязнений, обеззараживания и консервации воды;

создание и отработка опытно - промышленных децентрализованных систем водоснабжения для Южного федерального округа.

Поставленные задачи решали в лабораторных условиях на кафедре «Водоснабжение и водоотведение» ГОУ ВПО «РГСУ» и в промышленных МК-системах децентрализованного водоснабжения хозяйственно-питьевых вод ЮФО.

Объект исследования: МК-система децентрализованного водоснабжения малых населенных мест.

Предмет исследования: процессы очистки и оборудование водоподготовки небольших объемов хозяйственно-питьевых вод для малых населенных мест из поверхностных водоемов.

Основная идея работы состоит в обосновании концепции, технологических процессов и технических решений МК-системы децентрализованного водоснабжения для ряда водопотребителей, расположенных в экономически целесообразной зоне удаления.

Методы исследования: химические и санитарно-гигиенические анализы состава исходных и очищенных вод, свойств загрузок, выполнялись по действующим методикам с применением поверенного аналитического оборудования; активный и пассивный эксперимент на модельных и производственных установках по общепринятым в практике методам очистки вод. Обработка результатов проводилась по стандартным программам математической статистики.

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

Научная новизна работы заключается в том, что:

- предложена концепция и структура унификации децентрализованного водоснабжения малых населенных мест на базе МК-системы;

- разработана методика расчета сборно-разборного рыбоотводного устройства струйного типа на водозаборах МК-системы из поверхностных источников;

- получены регрессионные уравнения, характеризующие зависимость эффективности процессов очистки речной воды при применении различных типов катализаторов от органических загрязнений;

- установлены оптимальные условия и зависимости эффективности комплексного метода обеззараживания-консервации очищенной воды на основе применения

каталитического обеззараживания и овицидного препарата (БИНГСТИ) с консервантом бензоатом натрия или серебросодержащих дезинфектантов.

Практическое значение полученных результатов: на основе унификации процессов очистки вод в МК-системах сформулированы принципы построения технологических схем, компоновки состава оборудования и устройств водоподготовки, предложена методика их оптимизации на стадии проектной разработки и эксплуатации базовых центров технологий;

установлена эффективность металлокомплексных гетерогенных катализаторов в процессе выделения растворенных органических загрязнений, частичного снижения мутности и цветности речной воды без предварительной коагуляции и флокуляции;

предложена инженерная методика расчета и оценены экономические, технологические и экологические показатели МК-систем.

На защиту выносятся следующие основные научные положения: для децентрализованного водоснабжения малых населенных мест экономически, экологически и технологически целесообразно создание территориальных базовых центров водоочистных технологий;

унификация процессов очистки вод в МК-системах определяет построение технологических схем, компоновку состава оборудования водоподготовки и позволяет вести их оптимизацию на внешнем и внутреннем уровнях применения;

упрощенный сборно-разборный водозабор струйного типа пригоден для экипировки передвижных, плавучих и стационарных МК-систем;

полученные экспериментально данные о степени очистки речной воды с применением металлокомплексных гетерогенных катализаторов позволяют вести процесс без предварительной коагуляции и флокуляции, а также обеззараживание и консервацию воды применительно к МК-системе;

регрессионные зависимости позволили разработать методику расчета эффекта очистки вод от загрязнений и рекомендации на проектирование МК-системы.

Связь с научными программами: работа выполнялась по тематическим планам НИР кафедры «Водоснабжение и водоотведение» ГОУ ВПО «РГСУ» по госбюджетной теме № 01.9.40001739 «Совершенствование процессов очистки природных и сточных вод южного региона страны с учетом экологических требований», а также в рамках подпрограммы «Архитектура и строительство» Минобрнауки РФ по проекту «Разработка концепции и опытно-промышленная отработка мобильно-картриджной системы водоснабжения малых населенных мест Юга России», шифр 07.01.365.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на международных научно-практических конференциях: института инженерно-экологических систем ГОУ ВПО «РГСУ» ("Строительство-2003 - 2010" г. Ростов-на-Дону); ЮРГТУ (НПИ) - "Техновод - 2004", г. Новочеркасск; межрегиональной научно-практической конференции - "Научные подходы к решению проблем производства продуктов питания" г. Ростов-на-Дону, 2003 г.; конференции по проблемам водоснабжения «Питьевая вода: проблемы, пути решения» (Элиста, 2004 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в т. ч. 2 в рецензируемых изданиях (ВАК).

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 156 страницах основного текста; состоит их введения, пяти глав, выводов, списка литературы, содержит 28 таблиц, 36 рисунков. Список литературы включает 125 источников, 18 из них иностранные.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, приведены положения научной новизны и практической значимости полученных результатов, сведения о внедрении.

В первой главе анализируется современное состояние систем централизованного водоснабжения малых населенных пунктов как в России и в странах ближнего зарубежья, так и мировой опыт.

Системы подачи и распределения воды стареют, что ведет к росту числа аварий и, соответственно, к увеличению объема утечек. Так, например, суммарные потери в водопроводных сетях по Республике Калмыкия из-за износа труб достигают 30-50% и более добытой воды.

Такое состояние характерно не только для малых населенных мест Южного Региона нашей страны, но и близлежащих стран СНГ со сходными климато-геологическими и социальными условиями, особенно для сельской местности.

Учитывая комплекс социально-экономических факторов,актуальным становится вопрос создания малозатратных систем децентрализованного водоснабжения - территориальных базовых центров водоочистных технологий и материалов (ТБЦВТ), которые с учётом качества воды водоисточника данного населённого пункта обеспечивают стационарную или периодическую очистку вод, соответствующую действующим нормам.

Во второй главе изложены принципы и основные положения концепции построения и организации МК - системы водоснабжения малых населенных пунктов (рис. 1).

При стационарной схеме очистки вод ТБЦВТ поставляет высококачественные материалы (активные угли, катализаторы, дезинфектанты) в форме картриджей или возвратных зернистых материалов. Отработанные картриджи или материалы проходят реактивацию в ТБЦВТ и вновь используются в технологии очистки вод.

При периодической схеме очистки к резервуарам чистой воды в населённом пункте по согласованному графику прибывает передвижная (может быть, плавучая) платформа, на которой смонтирована водоочистная установка, и нарабатывает расчётное (недельное, месячное) количество воды и обрабатывает ее дезинфектантами (консервантами) пролонгированного действия. Регенерацию очистных аппаратов осуществляют также на базе ТБЦВТ.

Принципиальные положения мобильно-картриджной системы:

1. Ствцшырны! устяяямки и ».пят* т)

г. мобильны* гс#п«мо«ми ПО ОЧ1КД1М мл

Рисунок I - МК - система децентрализованного водоснабжения

Исходя из организационно - технологических признаков, подобную схему обеспечения населения высококачественной питьевой водой предлагается назвать МК-системой водоснабжения. Создание ее включает следующие организационно -правовые этапы.

1. На основе имеющейся априори аналитической базы или экспериментально с помощью мобильного экспресс-анализатора уточняется состав воды в источнике водоснабжения малого населенного пункта и определяется требуемая технология ее обработки. При этом компьютерный выбор схемы ведется в соответствии с "Классификатором технологий очистки природных вод" НИИ ВОДГЕО.

2. По согласованию с администрацией муниципального образования принимается стационарный или мобильный тип очистных сооружений.

3. Согласовывается с территориальными органами Роспотребнадзора технология очистки вод.

В сложившейся в настоящее время социально-экономической ситуации с позиций единовременных затрат и последующей эксплуатации для большинства малых населенных пунктов Южного региона страны, по-нашему мнению, наиболее рациональными являются варианты:

а) установка компактных водоочистных станций производительностью до 100 м3 в сутки на базе водонапорной башни;

б) применение блочных мобильных компактных водоочистных станций для населенного пункта в целом;

в) установка водоочистного оборудования коллективного пользования (на группу домов) производительностью 20-30 м3 в сутки;

г) установка водоочистного оборудования индивидуального пользования (на отдельный дом) производительностью 1-5 м5 в сутки.

Характерной чертой современной практики очистки вод является непрерывное увеличение, совершенствование номенклатуры и объемов внедрения очистного оборудования, выпускаемого отечественными и зарубежными производителями, обоснованный выбор которых представляет сложную задачу, в решении которой значительная роль принадлежит унификации. Построению структуры многоуровневой унификации систем водообработки посвящены работы В.А. Егорова и Б.И. Кнохинова, В.В. Найденко и JI.H. Губанова. Базируясь на них, декомпозицию МК-системы водоснабжения предлагается произвести на шесть уровней унификации (рис. 2): I — комплексные технологические схемы водоснабжения; II - водозабор; III - станция очистки; IV -модуль, обеспечивающий очистку одного потока исходной воды; V - функциональный блок, представляющий собой часть модуля очистки исходной воды; VI - элементы функционального блока, представляющие собой его часть.

Структура унификации и контуры оптимизации МК-системы водоснабжения из поверхностных источников

Комплексны* системы *одоснжбжфния / j насшлвнноло пункт» Водомбор «очистной _____,*o**nst*#c +рлспред*лвнш II j шоды

Модулы ршисшпмой W1 очистки •

Функц иомлъ ни <2 блок р«Ш9«нтной очистки; см*сит*ль у i отстойник__

s............—--------------------—

i алМММЧЯШ фуМИЦиОМЛШМО бЛОЯ. 1 ршстоормыв ирясхо&ялблки, } насос -Оозлтор, смеситель,

Компоненты mumhuoi; диеклюшлтч, тонкослойный лломтнт, нлсое-йоэлтор, электрический шкаф,

VII! --------------

Рисунок 2 - Уровни унификации и контуры оптимизации МК - системы

В зависимости от поставленных оптимизационных задач декомпозиция объекта на уровни может несколько изменяться и детализироваться вплоть до элементов и их деталей. В частности для МК-системы водоснабжения из поверхностных водоемов нами предлагается следующая структура унификации:

I - комплексная система водоснабжения населенного пункта;

II - водозабор - стационарный или мобильный комплекс очистки сырой воды - бюветный пункт или локальная сеть распределения питьевой воды;

III - комплекс очистки сырой воды в целом, состоящий из следующих модулей (в зависимости от качества, в первую очередь мутности, исходной воды):

III. 1 - модуль предварительной очистки на металлокомплексных каталитических фильтрах (очистка от органических соединений с возможным частичным осветлением и обесцвечиванием);

III.2 - модуль реагентной очистки (предварительного осветления с использованием коагулянтов (при необходимости);

111.3 - модуль двухступенчатого напорного фильтрования через двухслойную каталитически активированную загрузку;

111.4 - модуль финишной глубокой очистки воды на фильтрах с активным углем и катализатором (при необходимости); как варианты - замена обратным осмосом или на ионообмен);

III. 5 - модуль обеззараживания воды с использованием УФ и консервантов;

III.6 - модуль сбора рассолов (элюатов, дилюатов и т. п.), если такие имеются, и вывоз их для переработки с утилизацией продуктов на ТБЦВТ;

IV - модуль в целом, например, реагентной очистки вод;

V - функциональный блок реагентной очистки вод: смеситель; тонкослойный отстойник со встроенной камерой воздушного перемешивания и т. п.;

VI - элементы функционального блока реагентной очистки вод: растворно-хранилищный бак коагулянта, насос-дозатор, емкость смесителя, механическая мешалка, тонкослойный модуль, камера хлопьеобразования;

VII - компоненты элементов функциональных блоков: диск с лопастями механической мешалки, тонкослойный элемент и т.д.

Имея построенную структуру объекта унификации, оптимизацию его оборудования ведут путем декомпозиции на два уровня: внутренняя -оптимизация всех основных параметров каждого модуля, функционального блока, компонента; внешняя - совместная оптимизация главных параметров в целом, установки и объемов выпуска каждой.

После построения схемы для очистки воды из конкретного водоисточника и ее декомпозиции на уровни унификации, с целью выявления потребности предлагаемой технологии, решается задача построения оптимального типоразмерного ряда установок, входящих в нее и удовлетворяющих потребности ТБЦВТ, обслуживающего ряд населенных пунктов.

Анализ современных методов обработки природных вод и оборудования для забора, очистки и обеззараживания воды (стоимость, материалоемкость, компактность, эксплуатационные затраты, простота и надежность) позволил выявить технологически и экономически весомые комплексы и модули: технология обеззараживания и консервации (при необходимости) очищенной воды, водозаборный комплекс, модуль очистки, а именно, предочистки сырой воды.

В третьей главе проведена теоретико-экспериментальная оценка и оптимизация внешнего контура МК-системы «водозабор - рыбозащита», важным элементом которого является сборно-разборное водоприемное устройство, удовлетворяющее требованиям: простота, минимальная материалоемкость, рыбозащита (рис. 3).

и

Рисунок 3 - Расчетная схема напорного водовода: 1 - патрубок,2 - раздающая труба, 3 - сопло.

Это потребовало разработки методики расчета расходных характеристик напорного водовода струйного типа с учетом выполнения расчетов на ПЭВМ. На этапе разработки вариантов конструкции учитываются ограничения: 1) суммарный

расход через распределительную трубу не может быть больше определенной

величины тМ) а максимальный напор во входном сечении Н0 не может быть больше Н0 тах; 2) среднюю скорость истечения из патрубка не следует принимать более 10 м/с, чтобы не травмировать молодь рыб; 3) диаметр отверстия патрубка нельзя выбрать меньше ¿„ т„ - величины, выбираемой с учетом условий засорения, механической прочности патрубка и возможности сварки; 4) диаметр отверстия раздающей трубы не может быть меньше Втш, чтобы избежать биообрастания при малой скорости.

С учетом указанных ограничений нами составлен алгоритм расчета расходных характеристик.

Алгоритм расчета расходных характеристик водозабора с рыбозащитой ос VI

Нвх= Но г— 2д

ь = Ш,41/1,9+?п + 0.9 ~ (рЛ~г

и2 \ 03г )

Коэффициент ^су можно принять по рекомендациям Хецуриани Е. Д., равным 0,4; <£п - коэффициент потерь при повороте потока в колене патрубка; ап-коэффициент Кориолиса в выходном сечении патрубка.

На основе алгоритма вычислений разработана специальная программа расчета для ПЭВМ и произведены вычисления при следующих исходных данных, относящихся к модели напорного водовода:

^еъм

0,9 1,0

2,0 {32*10'м*с 0,91,0

2,0 (22*10 м'/с

Рис.4. Расходная характеристика модели напорного водовода: Кэ=0,0015мм; расчетные точки при (1„, мм: 1-2,7; 2-2,8; 3-2,9; 4-результаты эксперимента.

Рис.5. Расходные характеристики модели напорного водовода при различной шероховатости стенок (расчет); значения ё„ (мм) и Кэ(мм) соответственно: 1 -2,7 и 0,01; 2-2,7 и 0,0015; 3-2,8 и 0,01; 4-2,8 и 0,0015.

Я, = 0; ц, = 0,696. Фс = 1,0; с!с = 2,7 ММ; <„=0,4;

¿п = 2,7 мм; О = 8,0 ММ; I, = 75 ММ; 5 = 10;

число патрубков *-/ = 9; кэ=0,0015 мм; у = 1Д5 10"й м2/с; 5=9,81 м/с2; а = 1,0.

Кроме того, был произведен расчет при диаметре отверстий патрубков 2,8 и 2,9 мм и тех же остальных исходных данных (рис.4,5). Эксперименты были выполнены в гидравлической лаборатории Московского гидромелиоративного института.

Поскольку совпадение результатов расчета с экспериментом удовлетворительно, разработанная методика может быть использована для расчета расходных характеристик напорных водоводов при проектировании водозабора из поверхностных источников для МК-систем.

В четвертой главе проведена экспериментальная оценка и оптимизация внутреннего контура МК-системы (по ХПК) для предварительной обработки речной воды. Исследована эффективность применения катализаторов с целью выбора загрузки фильтров МК-системы.

Одним из экономичных и экологичных методов, предотвращающих образование хлорорганических соединений, является глубокая предварительная очистка воды от органических загрязнений на основе каталитических процессов. Высокий окислительный эффект обусловлен образованием на активных центрах катализатора супероксидных и пероксидных радикалов О2 , 02 , которые являются более активными окислителями, чем молекулярный кислород.

Исследовано влияние различных типов катализаторов на процесс изъятия растворенных органических веществ из речной воды (табл. 1-3).

Таблица 1 - Показатели очистки вод по ХПК на катализаторе НИЦ «ПУРО»

Высота слоя катализатора, м ЧГ, м3/мг*ч ХПК воды

До установки, мг/л После установки, мг/л Эффект, %

0,4 5 78,4 39,2 50,00

15 64,2 29,83 56,7

0,7 10 68,9 44,2 35,8

68,9 43,75 36,50

68,9 43,23 37,25

1 5 37,7 35,1 6,9

15 37,7 32,9 12,73

Таблица 2 - Показатели очистки вод по ХПК на полифункциональном катализаторе

Высота слоя катализатора, м Ч г> м3/м2*ч ХПК воды

До установки, мг/л После установки, мг/л Эффект, %

0,4 5 64,2 28,4 55,8

15 64,2 37,25 42

0,7 10 68,9 44,78 35,00

68,9 44,1 36,0

68,9 42,7 38,0

1 5 37,7 29,2 22,55

15 37,7 31,6 16,18

Таблица 3 - Показатели очистки вод по ХПК на адсорбенте - катализаторе

Высота слоя катализатора, м Ч г. м7м2*ч ХПК

До установки, мг/л После установки, мг/л Э,%

0,4 5 64,2 32,35 49,60

15 64,2 30,4 52,7

0,7 10 68,9 34,4 50,07

68,9 34,8 49,5

68,9 34,24 50,3

1 5 37,7 34,6 8,22

15 37,7 33,1 12,20

Дополнительно контролировали эффект очистки воды по мутности и цветности. Эффект снижения мутности и цветности наблюдался только при

очистке воды на катализаторе ООО СКО НИЦ «ПУРО» (табл. 4), мутности - на полифункциональном катализаторе ООО «Катализ» (табл. 5).

Таблица 4 - Показатели очистки вод по мутности и цветности на катализаторе

НИЦ«ПУРО»

Высот слоя, м ЧГ, м3/м2*ч Мутность, мг/дм3 Цветность, град.

До установки После установки Э,% До установки После установки Э,%

0,4 5 11,92 5,50 53,86 15,00 12,50 16,67

15 12,5 2,43 80,56 24,00 15,00 37,50

7,93 1.14 85.62 25.00 15,00 40,00

0,7 10 7,93 1.21 84,74 25,00 15,00 40,00

7,93 1,00 87,39 25,00 15,00 40,00

5 11,57 5,00 56,78 30,00 30,00 0,00

1 15 11,57 4,28 63,01 30,00 17,50 41,67

Таблица 5 - Показатели очистки вод по мутности на полифункциональном катализаторе

Высота слоя катализатора, м Чт, м'/м2«ч Мутность, мг/дм3

До установки После установки Э,%

0,4 5 11,92 9,00 24,50

15 11,43 4,00 65,00

0,7 10 15,64 3,93 74,87

15,64 3,00 80,82

15,64 2,86 81,71

1 5 11,57 9,28 19,79

15 11,57 4,78 58,69

Для оптимизации эффективности очистки вод по ХПК, %, (У) в зависимости от гидравлической нагрузки и высоты слоя катализатора исследования проводили

с использованием полного факторного эксперимента типа 22: 1. яг -гидравлическая нагрузка в интервале от 5 - 15 м3/(м2.ч) - Ъ\\ 2. Ь - высота слоя катализатора от 0,4 -1,0 м - Ъ^ Обработкой экспериментальных данных получены адекватные уравнения регрессии, по которым рекомендуется вести расчет эффекта очистки вод: %

- катализатор ООО СКО "ПУРО"

У= 51,577 - 2,730 * г, + 33,633 * Ъг - 2,Ъ2*гх*Ъг;

- катализатор "Полифункциональный"

У = 214,123 - 16,823 -214,933 *1г+ 19,813*2,*22;

- "Адсорбент-катализатор"

У= 91,917 -6,503 * г, -28,567 + 3,413^ *12.

После оценки эффектов парных взаимодействий и проведения процедуры оптимизации функции выхода были получены следующие результаты (табл. 6).

Таблица 6 - Оптимизация высоты фильтрующей загрузки по эффекту очистки вод поХПК

Высота загрузки, м Эффект очистки, %

0.4 28.45

0.5 29.50

0.6 30.54

0.7 31.58

0.8 32.62

0.9 33.67

1.0 34.71

Анализируя данные табл. 6, можно сделать вывод, что увеличение на 0.1 м высоты слоя загрузки приводит к повышению эффективности очистки вод на 1.04%. Следовательно, высоту загрузки принимаем в соответствии с минимально рекомендованной СНиП - 0.7 м. Эта высота соответствует также нулевому уровню фактора, т. е. для изучаемых условий является оптимальной.

Эффективность очистки по цветности и мутности без предварительной коагуляции и флокуляции наблюдается только у катализатора ООО СКО НИЦ «ПУРО» и составляет 60 - 70%. Эффективность адсорбента-катализатора в задержании взвешенных веществ обусловлена высоким значением его "С, -потенциала (- 40-45) мВ, £ - потенциал взвешенных веществ составляет (+140 мВ). Другие фильтрующие материалы (керамзит, песок, активированный уголь, гранодиорит, цеолиты) имеют £ - потенциал (- 5-10) мВ и характеризуются меньшей адсорбционной способностью (рис. 6). Обеззараживающий эффект наблюдался только у адсорбента-катализатора компании "Катализ" (снижение КОЕ ОКБ составило более 50%).

и ¡'Л

И ■ ■

гранодиорит «дсорбант-каталиэатор

Рисунок 6. - Показатели очищенной воды после фильтра с различными загрузками (высота слоя загрузки - 0,7 м, скорость фильтрования - 10 м/ч, исходное содержание взвешенных веществ - 12.7 мг/л).

Регенерация каталитических фильтров ведется обратной промывкой сырой или очищенной водой с интенсивностью 14 л /(и2' с) в течение 2... 10 мин.

В главе 5 обосновывается выбор оптимального способа обеззараживания и консервации осветленной воды для МК-системы.

По вероятностно-статистической оценке ресурсно-экологического потенциала (РЭП) сравним применяемые методы обеззараживания, придав их качественным характеристикам численные значения: отсутствие свойств — 0.1; средние - 0.37; хорошие - 0.63; высокие - 0.82. Сводные оценки РЭП в порядке увеличения комплексных показателей процесса обеззараживания составляют: реагенты - 0.17; цеолиты - 0.22; хлорирование - 0.23; озонирование - 0.39; УФ - 0.46; АК - 0.82.

Исследования по оценке и обеззараживающей активности адсорбента-катализатора осуществлялись в лабораторных условиях (рис. 7). Наилучшими показателями по обеззараживанию и эксплуатационным параметрам обладает катализатор, который рекомендуется нами в качестве загрузки фильтра дезинфицирующего узла в МК-системе водоснабжения. К тому же он предпочтителен по экономическим затратам: суммарные годовые затраты (в ценах 2005 г.) составляют, руб.: хлором - 53276, АК - 45110, УФ - 124133, т. е. каталитическое обеззараживание природных вод является и экономически и экологически целесообразным для реализации его в МК- системе водоснабжения.

Скорость фильтрации, м/ч

Рисунок 7 - Обеззараживающая активность адсорбентов-катализаторов (по коли-индексу) от их состава при разной скорости фильтрования: 1 - АК-МЗ; 2 - АК-М73; 3 - АК-СТК; 4 - АК-1.

Учитывая возрастающее антропогенное загрязнение поверхностных водоемов и ухудшающееся их санитарно-паразитологическое состояние, особенно для условий развитого животноводства в Калмыкии, необходимости длительного хранения очищенной воды в случае применения для МК - систем, были проведены исследования совместной обработки очищенной воды на катализаторе АК-МЗ и овицидным препаратом "БИНГСТИ", с консервантами: серебросодержащим ССД-200 и бензоатом натрия.

В результате сравнительных исследований установлено, что овицидная активность препарата "БИНГСТИ" с бензоатом натрия выше, чем с серебросодержащим консервантом ССД-200 и составляет (при дозе 10"6 г/дм3) свыше 99.5 % (табл. 7) при времени экспозиции не менее 6...8 часов.

Таблица 7 - Снижение содержания микроорганизмов в обработанной дезинфектантами воде р. Ар - Hyp (Республика Калмыкия), %

Метод обеззараживания SPC при 22 °С SPC при 37 °С ТС FC Бактериофаги Clostridium

Катализ, гипохлорит натрия 43,58 73,66 [6,51 10,59 н.о. 13,66

Катализ, БИНГСТИ + оензоат натрия 23,93 8,36 19,25 28,92 н.о 17,50

Электрокатализ, гипохлорит натрия 64,02 69,15 56,03 81,20 н.о 41,94

Электрокатализ 67,48 57,41 77,02 72,95 95,76 30,40

Катализатор АК-МЗ 62,96 57,55 57,81 60,40 66,07 24,23

Электрокатализ, гипохлорит натрия, БИНГСТИ + ССД-200 59,28 64,51 н.о н.о н.о 15,15

Примечания: SPC - количество стандартных пластин; концентрации: ТС -колиформ; FC - фекальных колиформ; PFU - бактериофагов; и.о. - не обнаружены.

В главе 6 приводятся примеры фактической реализации элементов и экономические показатели предлагаемой МК-системы.

Водоочистные станции, внедренные в практику в соответствии с разработанной унификацией, состоят из функциональных модулей, обеспечивающих требуемые для конкретных условий технологические схемы водообработки, с учетом полученных экспериментально рекомендаций, от забора воды до обеззараживания.

Плавучие водоочистные установки «СОВА» (Судовой очиститель воды автономный), «ОВМ» (Очиститель воды мобильный), разработаны НПП «Конструктор» при нашем участии. Они предназначены для береговых объектов, не имеющих централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Источниками воды могут служить открытые пресные водоемы. Качество очищенной и обеззараженной питьевой воды соответствует СанПиН «Вода питьевая». Станции работают в автоматическом режиме с помощью микропроцессорного контроллера типа Adam 5510 с программным обеспечением Genie PCLS-920.

Другим вариантом МК-системы является комплексная схема децентрализованного водоснабжения: забор воды из Черноземельского канала, очистка от мутности, цветности проводятся в стационарном пункте, откуда автотранспортом перевозится на расстояние 12 км в пос. Цаган Усн, где на опреснительной установке СКО -1,5/0,8 -1К.М2 снижается солесодержание с 12

до 0.5 г/л, после чего вода накапливается в РЧВ и в бюветном режиме обеспечивает жителей Яшкульского района (Республика Калмыкия).

ООО «Экофес», г. Новочеркасск, по нашим рекомендациям, разработали комплексные предложения и провели ТЭО внедрения МК - системы в Зимовниковском районе, в котором по проекту «Южгипроводхоза» (1987 г.) был запроектирован групповой водопровод для 8 населенных пунктов (Гашун, Кравцов, Новорубашкин и др.), для населения численностью около 1800 чел. Общая сметная стоимость (водозабора, очистных сооружений, насосных станций, водоводов и сетей), приведенная к ценам 2003 г., составляет около 64 млн, руб. Стоимость МК-системы с учетом комплектации, изготовления и эксплуатации -24.8 млн. руб. При производительности МК-системы 1200 м3/месяц себестоимость подготовки 1 м3 питьевой воды составит около 21 рубля.

Экономический эффект от внедрения МК-системы водоснабжения для восьми населенных пунктов Зимовниковского района составит 39.2 млн. руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ существующего положения в обеспечении водой сельских поселений показал, что альтернативой присоединения их к централизованным системам водоснабжения в нынешней социально-экономической ситуации может быть создание систем децентрализованного водоснабжения, ТБЦВТ, которые с учётом качества воды водоисточника обеспечивают стационарную или периодическую очистку вод, соответствующую действующим нормам, и которые предложено идентифицировать как МК-системы.

2. На основе применения теории и практики многоуровневой унификации и декомпозиции сложных систем для МК - системы разработана концепция ее создания, этапы и структура ее формирования на стадии проектно-конструкторской разработки.

3. На базе разработанного упрощенного метода расчета обоснована конструкция сборно-разборного устройства струйного типа для водозаборов МК-систем.

4. Экспериментально подтверждена высокая эффективность металлокерамических гетерогенных катализаторов для выделения растворенных органических загрязнений, частичного снижения мутности и цветности речной воды без предварительной коагуляции и флокуляции. Выявлен существенный обеззараживающий эффект этих катализаторов в условиях очистки речной воды.

5. На основе сравнительных экспериментов с различными катализаторами получены расчетные зависимости эффективности снижения ХПК и мутности речной воды при ее фильтровании через каталитические фильтры, определены оптимальные параметры режимов работы каталитических фильтров.

6. Предложен комплексный процесс обеззараживания-консервации воды на основе каталитического обеззараживания, овицидного препарата и серебросодержащего консерванта ССД-200.

7. Основные элементы мобильно-картриджной системы опробованы в условиях работы плавучих и мобильных очистных установок «СОВА» «ОВМ» и «ОВУ», опреснительной установки в пос. Цаган Усн (Республика Калмыкия) и на их основе разработаны комплексные предложения по устройству МК-системы в

Зимовниковском районе Ростовской области с предполагаемым экономическим эффектом 39,2 млн.руб.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОТРАЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

Публикации в eeàyufux рецензируемых научно-технических журналах (ВАК)

1. Онкасв В.А. Расчет рыбоотводящего устройства струйного типа [Текст] / В.А. Онкаев, М.С. Таршиш // Водозаборы для промышленного строительства с рыбозащитными устройствами: Сб. научн. трудов. M., изд. ВНИИ ВОДГЕО - 1985, С. 47 - 53.

2. Онкаев В.А. Мобильно - картриджная система децентрализованного водоснабжения как альтернатива групповым водопроводам [Текст] / В.А. Онкаев, М.Ю. Баринов // Вест. ВолгГАСУ. Сер. Строительство и архитектура,- Волгоград, 2009. - Вып. 15(34) - С. 144 -149.

Отраслевые издания и материалы конференций

3. Онкаев В.А. Плавучие водоочистные станции хозяйственно-питьевого водоснабжения [Текст] / В.А. Онкаев, В.Е. Оганесов, Н.С. Серпокрылов и др. // Совершенствование систем водоснабжения и водоотведения в Донбассе: Сб. научн. тр./ Матвеевка, 2003. -С.34 - 38.

4. Онкаев В.А. Обоснование выбора узла обеззараживания вод мобильно-картриджной системы водоснабжения [Текст] / В.А. Онкаев, Н.С. Серпокрылов, И.А. Нигматуллин и др. // «Научные подходы к решению проблем производства продуктов питания»: Сб. научн. тр. межрегиональной науч.-практ. конф. / Ростов-на-Дону, 2003. - С. 44 - 47.

5. Онкаев В.А. Адаптация концепции мобилыю-картриджной системы водоснабжения малых населенных мест для условий Калмыкии [Текст] / В.А. Онкаев, Н.С. Серпокрылов // Водные проблемы юга России : Сб. научн. тр. / Новочеркасск: НГМА, 2003. - С. 118122.

6. Онкаев В.А. Концепция мобильно-картриджной системы водоснабжения малых населённых мест [Текст] / В.А. Онкаев, Н.С. Серпокрылов, Н.В Асаулова // Строительство-2003 : материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит, ун-т. -Ростов-на-Дону: РГСУ, 2003. - С. 45 - 46.

7. Онкаев В.А. Опытно - промышленная реализация концепции мобильно-картриджной системы водоснабжения [Текст] / В.А. Онкаев, Н.С. Серпокрылов, В.Е. Оганесов // Технология очистки воды «Техновод - 2004»: Мат-лы междунар. науч.-практ. конф., посвященной 100-летию ЮРГТУ (НПИ). / ЮРГТУ (НПИ) - Новочеркасск, 2004. - С. 39 -42.

8. Онкасв В.А. Ресурсно - экологический потенциал узла обеззараживания вод [Текст] / В.А. Онкаев, Н.С. Серпокрылов, И.А. Нигматуллин // Технология очистки воды «Техновод - 2004»: Мат-лы междунар. науч.-практ. конф., посвященной 100-летию ЮРГТУ (НПИ). / ЮРГТУ (НПИ) - Новочеркасск, 2004. - С. 53 - 55.

9. Онкаев В.А. Экономические аспекты водоснабжения малых населенных мест [Текст] ! В.А. Онкаев, Н.С. Серпокрылов, Л.Е. Марочкина // Экология городской среды: современное состояние и тенденции изменения: Мат-лы к науч. конф. по экологии г. Ростова н/Д / Ростов-на-Дону, 2004. - С. 90 - 91.

10. Онкасв В.А. Обоснование и унификация мобильно-картриджной системы водоснабжения малых населенных пунктов [Текст] / В.А. Онкаев, М.Ю. Баринов, Н.С. Серпокрылов // Вода: технология и экология. - 2008. - №1. - С. 19-29.

11. Онкаев В.А. Структура децентрализованного водоснабжения малых населенных мест [Текст] / В.А. Онкаев // Строительство-2010 : материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит, ун-т. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2010. - С. 32 - 33.

ОНКАЕВ ВИКТОР АДЖИЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВОДОПОДГОТОВКИ В МОБИЛЬНО-КАРТРИДЖНЫХ СИСТЕМАХ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ МАЛЫХ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

(па примере Южного федерального округа)

05.23.04 Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 24.03.2010 г. Заказ № 937-10. Тираж 100 экз. Печ.л. 1,0. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Печать офсетная.

ЗАОр «НПП «Джангар», 358000, Республика Калмыкия, г. Элиста, ул. Ленина, 245.

Введение

1. Современное состояние систем децентрализованного водоснабжения

1.1. Оценка современного состояния качества природных водоисточников и потребляемой воды

1.2. Экономико-технологические проблемы сельскохозяйственных систем водоснабжения и малых населенных пунктов

1.3. Выводы по главе

2. Цель, задачи и пути создания мобильно-картриджной системы водоснабжения

2.1. Структура и процедуры создания мобильно-картриджной системы водоснабжения

2.2. Унификация элементов мобильно-картриджной системы водоснабжения

2.3. Основные положения и методы оптимизации параметров мобильно-картриджной системы на различных уровнях унификации

2.4. Выводы по главе

3. Разработка малозатратного водозаборного устройства с учетом требований рыбозащиты

3.1. Состояние вопроса

3.2. Конструкция и принципы расчета оголовка

3.3. Выводы по главе

4. Исследование эффективности применения металлокерами-ческих катализаторов для предварительной очистки воды

4.1. Состояние вопроса

4.2. Цели и задачи исследований

4.3. Методологические основы проведения экспериментальных исследований

4.3.1 Конструктивное оформление экспериментальной установки

4.3.2 План эксперимента. Изучаемые факторы

4.3.3 Последовательность проведения опытов

4.4. Результаты экспериментальных исследований и их обсуждение

4.5. Обработка результатов эксперимента. Получение расчетных уравнений регрессии

4.6. Обсуждение выявленных дополнительных технологических эффектов применения металлокерамических катализаторов

4.7. Выводы по главе

5. Выбор оптимального способа обеззараживания и консервации воды

5.1. Выводы по главе

6. Производственная апробация и экономические аспекты мобильно-картриджной системы водоснабжения

6.1. Выводы по главе

Актуальность темы исследований. В государственном докладе «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2008 году» отмечено, что в сельских поселениях страны эксплуатировались 58 581 водопровод (83,6 % от числа водопроводов в целом по России), из них не соответствуют санитарным правилам и нормативам 11 470 (19,6 %). Не соответствуют: по гигиеническим показателям (общей минерализации) в Калмыкии - 24,5 % и Ростовской области - 16,3 %; по содержанию химических веществ, нормируемых по санитарно-токсикологическому признаку (хлороформ, формальдегид, кадмий, хром, никель и т. д.) в Калмыкии - 26,4 %, в Архангельской области — 12,3 %. В целом доля проб воды из сельских водопроводов, не соответствующих гигиеническим нормативам, составила по санитарно-химическим показателям 22,2 %, по микробиологическим — 5,9 %. В Калмыкии во многих сельских муниципальных образованиях используется привозная вода в объеме до 30 о тыс. м /сутки.

В СССР обеспечение водой сельских поселений преимущественно решалось путем присоединения их к централизованным системам водоснабжения или путем строительства крупных групповых водопроводов. В настоящее время в связи с недостатком средств у муниципалитетов невозможно привязать комплекс дорогостоящего оборудования по дополнительной очистке и кондиционированию воды или построить новые групповые водопроводы. Неплатежеспособное население отказывается от бутилированной воды, предпочитая использовать собственные источники, зачастую имеющих воду низкого в санитарном отношении качества. Такое положение дел характерно для ряда регионов на постсоветском пространстве.

Альтернативой для малых населенных мест могут быть децентрализованные системы водоснабжения, обоснование и исследование которых определяет актуальность настоящей работы.

Цель исследования - разработка и исследование процессов и устройств водоподготовки в мобильно-картриджных (МК) системах децентрализованного водоснабжения малых населенных мест.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- разработка принципов построения и организации МК-систем на основе гибких взаимозаменяемых процессов очистки природных вод различного состава и методов унификации отдельных узлов и оборудования водоподготовки; анализ основных современных методов и оборудования водоподготовки с целью выявления наиболее значимых для их дальнейшей оптимизации;

- исследование и оптимизация передвижного сборно-разборного водозабора с рыбоотводным устройством струйного типа;

- исследование гетерогенных металлокомплексных катализаторов применительно к водоподготовке речной воды для выделения загрязнений, обеззараживания и консервации воды;

- создание и отработка опытно-промышленных децентрализованных систем водоснабжения для Южного федерального округа.

Поставленные задачи решали в лабораторных условиях на кафедре «Водоснабжение и водоотведение» ГОУ ВПО «РГСУ» и в промышленных МК-системах децентрализованного водоснабжения хозяйственно-питьевых вод ЮФО.

Объект исследования: МК-система децентрализованного водоснабжения малых населенных мест.

Предмет исследования: процессы очистки и оборудование водоподготовки небольших объемов хозяйственно-питьевых вод для малых населенных мест из поверхностных водоемов.

Основная идея работы состоит в обосновании концепции, технологических процессов и технических решений МК-системы децентрализованного водоснабжения для ряда водопотребителей, расположенных в экономически целесообразной зоне удаления.

Методы исследования: Химические и санитарно-гигиенические анализы состава исходных и очищенных вод, свойств загрузок выполнялись по действующим методикам с применением поверенного аналитического оборудования; активный и пассивный эксперимент - на модельных и производственных установках по общепринятым в практике методам очистки вод. Обработка результатов проводилась по стандартным программам математической статистики.

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

Научная новизна работы заключается в том, что:

1. Предложена концепция и структура унификации децентрализованного водоснабжения малых населенных мест на базе МК-системы.

2. Разработана методика расчета сборно-разборного рыбоотводного устройства струйного типа на водозаборах МК-системы из поверхностных источников.

3. Получены регрессионные уравнения, характеризующие зависимость эффективности процессов очистки речной воды при применении различных типов катализаторов от органических загрязнений.

4. Установлены оптимальные условия и зависимости эффективности комплексного метода обеззараживания-консервации очищенной воды на основе применения каталитического обеззараживания, и овицидного препарата (БИНГСТИ) с консервантом бензоатом натрия или серебросодержащих дезинфектантов. I

Практическое значение полученных результатов:

1. На основе унификации процессов очистки вод в МК-системах сформулированы принципы построения технологических схем, компоновки состава оборудования и устройств водоподготовки, предложена методика их оптимизации на стадии проектной разработки и эксплуатации базовых центров технологий.

2. Установлена эффективность металлокомплексных гетерогенных катализаторов в процессе выделения растворенных органических загрязнений, частичного снижения мутности и цветности речной воды без предварительной коагуляции и флокуляции.

3. Предложена инженерная методика расчета и оценены экономические, технологические и экологические показатели МК-систем.

На защиту выносятся следующие основные научные положения:

- для децентрализованного водоснабжения малых населенных мест экономически, экологически и технологически целесообразно создание территориальных базовых центров водоочистных технологий;

- унификация процессов очистки вод в МК-системах определяет построение технологических схем, компоновку состава оборудования водоподготовки и позволяет вести их оптимизацию на внешнем и внутреннем уровнях применения;

- упрощенный сборно-разборный водозабор струйного типа пригоден для экипировки передвижных, плавучих и стационарных МК-систем;

- полученные экспериментально данные о степени очистки речной воды с применением металлокомплексных гетерогенных катализаторов позволяют вести процесс без предварительной коагуляции и флокуляции, а также обеззараживание и консервацию воды применительно к МК-системе;

- регрессионные зависимости позволили разработать методику расчета эффекта очистки вод от загрязнений и рекомендации на проектирование МК-системы.

Связь с научными программами: работа выполнялась по тематическим планам НИР кафедры «Водоснабжение и водоотведение» ГОУ ВПО «РГСУ» по госбюджетной теме № 01.9.40001739 «Совершенствование процессов очистки природных и сточных вод южного региона страны с учетом экологических требований», а также в рамках подпрограммы «Архитектура и строительство» Минобрнауки РФ по проекту «Разработка концепции и опытно-промышленная отработка мобильно-картриджной системы водоснабжения малых населенных мест Юга России», шифр 07.01.365.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на международных научно-практических конференциях: института инженерно-экологических систем ГОУ ВПО «РГСУ» ("Строительство-2003 - 2010" г. Ростов-на-Дону); ЮРГТУ (ИЛИ) - "Техновод-2004", г. Новочеркасск; межрегиональной научно-практической конференции - "Научные подходы к решению проблем производства продуктов питания", г. Ростов-на-Дону, 2003 г.; конференция по проблемам водоснабжения «Питьевая вода: проблемы, пути решения» (Элиста, 2004 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, в т. ч. 2 в рецензируемых изданиях (ВАК).

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 156 страницах основного текста; состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, содержит 28 таблиц, 32 рисунка. Список литературы включает 125 наименований, 18 из них иностранные.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ существующего положения в обеспечении водой сельских поселений показал, что альтернативой присоединения их к централизованным систем водоснабжения в нынешней социально-экономической ситуации может быть создание систем децентрализованного водоснабжения, ТБЦВТ, которые с учётом качества воды водоисточника обеспечивают стационарную или периодическую очистку вод, соответствующую действующим нормам и которые предложено идентифицировать как МК-системы.

2. На основе применения теории и практики многоуровневой унификации и декомпозиции сложных систем для МК-системы разработана концепция ее создания, этапы и структура ее формирования на стадии проектно-конструкторской разработки.

3. На базе разработанного упрощенного метода расчета обоснована конструкция сборно-разборного устройства струйного типа для водозаборов МК-систем.

4. Экспериментально подтверждена высокая эффективность металлокерамических гетерогенных катализаторов для выделения растворенных органических загрязнений, частичного снижения мутности и цветности речной воды без предварительной коагуляции и флокуляции. Выявлен существенный обеззараживающий эффект этих катализаторов в условиях очистки речной воды.

5. На основе сравнительных экспериментов с различными катализаторами получены расчетные зависимости эффективности снижения ХПК и мутности речной воды при ее фильтровании через каталитические фильтры, определены оптимальные параметры режимов работы каталитических фильтров.

6. Предложен комплексный процесс обеззараживания-консервации воды на основе каталитического обеззараживания, овицидного препарата и серебросодержащего консерванта ССД-200.

7. Основные элементы мобильно-картриджной системы опробованы в условиях работы плавучих и мобильных очистных установок «СОВА» «ОВМ» и «ОВУ», опреснительной установки в пос. Цаган Усн (Республика Калмыкия) и на их основе разработаны комплексные предложения по устройству МК-системы в Зимовниковском районе Ростовской области с предполагаемым экономическим эффектом 39,2 млн. руб.

1. Абрамов Н.Н. Водоснабжение. - М.: Стройиздат, 1980. - 481 с.

2. Алексеев B.C. Повышение надежности систем водоснабжения в чрезвычайных ситуациях // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. №3.-С. 21-23.

3. Алексеева Л.П., Драгинский В.Л. Озонирование в технологии очистки природных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 2007. № 4. - С. 2532.

4. Барекян А.Ш., Павлов Д.С., Рипинский И.И. Экологический способ защиты рыб на повороте струй открытого потока. М: Наука, 1982. - 112 с.

5. Башкатов А.Д., Петросов Д.А., Прокопович Г.А. Проблемы использования подземных вод для питьевого, технического и резервного водоснабжения // Вода и Экология: проблемы и решения 2004. №1.

6. Безопасность жизнедеятельности. Защита населения и территорий при чрезвычайных ситуациях: учебное пособие / Под ред. В.В. Денисова. М.: ИКЦ "Март", 2007. - 715 с.

7. Болыиов A.M., Веселов Н.Н., Дятлов И.А. и др. Рекомендации по проектированию рыбозащитных устройств на водозаборах мелиоративных систем. -М., 1983.- 103с.

8. Васильев С.А., Волков С.В., Костюченко С.В. Обезвреживание воды ультрафиолетовым излучением. Особенности применения // Водоснабжение и санитарная техника. 1998. № 1. - С. 28-30.

9. Ващинников А.Е. Поведение и распределение молоди рыб в зоне действия русловых водозаборных сооружений. Автореферат дис. канд. биолог, наук. -М., 1987. 21 с.

10. Волошков В.В., Царук С.Н. Обоснование конструкций рыбозащитных устройств на Приморской оросительной системе: Тезисы докл. науч.-техн. конф. аспирантов и студентов. Новочеркасск, 1988. — С.66-68.

11. Волошков В.В., Шкура В.К., Скакунов А.Я. Результаты натурных исследований струйного рыбозащитного оголовка. // Тр. Академии водохозяйственных наук «Охрана и возобновление гидрофлоры и ихтиофауны». Вып. 2. - Новочеркасск, 1999. - С.147-153.

12. Волошков В.В., Шкура В.Н. Лабораторные исследования струйного рыбозащитного оголовка. // Тр. Академии водохозяйственных наук "Охрана и возобновление гидрофлоры и ихтиофауны. Вып 3. - Новочеркасск, 2001. -С. 55-60.

13. Волошков В.В., Шкура В.Н., Попова Ю.А. Расчет геометрических параметров рыбозащитного оголовка. // Тр. Академии водохозяйственных > наук «Охрана и возобновление гидрофлоры и ихтиофауны». Вып. 2. -Новочеркасск, 1999. - С. 50-55.

14. Волошков В.В., Шкура В.Н., Скакунов А.Я. Результаты натурных исследований струйного рыбозащитного оголовка. // Тр. Академии водохозяйственных наук «Охрана и возобновление гидрофлоры и ихтиофауны». Вып. 2. - Новочеркасск, 1999. - С. 147-153.

15. Гомогенные и гетерогенные катализаторы в технологиях химико-биоцидной очистки воды / А.И. Ажгиревич, В.В. Гутенёв, И.А. Денисова, Т.Н. Дрововозова, Н.В. Ляшенко, В.Н. Чумакова // Экология урбанизированных территорий. 2007.№ 3. - С. 13-21.

16. Государственный доклад "Питьевая вода" // Зеленый мир. 1995. № 1718.

17. Государственный доклад о санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2008 году. Сайт управления Федеральной службыпо надзору в сфере защиты прав потребителей. -http://\vww.sanepid.omsk.su/docum other.htm.

18. Гутенев В.В. Бактерицидные технологии повышения экологической безопасности систем питьевого водоснабжения: Дис. . д-ра техн. наук. — Н. Новгород, 2004. 447 с.

19. Денисова И.А. Применение катализаторов в системах водоподготовки, использующих пероксид водорода и озон, для повышения их эффективности и экологической безопасности: Дис. . канд. техн. наук. Новочеркасск, 2002. - 178 с.

20. Дзюбо В. В., Алферова JI. И. Автономная станция водоснабжения из подземных источников // Информационный листок № 258-96. — Томск: МТЦНТИиП, 1996. 4 с.

21. Дзюбо В. В., Алферова JI. И. Малогабаритное водоочистное оборудование для индивидуального жилья в сельской местности Западной Сибири// Проблемы питьевого водоснабжения и пути их решения: Сб. материалов науч.-техн. семинара. М.: ВИМИ, 1997. - С. 98-103.

22. Дзюбо В. В., Алферова JI. И., Черкашин В. И. Водоочистные системы для индивидуального дома // Сельское строительство 1998. №1 - С. 35-37.

23. Дзюбо В.В., Алферова Л.И. Питьевое водоснабжение сельского индивидуального жилья в Западно-Сибирском регионе // Сантехника 2004. №4.

24. Драгинский В Л. Очистка природных вод: критический анализ публикаций за 2006-2007 годы // Водоснабжение и санитарная техника. -2007. № 11.-С. 3-7.

25. Драгинский B.JL, Алексеева Л.П., Самойлович В.Г. Озонирование впроцессах очистки воды / B.JI. Драгинский, Л.П. Алексеева, В.Г. Самойлович // Водоснабжение и санитарная техника. 2007. № 4. - С. 24-26.

26. Драгинский В.Л., Алексеева Л.П. Обеспечение качества питьевой воды в свете новых нормативных требований // Водоснабжение и санитарная техника. 2004. № 9.

27. Евилевич А.З. Ошибки в эксплуатации водопроводов и канализаций. -Л.: Стройиздат, 1972. 121 с.

28. Егоров В.А., Кнохинов Б.И. Унификация как основа автоматизации и проектирования // Электронная техника. 1982. - Сер. 7. Вып. 2(111). - С. 87-93.

29. Жолдакова З.И., Полякова Е.Е., Артемова Т.З. Гигиеническая оценка способов очистки и обеззараживания воды с применением коагулянтов и активного хлора // Водоснабжение и санитарная техника. — 2003. № 9. С. 912.

30. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. Т. 1. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2003. - 289 с

31. Журба М.Г. Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. Т. 2 Водозаборно-очистные сооружения и устройства М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2003.-271 с.

32. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. .Проектирование систем и сооружений. Т. 3. Системы распределения и подачи воды М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2004. - 257 с.

33. Иванов П.В., Пурас Г.Н. Эксплуатационная надежность рыбозащитных устройств мелиоративных водозаборов. // Охрана и возобновление гидрофлоры и ихтиофауны. Труды Акад. Водохозяйственных наук РФ. -Новочеркасск, 1997. Вып. 1. С. 15-21

34. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии: 4-е изд., перераб., доп. — М.: Химия, 1985-448с.

35. Кибирев Д.И., Никифоров Г.И. Водный раствор гипохлорита натрия из слабоминерализованной подземной воды // Водоснабжение и санитарная техника. 1996. № 9. - С. 20-21.

36. Кирсанов А.А., Колчев В.Н., Быкова П.Г. Внедрение технологии УФ-обеззараживания на предприятиях коммунального хозяйства // Водоснабжение и санитарная техника. 2006. № 9, ч. 2. - С. 25-29.

37. Классификаторы технологий очистки природных вод /Журба М.Г., Нечаев А.П. и др./ М.: ГКНЦ НИИ ВОДГЕО, 2000. - 118 с.

38. Костюрин Н.Н. Определение влияния водозаборных сооружений на ихтиофауну дельты Волги и методы оценки ущербов рыбному хозяйству: Автореф. дис. . канд. биолог, наук. — Москва, 2000. — 26 с.

39. Костюченко С.В. УФ-технология в практике обеззараживания питьевых и сточных воды // Водоснабжение и санитарная техника. 2006. № 4. - С. 3335.

40. Краснова Т.А., Усольцев В.А. Экологические и экономические аспекты использования технического гипохлорита в практике водоподготовки // Водоснабжение и санитарная техника. 1994. № 11. - С. 14-17.

41. Кудрявцев Н.Н., Костюченко С.В., Зайцева С.Г. Схемы применения ультрафиолетового обеззараживания в системах питьевого водоснабжения // Водоснабжение и санитарная техника. 2008. № 4. - С. 23-27.

42. Кудрявцев С.В., Бабаев А.А., Фесенко JI.H. Особенности электрохимического способа получения растворов гипохлорита натрия // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион, техн. науки. 2000. № 1. - С. 71-75.

43. Линевич С.Н. Окислительно-сорбционная обработка природных и сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. — 1995. № 5. С. 17-20.

44. Лисичкин Г.В., Юффа А.Я. Гетерогенные металлокомплексные катализаторы. -М.: Химия, 1981. 160 с.

45. Ляшенко Н.В. Повышение технико-экономической эффективности и экологической безопасности технологий биоцидной обработки воды хлорсодержащими препаратами: Дис. . канд техн. наук. — Новочеркасск, 2009. 199 с.

46. Макаренцев В., Фрог Н. Обеспечение населения питьевой водой: новые подходы // Аква-Magazine 2008.№4(9) - С. 10-14.

47. Михеев П.А. Рыбозащитные сооружения и устройства. — М.: Рома, 2000.-450 с.

48. Михеев П.А. Рыбозащитные сооружения. — Новочеркасск: НИМИ, 1994.- 196 с.

49. Москаленко С.В., Денисова И.А. Организационные и экономико-правовые проблемы экологически устойчивого водоснабжения населения. -Новочеркасск: УПЦ "Набла" ЮРГТУ (НПИ), 2005. 120 с.

50. Мотинов A.M., Колесникова Т.В. Рыбопропускные сооружения и рыбозащитные устройства. / В кн. Гидротехнические сооружения. Под общ. ред. В.П. Недриги. М.: Стройиздат, 1983. - С. 454-466.

51. Найденко В.В., Губанов Л.Н. Очистка и утилизация промстоков гальванического производства. Н. Новгород: ДЕКОМ, 1999. - 368 с.

52. О Концепции Федеральной целевой программы "Обеспечение населения России питьевой водой": Постановление Правительства РФ от 6 марта 1998 г. №292 // Рос. Газета 1998. - 24 марта (№56).

53. Об охране окружающей среды: Фед. Закон РФ от 10 янв. 2002 г. // Собр. Законодательств Рос. Федерации. 2002. - № 2. - С. 133.

54. Оводов B.C. Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос. 1984, - 480 с.

55. Онищенко Г.Г. Эффективное обеззараживание воды — основа профилактики инфекционных заболеваний // Водоснабжение и санитарная техника. 2005. № 12, ч. 1. - С. 8-12.

56. Онкаев В. А., Баринов М.Ю., Серпокрылов Н. С. Обоснование и унификация мобильно-картриджной системы водоснабжения малых населенных пунктов. // Вода: технология и экология. 2008., № 1, т. 5. - С. 19-29.

57. Онкаев В. А., Серпокрылов Н. С. Адаптация концепции мобильно-картриджной системы водоснабжения малых населенных мест для условий Калмыкии / Сб. науч. тр.: Водные проблемы юга России /Новочеркасск: НГМА. 2003. С. 118-122.

58. Опыт использования корпусных и лотковых систем УФ-обеззараживания сточных вод / B.C. Болденков, С.В. Волков, С.Г. Зайцева, С.В. Костюченко, М. Е. Кузьменко // Водоснабжение и санитарная техника. -2007. № 11.-С. 19-23.

59. Павлов Д.С., Штаф Л.Г. Распределение покатной молоди рыб в реаградиентном потоке. Докл. АН СССР, 1981, т. 260. № 2. - С. 509-512

60. Панорама // BoflaMagazine.- №2, 2007. С. 3.

61. Пахоруков A.M. К методике опытно-производственных испытаний рыбозащитного устройства с воздушной завесой и поверхностными потокообразователями: Сб. научных трудов. М.: АН СССР ИЭМЭЖ, 1984. -С. 85-97.

62. Пахоруков A.M. Управление движением молоди рыб-покатных мигрантов для защиты на водозаборах: Автореф. дис. . канд. биолог, наук. -М.: 1980.-24 с.

63. Переход к устойчивому развитию: глобальный, региональный и локальный уровни: зарубежный опыт и проблемы России. М.: Изд-во КМК, 2002. - 444 с.

64. Петрашкевич В.В. Рыбозащитные сооружения водозаборов «Экологоградиентные компоненты механизма защиты, обзор отечественного и зарубежного опыта и технические решения». М.: ПО «Совинтервод» 1992. - 147с.

65. По большому кругу // ВодаМ^агте. №2, 2007. С.4.

66. Порядин А.Ф. Уроки водоснабжения в России // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. № 7. - С. 2-5.

67. Проектирование сооружений для забора поверхностных вод/ Справочное пособие к СНиП М.: Стройиздат, 1990.

68. Пупырёв Е.И. Водоснабжение в России в XXI веке. Проблемы и тенденции // Вода: Экология и технология: Тез. докл. 4-го Междунар. конгресса, Москва, 30 мая-2 июня 2000г. М.: Фирма «СИБИКО Интернэшнл», 2000. - С. 408-409.

69. Пупырёв Е.И. Всемирный водный конгресс в Марокко // Водоснабжение и санитарная техника. 2005. №1. - С. 2-3.

70. Pay А. П. Социально-хозяйственные системы малых городов: Автореф. дис. . д-ра эконом, наук. -М., 2007. 51с.

71. Русанова Н.А. Подготовка питьевой воды с учетом микробиологических и паразитологических показателей // Водоснабжение и санитарная техника. -1998. №3.-С. 1-14.

72. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения: А.С. № 1191517 СССР / В.А. Колябко, В.М. Синявская, А.А. Сивков и др. Опубл. Б.И. 1985. №42.

73. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения: А.С. № 1612044 СССР / Р.А. Бальбеков., А.Т. Перельман. Опубл. в Б.И. - 1990. № 45.

74. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения: А.С. № 1641936 СССР / В.Н. Шкура, А.А. Чистяков и др. Опубл. в Б.И. - 1991. №14.

75. Рыбозащитное устройство водозаборного сооружения: А.С. № 949059 СССР / В.А. Колябко, В.М. Синявская, А.А. Сивков и др. Опубл. В Б.И. -1982. № 29

76. Рыбозащитное устройство: АС № 1585450. / П.А. Михеев, В.Н. Шкура и др. Опубл. в Б.И - 1963. № 21

77. Рыбозащитное устройство: АС № 1657571. / П.А. Михеев, В.Н. Шкура и др. -Опубл. в Б.И. 1991. № 23

78. Рыбозащитное устройство: АС № 1703786. / П.А. Михеев, В.Н. Шкура и др. Опубл. в Б.И. - 1992. № 1

79. Савицкий А.В., Нелюбин В.И. Активация молекулярного кислорода при взаимодействии с комплексами переходных металлов / Успехи химии. -1975, т. XLIV, вып.2.

80. Сегаль Г.Я. Пособие по проектированию, строительству и эксплуатации рыбозащитных сооружений с применением пороэласта к СНиП 2.06.07-87. Елгава, 1989. 22 с.

81. Серпокрылов Н.С., Кулик И. А. Принципы проектирования и жизненный цикл блочно-модульных сооружений очистки вод заводского изготовления. // Водоснабжение, водоотведение и водоочистка. 2009. № 1. — С. 27-28.

82. Серпокрылов Н.С., Асаулова Н.В. Онкаев В. А. Концепция мобильно-картриджной системы водоснабжения малых населённых мест / «Строительство-2003». Междунар. Науч.-практич. конф. Ростов н/Д: Рост, гос. строит, ун-т. - 2003. — С.45-46.

83. Серпокрылов Н.С., Петренко JI.K. Петренко С.Е. Эффективность капитальных вложений при выборе блочно-модульных установок очистки сточных вод. // Вестник ВолгГАСУ. Сер.: Стр-во и архит., 2009. Вып. 15(34) -С. 141-143.

84. Синдюков В. К вопросу о водоснабжении и водоотведении в Республике Казахстан / http://www.iimp.kz.

85. Строительные нормы и правила: Подпорные стенки, судоходные шлюзы, рыбопропускные и рыбозащитные сооружения: СНиП 2.06.07-87. — М.: Стройиздат, 1987 35 с.

86. Тыртышный Е. Аналитический обзор существующей системы управления водными ресурсами в Казахстане. Финальный отчет 2004. -Центрально-Азиатская консультационная компания "АТАСУ."- 84 с.

87. УФ-излучение для обеззараживание воды из поверхностных источников / С.В. Костюченко, С.В. Волков, А.В. Якименко и др. // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. № 2. - С. 12-16.

88. Фесенко JI.H., Игнатенко С.И., Кудрявцев С.В. Опыт эксплуатацииэлектролизных установок для получения гипохлорита натрия // Водоснабжение и санитарная техника. — 2007. № 1. С. 25-28.

89. Фильчагов Л.П. Охрана рыбы при интенсификации водопотребления. -Киев: Урожай, 1990. -168 с.

90. Хецуриани Е. Д.Улучшение экологической обстановки на водозаборах систем водоснабжения: // «Строительство-2010», Междунар. науч.-практич. конф. Ростов н/Д: РГСУ. - 2010. - С. 34-35.

91. Хлорсеребряный метод обеззараживания питьевой воды / В.В. Денисов, В.В. Гутенев, А.П. Москаленко, Е.Ю. Курнева // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион, техн. науки. 2000. № 2. - С. 53-59.

92. Хубларян М.Г. Водные проблемы в XXI веке // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. № 4. - С. 5-8.

93. Шкура В.Н. Михеев П. А. Рыбопропускные и рыбозащитные сооружения. Учебное пособие. Новочеркасск: НИМИ, 1986. - 96 с.

94. Шкура В.Н., Хецуриани Е.Д. Некоторые результаты оценки эффективности работы импульсного рыбозащитного оголовка. / Охрана и возобновление гидрофлоры и ихтиофауны: Тр. Академии водохозяйственных наук РФ, вып. № 1. Новочеркасск, 1997. - С. 72-77.

95. Экологический вестник Дона. О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2007 году / Администрация Ростовской обл.; под общ. ред. С.М. Назарова, Г.И. Скрипки, М.В. Паращенко — Ростов н/Д, 2008.-372 с.

96. Эльпинер Л.И. Питьевая вода и здоровье // Экология и жизнь. — 2000. №2. С. 62-65.

97. Эрслер A.JI. Инженерно-биологическое обоснование и разработка эффективных конструкций рыбозащитных устройств для водозаборов малой производительности: Дис. . канд. техн. наук в виде науч. докл. -Новочеркасск 1999. - 36 с.

98. Bosch A. Comparative resistance of bacteriophages active against Bacteroides fragilis to inactivation by chlorination or ultraviolet radiation // Water Science and Technology. 1989. - Vol. 21, №.3. - P. 111-115.

99. Cairns W.L. Ultraviolet disinfection: an alternative to chlorine disinfection // Pleanning, disine and operative to chlorine disinfection system / WES speciality conf. Wippany, New-Jersey, may 23-25 1993.

100. Carlson D.A., Seabloom R.W. Project summary "Ultraviolet disinfection of water for small water Supplies" EPA/600/S2-85/092. Cincinnati, 1985.

101. Cosman J., Wright H. UV Disinfection of drinking water // U. IUVA News. 2000.-Vol. 5, № 3.

102. Francis P., Gothard A., Redhead K. Disinfection with depyrogenation and removal of organics // Joint CSCE — ASCE Nat. Conf. Environ. Eng. (Vancouver, July 13-15, 1998). Montreal, 1998. - P. 456-463.

103. Gracia R., Aragues J.L., Ovelleiro J.L. Study of the catalytic ozonation of humic substances in water and their ozonation byproducts // Ozone Science and Engineering. 1996. - Vol. 18, № 3.

104. Handbook of ozone technology and applications. Vol. 2: Ozone for drinking water treatment / Ed. R. G. Rice, A. Netzer.-Boston etc: Ann. Arbor Science Publ., 1984.-378 p. '

105. Ken J.E. Studies on fish preservation at the Contra Costa steam plant of the

106. Pacific Gas and electric со., Calif. Fish. & Game, Fish Bull, 1953, № 92, PP.66

107. Le Febvre E., Racand P. Results of bromide and bromate monitoring at several water treatment plants // Ozone Science and Engineering. 1995. - Vol. 17, №3.

108. Leitao A.C., Carvalho R.E.S. Synergistic killing of Escherichia coli K-12 by UV (254 nm) and H202 // Inst. U. Radiat. Biol. 1988. - Vol. 53, № 43. - P. 477 -488.

109. Lelek A. The field experiment on the receptivity of chub, Leiciscus cephalus (L.) to the repeated effects of pulsating direct current. Verb. Int. Ver. Teoret. und angew. Limnol., 1966, v. 16, № 2, PP. 1217-1222.

110. Organisation de Cooperation et de Development Economiques. Organisation for Economic Cooperation and Development Water Supply and Sanitation Sector Reform ENV/EPOC/EAP/WSS (2005)2.- 27 P.

111. Sobotka V., Krysznofir B. Biochemical changes during Ultraviolet disinfection // Effluent and Water Treatment Journal. 1984. - Vol. 20, № 8. - P. 3-4.

112. UV Light Disinfection Technology in Drinking Water Application: US EPA,1996.-P. 411-416.

113. Von Sonntag C., Schuchmann H.P. UV disinfection of drinking water and by product formation some basic considerations // Aqua. - 1992. - Vol. 14, №2.

114. Water chlorination: Environmental impact and Health effects Health / R.L. Uolley et al. // Ann. Arbor, MI. 1983. - Vol. 4. - P. 72.

115. World's Larges potable water UV plant for Tames Water // Water services.1997.-№ 10.-P. 96.