автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Разработка технологий и установок для производства питьевой воды из поверхностных источников с использованием озона

На правах рукописи

Васильев Алексей Львович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ И УСТАНОВОК ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ИСТОЧНИКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОЗОНА

05.23.04 - водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

2 С 0К7 2011

Самара-2011

4857875

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО "Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет" (ННГАСУ) на кафедре водоснабжения и водоотведения

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Евгений Васильевич Колосов

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Защита состоится «28» октября 2011 г. на заседании диссертационного совета в 12 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.213.02 в ФГБОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 443001, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 194.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Самарский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: 443001, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д.194.

Автореферат разослан « 26 » сентября 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

Юрий Александрович Феофанов

доктор технических наук, профессор Азат Белялович Адельшин доктор технических наук, профессор Ренат Исхакович Аюкаев

Ведущая организация:

ОАО «МосводоканалНИИпроект»

(г.Москва)

к.т.н., доцент

А.А. Михасек

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Вода - естественное природное достояние человека, необходимое условие его жизнедеятельности, важнейший фактор здоровья. Обеспечение населения качественной питьевой водой способствует достижению главной цели - улучшению и сохранению здоровья населения и в целом безопасности нации.

Причины обострения проблем питьевого водоснабжения связаны с качественными и количественными аспектами состояния водных ресурсов, все возрастающими объемами водопотребления и интенсивностью антропогенного загрязнения водоисточников, что и обусловило актуальность проблемы.

В России и за рубежом существует мнение, что типовые системы очистки не являются барьером по задержанию целого ряда загрязнителей воды - гидробионтов, органических веществ, ионов тяжелых металлов, вирусов. Кроме того, в процессе традиционной очистки воды с прехлориро-ванием, коагулированием, осаждением, фильтрованием, постхлорированием в питьевой воде образуется класс веществ, относящихся к летучим га-логенорганическим соединениям (ЛГС), в состав которых входят тригало-генметаны.

Реализация использования озона в водопроводной практике потребовала теоретического обоснования выбора рациональных конструкций и схем очистки для вод различного качества, обобщения накопленного и получения дополнительного экспериментального материала, различного подхода к подготовке питьевой воды для крупных промышленных регионов, малых населенных пунктов, чрезвычайных ситуаций.

Полученный автором в результате исследований материал по аккумулирующей способности биоценоза источников водоснабжения позволил, наряду с использованием экологически чистого и мощного окислите-

ля озона приблизить решение задачи возвращения питьевой воде природных свойств.

Отсутствие водоочистного оборудования для очистки воды в небольших населенных пунктах, вахтовых поселках предопределило необходимость разработки конструкций устройств с последующим их промышленным выпуском.

Немаловажным является разработка информационной системы управления технологическим процессом производства питьевой воды, показать место этой системы в общей схеме социального мониторинга.

Цели и задачи работы. Указанный выше круг проблем определил цель диссертационной работы: разработать, исследовать, теоретически обосновать и внедрить технологии очистки воды пресных поверхностных источников с использованием естественного биоценоза, озонирования, сорбции для крупных регионов, контейнерные установки для малых населенных пунктов. Разработать и испытать переносные аппараты водоподго-товки для чрезвычайных ситуаций. Разработать и испытать озонаторное оборудование. Разработать концепцию информационной системы поддержки принятия решений для водопроводных станций.

Для достижения намеченной цели были поставлены следующие основные задачи:

1. Идентифицировать растворенные органические соединения в процессе подготовки питьевой воды.

2. Разработать конструкцию биопоглотителя для предварительной очистки воды естественным биоценозом с исследованием режимов его работы.

3.Разработать и исследовать способ очистки природных вод естественным биоценозом, микрофильтрацией и озонированием.

4. Разработать теоретические основы технологии очистки воды поверхностных источников с использованием аккумулирующей способности гидробионтов.

5. Разработать конструкции аппаратов воздухоподготовки и синтеза озона с вихревыми трубами.

6. Разработать теоретические основы растворения озона в технологическом трубопроводе.

7. Разработать и испытать переносные, передвижные и малогабаритные установки подготовки питьевой воды.

8. Разработать математическую модель двухступенчатого фильтрования с использованием озонирования.

9. Разработать концепцию автоматизированной информационной системы поддержки принятия решения (АИС ППР), предназначенной для оперативного управления водопроводными станциями на основании поступающей информации, ее смыслового анализа и выработки управленческих решений.

Научная новизна работы:

- исследованы закономерности аккумулирующей способности гид-робионтов по задержанию органических и неорганических загрязнителей;

- исследовано влияние различных факторов (температура воды, материал носителя, скорость потока воды, концентрация озона) на эффективность биологической очистки воды;

- разработана экологически чистая технология с узлом биологической предочистки, микрофильтрации и озонированием;

- разработаны теоретические основы технологии очистки воды поверхностных источников с использованием аккумулирующей способности гидробионтов;

- разработаны новые конструкции озонаторного оборудования: многоступенчатый аппарат воздухоподготовки и высокочастотный генератор озона, на основе которых созданы комплексные установки обработки воды озоном;

- разработана математическая модель работы аппарата смешения текучих сред с введением озона в напорный технологический трубопровод;

- разработаны экологически безопасные технологии, обеспечивающие высокий качественный уровень питьевой воды для малых населенных пунктов;

- разработаны новые конструкции водоочистного оборудования, совмещающего окислительные и фильтрационные процессы;

- разработана модель двухступенчатого фильтрования воды с использованием озонирования;

- разработаны конструкции переносных аппаратов обработки природных вод для использования в условиях чрезвычайных ситуаций;

- разработана концепция информационной системы поддержки принятия решений для оперативного управления водопроводными станциями.

Практическая значимость результатов работы.

Проведенные исследования явились основой для создания технологий очистки воды в крупных мегаполисах и малых населенных пунктах, источники водоснабжения которых подвержены антропогенному воздействию.

Предлагаемые технологии имеют ряд преимуществ перед существующими, а именно:

- позволяет очищать воду 3 класса загрязненности;

- не образует в процессе очистки новых загрязнителей, таких, как

ЛГС;

- гарантирует вирусологическую безопасность и отсутствие токсичности питьевой воды;

Разработаны передвижные и переносные установки для очистки воды в чрезвычайных ситуациях.

Разработаны установки синтеза озона, производительностью до 1000 г 03/час, которые могут использоваться не только в практике водо-подготовки, но и в других отраслях.

Результаты исследований внедрены при выполнении работ по программам: "Строительство" №10.18, 1993 г., "Тематический план" №93/12-

ТП, 1993 г. №1.10.1995, "Здоровье населения России" №93/70, 1993 г., региональных нижегородских программ «Чистая вода», «Чистая вода детям» в 1996-1998 г.г., проект №3977 «Разработка научных основ и технологий защиты урбанизированных территорий от природных и антропогенных катастроф и негативных воздействий» 2009 г., а также тематическим планам ННГАСУ. Разделы работы выполнялись по международным программам «Ока - Эльба», «Волга - Рейн», а также в рамках федеральной целевой программы «Возрождение Волги». В 2009 г. и 2010 г. на работы по теме диссертации были выиграны 2 гранта Нижегородской области в сфере науки и техники.

Разработаны рабочие проекты во всех частях на водопроводных очистных сооружениях в городах Нижегородской области: Кстово, Лысково, Семенов, г. Любань Ленинградской области, поселков Сунтар и Ытык-Кюэль республики Саха, Филинское Вачского района Нижегородской области.

По разработанным проектам построены и эксплуатируются станции в г. Любань Ленинградской области, поселке Филинское Вачского района, поселках Сунтар и Ытык-Кюэль республики Саха и др.

Отдельные аппараты, а именно осушитель воздуха внедрен для спецпроизводства ПО "Сульфид" г.Красноярск; изготовлено и поставлено фильтровальное и озонаторное оборудование для плавательного бассейна предприятия НИИИС г. Н.Новгород и в городах Луховицы, Коломна, Де-довск Московской области; внедрено озонаторное оборудование в Брянской области на Ивотском стекольном заводе, на ПО "Дальвостокуголь", АО "Зеягэсстрой", на лесопереабатывающем комплексе г.Любань Ленинградской обл., изготовлены и смонтированы установки синтеза озона на пассажирских судах «Пирогов», «А.Суворов», «Ф.Шаляпин» и др.

Личный вклад автора.

Решения поставленных в работе задач основаны на обобщении и систематизации результатов многолетних исследований (с 1992 по 2011

г.г.), выполнявшихся автором в рамках инициативной, хоздоговорной и госбюджетной тематики научно-исследовательских работ Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета.

В диссертацию вошли результаты, полученные автором лично и в сотрудничестве с научными работниками лаборатории очистки природных вод университета и другими организациями. Автору принадлежит формулировка цели работы и постановка задач, обоснование и выбор путей их решения и методик исследований, интерпретация и обобщение результатов, формулировка научных положений, выносимых на защиту, и выводов.

Апробация работы.

Результаты исследований докладывались на следующих Всесоюзных, международных, республиканских совещаниях и конференциях:

- Советско-американский научно-технический симпозиум, Нижний Новгород, «Развитие методов очистки сточных и природных вод», 1991 г.;

- 1-я и 2-я Всероссийские научно-практические конференции, Н.Новгород, «Озон в биологии и медицине», 1992 г., 1995 г.;

- Международная научно-техническая конференция, Н.Новгород, «Проблемы реконструкции исторических центров крупных городов России», 1994 г.;

- Международная научная конференция, С.-Петербург, «Устойчивое развитие и экологический менеджмент», 2005 г.;

- 3-й и 4-й Международные конгрессы, Москва, ЗАО «Фирма СИ-БИКО Интернешнл», 1998 г., 2000 г.;

- Международная научно-методическая конференция, Пенза, «Строительство и эксплуатация сооружений в условиях плотной городской застройки», 2007 г.;

- Международный научно-промышленный форум, Н.Новгород, «Великие реки», 2000 - 2010 г.г.

Разработанные аппараты и технологии экспонировались:

- на выставке ВДНХ в Москве, где присужден диплом и серебряная медаль ВДНХ СССР №8298 от 15.10.1990 г.;

- на выставке ВДНХ в Москве, где присужден Диплом почета главного комитета выставки народного хозяйства СССР №840 (постановление от 06.12.91, №164-Н);

- на IV Московском международном салоне инноваций и инвестиций, где удостоена диплома установка получения питьевой воды, 2006 г.;

- на «Нижегородской ярмарке» в г. Нижнем Новгороде в ноябре 2007г., где было удостоено диплома устройство для обработки воды озо-нам для стационарных и мобильных установок водоподготовки;

- на VIII Московском Международном салоне инноваций и инвестиций, где золотой медали удостоена универсальная переносная установка получения питьевой воды, 2008 г.;

- на Международном салоне инноваций и инвестиций г. Женева, где золотой медали удостоена универсальная переносная установка получения питьевой воды, 2008 г.;

- на I Всероссийском конкурсе «Экология России» г. Нижний Новгород, где серебряной медали удостоена универсальная переносная установка получения питьевой воды, 2008 г.

На Н-м конкурсе объектов интеллектуальной собственности на соискание премии Нижегородской области имени И.П.Кулибина «Лучшее изобретение в Нижегородской области в области химии и металлургии» за патент №2311348 «Устройство для обработки воды» присуждено Ш место.

На защиту выносятся научные положения:

- результаты исследований закономерностей аккумулирующей способности гидробионтов по задержанию органических и неорганических загрязнителей с разработкой и исследованием нового способа обработки воды и конструкций аппаратов - биопоглотителей;

- математическая модель расчета режимов предочистки воды поверхностных источников с использованием биопоглотителя, учитывающая влияние различных факторов;

- экологически чистая технология водоподготовки с использованием биологической предочистки, озонирования и сорбции, гарантирующая получение питьевой воды, отвечающей требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01;

- новые конструкции озонаторного оборудования: многоступенчатый аппарат воздухоподготовки и высокочастотный генератор озона, на основе которых разработаны комплексные установки обработки воды озоном;

- теория смешения озона с обрабатываемой водой в аппарате для смешения жидкостей и газов;

- малогабаритные установки подготовки воды для питьевых целей с использованием двухступенчатого фильтрования и трехстадийного использования озона, которые могут быть реализованы как в мобильном, так и стационарном вариантах;

- математическая модель двухступенчатого фильтрования воды с использованием озонирования;

- различные варианты переносных установок водоподготовки двойного назначения для специальных подразделений и гражданских целей;

- концепция автоматизированной информационной системы поддержки принятия решений для управления технологическими процессами производства питьевой воды.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 133 научных работ, в том числе 3 монографии и 8 авторских свидетельств (из них 4 патента).

Объем н структура работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложения, списка литературы из 212 наименований источников, в том числе зарубежных, изложена на 390 страницах, содержит 52 таблицы, 136 рисунков.

и

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассматриваются современные концепции очистки воды для питьевых целей. Дана оценка состоянию нормативной базы, определяющей требования к качеству питьевой воды и водоснабжению населения России в целом.

Проведена работа по определению состояния водопроводных станций в городах Волжского бассейна. В результате анкетирования получены достоверные сведения о состоянии и работе 73 водопроводных очистных сооружений в городах Волжского бассейна с населением более 100 тыс. чел.

Приводится обзор существующих технологий подготовки питьевой воды, результаты работы по идентификации органических соединений в процессе подготовки питьевой воды.

Хромато-масс-спектрометрическим методом в природной воде и по этапам очистки идентифицировано более 50 органических соединений с температурой кипения до 200°С: предельные и ароматические углеводороды, олефины, галогенсодержащие соединения, спирты, альдегиды, кетоны, простые и сложные эфиры и др.

Рассматриваются способы предотвращения образования токсичных продуктов в процессах водоподготовки, интенсификация процессов озонирования с помощью обработки воды ультрафиолетовым облучением и пе-роксидом водорода.

Вторая глава посвящена совершенствованию технологий синтеза и использования озона для систем водоподготовки. Рассматриваются принципиальные схемы синтеза озона и конструкции аппаратов воздухоподготовки и осушки воздуха.

Для небольших станций разработана установка осушки воздуха, в которой холодильное устройство выполнено в виде вихревой трубы, а теплообменник соединен патрубками с вихревой трубой адсорберами. Ис-

пользование такого устройства позволяет улучшить осушку воздуха и очистку его от пыли до поступления сжатого воздуха в адсорберы (рисунок 1).

Проведены исследования на испытательном стенде режимных характеристик озонаторов, работающих на промышленной и повышенной частотах.

Рисунок 1 — Устройство воздухоподготовки: 1 - теплообменник: 2 - корпус; 3 -цилиндр; 4 - днище; 5 - крышка; 6 - горизонтальные перегородки; 7 - вихревая труба; 8 - сопловый ввод-9 - дроссель; 10 - радиальная перегородка; 11,12 - камеры предварительно осушенного газа; 13,14 - камеры с адсорбентом; 15,16 - камеры окончательно осушенного газа: 17 - полость высокого давления; 18 - трубная полость низкого давления; 19 - патрубок; 20 - холодный конец вихревой трубы; 21,22,23,24,25,26 - соединительные патрубки; 27 - горячий конец вихревой трубы; 28, 29 - патрубки горячего потока; 30,31 - трубопроводы осушенного газа; 32 - коническое днище; 33 - сливное устройство; 34 - подача воздуха

Разработана и исследована конструкция генератора озона с вихревыми элементами, позволяющая интенсифицировать процесс охлаждения

разрядной зоны (+5°С вместо +20°С) и увеличить производительность в 1,6 раза (рисунок 2).

Рисунок 2 - Высокочастотный генератор озона: 1 - корпус; 2 - высоковольтный электрод - вихревая труба; 3 - сопловый ввод; 4 - трубопровод отвода горячего воздуха; 5 - газонаправляющий кожух; 6 - низковольтный электрод; 7 - патрубок подвода подготовленного газа; 8 - патрубки холодного воздуха; 9 - разрядная камера; 10 -патрубок отвода озоно-воздушной смеси; 11,12 патрубки отвода охлаждающей жидкости; 13 - устройство подачи высокого напряжения; 14 - охлаждающая рубашка

Исследована работа аппарата ввода ОВС непосредственно в напорный технологический трубопровод. Смешение ОВС с обрабатываемой водой осуществляется путем создания закрутки потока жидкости и газа за счет использования кинетической энергии жидкости. Интенсивная закрутка потока связана с созданием вращательного движения жидкости на определенных участках трубопровода, расположенного за устройством ввода ОВС. Это позволяет достичь 99% использования озона.

Разработаны теоретические основы растворения озона в технологическом трубопроводе. Основной поток представляет собой двухфазную смесь, в которой газовая фаза (ОВС) распределена в воде в виде небольших пузырьков. В этот поток под углом вводятся два дополнительных потока однофазной жидкости (воды), которые закручивают основной двухфазный поток.

Для описания процесса массоотдачи приняты следующие расчетные зависимости:

12

с' = ДЯе, П).

0)

где: с' - безразмерная концентрация озона в воде после аппарата; Ке — число Рейнольдса; П — величина, пропорциональная отношениям кинетических энергий жидкости в основном и вспомогательных потоках к кинетической энергии газа.

_ А О)

' <2)

где: АО) - разность скоростей однофазного и двухфазного потоков;

с — удельная поверхность соприкосновения фаз; V - коэффициент кинематической вязкости.

Q

П = , (3)

где ()опс — расход озоно-воздушной смеси; 0ц2О ~ суммарный расход воды через аппарат.

Были получены две зависимости по определению безразмерной ос-редненной концентрации озона в воде:

с' = 4Д2 -КГ7 (0,81 -106 +Ке)п-8''Л"'22, (4)

где диапазон чисел Рейнольдса: 0,02 Ю6< Не < 0,44 -106; диапазон чисел Прандтля: 0,1<Л<0,25.

с'= 0,02 (0,8 106 + /?е)°',23Л 0,249 , (5)

где диапазон чисел Рейнольдса: 0,44-106</?е<1,2-106; диапазон чисел Прандтля: 0,1 < Л < 0,25.

Определены зависимости концентрации остаточного озона в воде от угла дополнительного ввода воды, дано математическое описание процесса течения закрученного потока в трубопроводе.

Третья глава посвящена разработке технологии водоподготовки с биологической предочисткой для станций средней и большой производительности.

Проведены исследования по изучению аккумулирующей способности гидробионтов рек Волга и Ока (рисунок 3).

«г

I

х

л

с;

£

&

х

<=1 {X

х =3 А С. Н-X <и 3 X

Время, сут

Рисунок 3 - Динамика изменения концентрации аминов в процессе аккумуляции фито-планктоном: 1 - контрольные водоросли; 2 - начальная концентрация аминов С, = 0,4 мг/л; 3 - С2= 2 мг/л; 4 - С3 = 10 мг/л

На основании результатов исследований разработана конструкция устройства биологической предочистки.

Проведены исследования влияния материала, угла наклона элементов наживления, скорости движения потока воды, содержания остаточного озона в воде, а также влияния низких температур на работу устройства биологической предочистки. Построены соответствующие графики зависимостей.

Получены сравнительные данные по эффективности работы устройств с плоскими и объемными элементами наживления. Результаты исследований показали, что уровень загрязнения воды проходящей через лабораторную установку, уже после обработки ее биоценозом снижается в зависимости от вида загрязнения на 20 - 60 %, качество воды.

4

/

"И 1 1 г- ■ I__

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

После полной очистки, включающей также обработку озоном, отстаивание, фильтрование и обеззараживание во всех опытах удовлетворяло требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01. Следует особо отметить, что качество воды обеспечивается даже при низких ее температурах (2 - 3°С), что важно в условиях средней климатической полосы.

Разработана технология очистки природной воды с использованием установок биологической предочистки (рисунок 4). На основании полученных результатов, установлено, что наибольший эффект при очистке воды достигается при использовании объемных носителей, поддержании скорости потока на уровне 0,5 - 0,6 м/с и содержании остаточного озона в воде 0,05 мг/л.

Разработана математическая модель расчетов оптимальных режимов водоподготовки с использованием устройств биологической предочистки.

Это позволит определять потоки субстанций загрязнения и понять механизмы поглощения загрязнений. Знание последних позволит проектировать более эффективные установки для очистки природной воды.

Баланс массы ¡-того компонента (/=1,2,3,.....и), где и-число компонентов загрязнений, входящих в воду) в бесконечно малом объеме с/К секции биоценоза. Выбрана декартовая система координат на входе в биопоглотитель, где ось Ох - направление течения воды; с1Мх и г/Л/,,,,;,. -бесконечно малые массы /-того компонента, вносимые и выносимые в направлении оси Оу в элементарный объем с!У за время с/г, с!М: и -

бесконечно малые массы /-того компонента, вносимые и выносимые в направлении оси 0г в элементарный объем ¿Уза время йг.

По закону Фика массы суммарного переноса записываем в виде: т' = е.- V? - О. ■ grad с. (6)

где с, - концентрация /-того компонента, й> - скорость течения воды, Д - коэффициент диффузии г'-того компонента.

элементами нажиапения: 1 - насосная станция первого подъема; 2 - микрофильтр; 3 - приемный канал микрофильтра; 4 - объемный элемент наживления; 5 - фильтрующий барабан; 6 - контактная камера первичного озонирования; 7 - смеситель. 8 - камера хлопьеобразования; 9 - горизонтальный отстойник; 10 - скорый безнапорный фильтр: 11 - трубопровод подачи хлора; 12 - резервуар чистой воды; 13 - насосная станция второго подъема; 14 - верхняя щелевая перегородка; 15 - нижняя щелевая перегородка; 16 - центральная труба; 17 - отводящий патрубок; 18 - эжектор; 19 - подводящий трубопровод; 20 - направляющий козырек; 21 - распылительная насадка; 22 -воздухопровод; 23 ■ компрессор; 24 - емкость для приготовления пульпы; 25 - механическая мешалка; 26 - ввод активированного угля; 27 -трубопровод подачи пульпы в камеры хлопьеобразования

Выразим переносимые массы через проекции этого вектора: с/Л/г =т\ч1ус12-с1т; =т^^-(¡уЛг- ск;

с1М'х.=т\:сЬ^2 ск; йМу<¡¡у =т'у+4ущсЬс-<кшск; (1М1: =т': -¿х-дудт; ¡¡. =т'-+л.-<1х.ш<1ус1т.

Здесь т\, /и',, т':, т'х*<1х, г"'у , »»'г+л проекции плотности потока массы /-того компонента на оси Ох, ОуиОг соответственно в точках х, у, г, х+ск, у+с1у, г+<я(г. Эти проекции можно разложить в ряд Тейлора в окрест ности точек х, у, г и в силу малости <к, с/у, ¿г, ограничиться линейными приближениями:

т

/

= т' +—-<& + ...; * дх

дт\,

т

■dy + ...;

(7)

< /• Зот. , m.+dl =т. +—-dz + ... dz

Обозначим разности вытекающих и втекающих в объем dV масс /'того компонента по направлениям x,y,z соответственно dM¡\ dM2\ dM3. Тогда с учетом (7) имеем:

rim'

dM{ = dM'x+dx - dM\ = —i- -dV-dr dx

. 5mi

dM\ = dM'A, -dM\, = —-dV-dr > ■ ' By

я '

dMi = dM[+<h - dMi = • dV ■ dr dz

Суммируя эти разности, получим превышение вытекающей массы /того компонента из объема dV над втекающей массой:

dM'n = dM[ + dM'2 + dMi =

дт[ ( om'y ( 8ml dx dy dz

-dV-dr

(8)

Если плотность внутреннего стока массы того компонента за счет поглощения его биоценозом обрастания равна т\ •, то уменьшение массы /того компонента воды в объеме dV за время dx составит:

dM[2 = т'у -dV-dr Тогда суммарное уменьшение массы i-того компонента воды в объеме dV за время dr составит:

^ дт\ ст'у dml

dM' =dM'u + dM{2 =

■dV-dt

(9)

дх ду дг

По закону сохранения массы это приведет к уменьшению концентрации ¿-того компонента в объеме dV :

(10)

дс-

dM1 =--dr-dV

дт

Приравнивая соотношения (9) и (10), получим:

дг

dm'x ^ дт'у ^ 3mj. дх ду dz

- ту

(П)

Проекции векторного уравнения (6) на оси координат Ох, Оу, 0г имеют вид:

т\ =сгм>к - О, т', = с т': =сг м>- - А ™

1 ' дх / у ду ог

Подставляя эти проекции в уравнение (11), получим:

дС• О

--- = D.-V Су -С:

дТ ' ' '

dwx dwy ^ dwz дх ду dz

8ci VX + Wy

дх

ду

- + W,

tl dz

- т.

(12)

д д д где V2 =-+ —- + —- - оператор Лапласа.

дх2 ду" дг2

Выражение в первых квадратных скобках правой части уравнения (12) равно нулю, так как является уравнением неразрывности для несжи-

маемой жидкости. Поэтому окончательно дифференциальное уравнение закона сохранения массы /'-того компонента можно записать в виде:

ОС: дс: dCj дс, „ _2 ,•

— + WX— +w — + wz — = DiVzcj-m'y дт дх ду &

(13)

Тогда безразмерные координаты, проекции скорости, концентрации /-того компонента имеют вид:

Wn

wn

w0

С/0

Размерные величины, выраженные через безразмерные, соответст-

венно:

х = Х-1; у = У-Ц г = г-£;

= Нгх • = ■ ы0;ч>. = IV. ■ ю^с, - С, • ст

Подставив их в уравнение (13), получим:

дс,- п

8Fo

дС, дС, дС, х SX у 5Y * dZ

где Fo =

Д-г

= (14)

безразмерное время или диффузионное число Фу-

безразмерная

рье, Ре = — - диффузионное число Пекле, M'y -

плотность внутреннего стока массы /-того компонента.

Для нашего случая число Пекле Ре=108 т.е. много больше единицы. Тогда в направлении течения можно пренебречь массопереносом диффузией по сравнению с массопереносом конвекцией. В этом случае уравнение (14) можно записать в виде:

дС( dFo

+ Ре

», дС* »г дС> 8С1

Wx —+ WY —- + w. —-дх ду дг

s -M'y

(15)

Уравнение (15) существенно упрощается, если допустить, что течение воды через материал секции биоценоза имеет «поршневой» характер, тогда при №х=1; ¡¥у=1¥:=0:

дРо

дС1 дХ

-Му

(16)

Начальные и граничные условия: Го=0; Х>0; С, =0; Х=0; Fo>0; С, =1. Нестационарный перенос занимает малый период г=1/и>0. Для стационарного процесс переноса уравнение (16) принимает вид:

Сток массы любого /-того компонента воды зависит от скорости биохимических реакций, скорости химических реакций зависят от концентрации реагирующих веществ, гомогенности или гетерогенности химических реакций. В нашем случае биохимические реакции протекают на поверхности растущего биоценоза и могут быть отнесены к гетерогенным химическим реакциям. В этом случае в уравнение для скорости реакции входят концентрации только тех веществ, которые находятся в растворе. Растет масса биоценоза, но не концентрация отдельных компонентов в ней. Поэтому для скоростей гетерогенных химических реакций применяют уравнение А. Н. Щукарева: скорость реакции прямо пропорциональна концентрации исходного вещества. Скорость таких реакций определяется скоростью переноса вещества, тогда для размерного внутреннего стока массы /-того компонента воды:

где у/, Д - неизвестные постоянные.

С увеличением скорости конвекции второе слагаемое уменьшается, возрастает скорость химической реакции и возрастает сток /-того компонента воды. Постоянные коэффициенты у„ Д для каждого /-того компонента воды свои и могут быть определены с привлечением опытных данных. Уравнение (17) при граничном условии х=0; с,- ~ст в размерном виде имеет вид:

(17)

ту = У; ■ С; -

р,

(18)

' ск

-т +

А

(19)

Решение этого дифференциального уравнения найдем операционным методом, применяя к нему и граничному условию преобразование Лапласа по переменной х:

у.

Щг - с,о =--'-Сц +

А

; с*

¿•/о

р,

.У +

Г1_

щ)

(20)

Применяя к решению (20) в области изображения обратное преобразование Лапласа или таблицу изображений по Лапласу получим:

Р,

С: =

( А 1

ехр

Г ¡Уо

(21)

Как видно из решения (21) с ростом скорости первое слагаемое правой части возрастает, а второе слагаемое уменьшается. При некотором значении скорости имеет место экстремум функции (21). Продифференцируем соотношение (21) при х-Ь по м>п и приравняем производную нулю:

.2, ' ~

¿С,

4щ)

Р,

;-^ехр--

ПЩ V ^о

1 +

У;Щ) РI

А

Г,1

Из соотношения (22) следует:

ехр

гА

Щ

= 1 + С;,

У71 У,1

■■ 0 (22)

(23)

А ^'о

Экспериментально эта скорость определена и равна иО)=0,6 м/сек. Тогда один из коэффициентов можно выразить в виде:

А=-

^70

ехр

{У,1

-1 +

у>1

ЧЬ

(24)

Подставив этот коэффициент в уравнение (21) при х=Ь и н7/=«'»,. получим:

1 *'0э)

ехрИ Щэ

Трансцендентное уравнение (25) для каждого из показателей качества воды решалось числено относительно у,- Найденные значения у,- подставлялись в формулу (24) для нахождения коэффициентов /?,-.

Сравнение экспериментальных и расчетных данных позволяет сделать вывод, что полученные уравнения дают возможность с высокой степенью достоверности проводить теоретические расчеты оптимальных режимов очистки воды в биопоглотителе.

Четвертая глава посвящена разработке и испытанию передвижных и малогабаритных установок подготовки питьевой воды, в том числе применяемых в чрезвычайных ситуациях.

Приводятся исследования работы общевойсковой станции водопод-готовки ВФС-10. В настоящее время эти станции приняты на вооружение в войсках и подразделениях МЧС.

При работе станций на водах средней и высокой цветности наблюдалось несоответствие СанПиН 2.1.4.1074-01 по водородному показателю рН, остаточному алюминию и остаточному активному хлору.

Использование ударных доз реагентов свидетельствует об отсутствии барьерной роли технологии по задержанию целого ряда соединений, таких как органические вещества, хлороформ и др.

Тестирование питьевой воды на токсичность показало, что независимо от водоисточника очищенная вода была токсичная и остротоксичная.

Результаты исследований работы станции ВФС-10 позволили разработать технологию водоподготовки для станций небольшой производительности. Эта технология может быть реализована как в стационарном, так и в передвижном вариантах.

Технология включает двухступенчатое фильтрование с возможно-

стью ввода озона в трех точках: перед префильтром, между лрефильтром и фильтром и после фильтра. Исследования проводились на различных источниках (p.p. Волга, Ока, Горьковское водохранилище, торфяное озеро) в различные периоды года. Очищенная вода по исследуемым показателям отвечает требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01.

Разработана математическая модель процесса двухступенчатого фильтрования. Рассматривается многокомпонентная система, которую можно охарактеризовать наличием входных величин, величин воздействия на систему - факторов и параметров - результатов отклика системы. Применен метод представления поверхности отклика в виде каркаса линий

- уровня этой поверхности, т.е. таких линий, которые устанавливают зависимости между параметром и одним из факторов процесса, при постоянных значениях других факторов.

Модель позволяет определять оптимальные значения дозы коагулянта и доз озона (в первой и второй точках ввода) с прогнозированием качества обрабатываемой воды после префильтра и в конце технологии, после обеззараживания. Критерием прогнозирования является максимальная сходимость параметров входной воды со стандартом на рассматриваемом этапе водоподготовки.

Процесс работы модели можно представить следующим образом:

- формирование базы данных || INF||;

- формирование линий каркаса поверхности отклика;

- получение интервалов оптимальных значений рассматриваемых параметров решением уравнений.

Для обработки матрицы решаются уравнения:

+ b:F2+(С - (Я; - 5"')) = о (2б)

где: А'", В", С", В"-значение ш-го параметра входной воды;

S"' - стандартное значение w-ro параметра на рассматриваемом участке.

Корни уравнений являются граничными точками интервала оптимальности фактора F2 для параметра "т'\

- формирование новой базы данных ||ОАШ||;

- определение огибающих кривых, описывающих область оптимальности на поверхности отклика;

- поиск глобального оптимума воздействующих факторов решением уравнения:

лг,2>

?7ГГ = 0 <27)

- расчет значений выходных параметров воды при найденных оптимальных значениях факторов, определяется уравнениями

П* = ВХ,- Л,(^'>*) (28)

где: П' - прогнозируемое значение параметров обрабатываемой воды; ВХ- значение ¡-го параметра входной воды; А/ - величина изменения

параметра; F<l,, - оптимальное значение г- го воздействующего фактора.

Математическая модель процесса включает 7 уравнений, 2 ограничения и реализована в виде блок-схемы.

Разработана технология водоподготовки с реакторами озонирования, где два процесса очистки, а именно, окисление и фильтрование были совмещены в одном аппарате (рисунок 5). Данные по испытанию установки показывают, что данное техническое решение позволяет получить воду необходимого качества. На базе предложенной технологии были разработаны 3 варианта установок кондиционирования воды.

Для доочистки водопроводной воды автором разработана установка «Архимед» производительностью до 1000 л/ч. Основным элементом установки является аппарат «фильтр - озон», который совмещает в себе устройство насыщения и контакта воды с озоном, а также фильтровальную кассету.

Рисунок 5 - Технология водоподготовки с использованием реакторов озонирования: 1 - насос первого подъема; 2 -гидроциклон; 3 - микрофильтр; 4 - смесительное устройство; 5 - реактор озонирования; 6 - реактор озонирования второй ступени; 7 - камера реакции; 8 - конус; 9 - распылительная насадка; 10 - центральная труба; 11 - камера фильтрации; 12 - внутренняя полость; 13 -турбулизаторы; 14-дренажное устройство; 15 - воздухопровод; 16,17- трубопроводы

Высокая эффективность работы этой установки подтверждена результатами исследований.

В чрезвычайных ситуациях проблема восстановления подачи воды населению в кратчайшие сроки является актуальной задачей. Разработаны 3 установки для получения качественной питьевой воды в условиях чрезвычайных ситуаций. Одна из разработанных установок представлена на рисунке 6. В тех случаях, когда получение озона требуется в небольших количествах, автором было установлено, что в качестве повышающего трансформатора высокого напряжения может быть использована автомобильная бобина типа Б 116.

Пятая глава посвящена разработке концепции информационной системы управления технологическим процессом подготовки питьевой воды.

Предлагаемая АИС ППР строится на основе 5 подсистем (рисунок 7), связанных между собой по принципу иерархии: подсистема сбора и анализа статистической информации; подсистема сбора и анализа текущей информации; геоинформационная подсистема (ГИС); подсистема прогнозирования и подсистема поддержки принятия решений.

Разработан алгоритм функционирования на основе схемы взаимодействия задач главного меню системы. Блок схема укрупненного алгоритма функционирования элемента АИС ППР и ее описание приведены в диссертации.

Одним из основных принципов, на которых строится алгоритм функционирования системы, является принцип открытости, который реализуется с помощью системы вложенных друг в друга меню.

Второй принцип - параллельность функционирования отдельных ветвей алгоритма во времени. Это - многозадачный режим работы, когда несколько задач выполняются одновременно.

Третий принцип - универсальность. В главе рассматриваются вопросы обеспечения безопасности информационной системы.

Рисунок 6 - Установка для обработки воды озоном: 1- корпус; 2 - нижняя конусная часть корпуса; 3 - охлаждающая рубашка; 4- высоковольтный электрод; 5 - низковольтный электрод; 6 - разрядная зона; 7 - патрубок подвода сжатого осушенного газа; 8- патрубок озона; 9- - патрубок подвода обрабатываемой воды; 10 - эжектора; 11- патрубок отвода озонированной воды; 12 - сетки; 13 - секция обрабатываемой воды; 14 - фильтровальная кассета с фильтрующим материалом; 15 - секция обработанной воды; 16- элемент подачи высокого напряжения

Рисунок 7 - Схема функционирования АИС ППР

Меры безопасности направлены на предотвращение несанкционированного получения информации, физического уничтожения или модификации защищаемой информации.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Рассмотрены современные концепции очистки воды для питьевых целей. Дана оценка нормативной базы, определяющей требования к качеству питьевой воды.

2. Получена информация по состоянию 73 водопроводных станций населенных пунктов Волжского бассейна. Проведенное анкетирование позволяет сделать вывод об износе оборудования до 80 - 85% , о большом количестве нестандартных проб питьевой воды.

3. Рассмотренные способы предотвращения образования токсичных продуктов в процессе водоподштовки позволяют сделать вывод о целесообразности использования озона на всех этапах ее очистки.

4. Автором создан и внедрен аппарат комбинированного типа для осушки воздуха с использованием вихревого эффекта (эффект Ранка) для небольших станций водоподготовки.

5. Разработаны, изготовлены и испытаны модификации генератора озона, работающие на промышленной и повышенной частотах, в которых в качестве высоковольтного электрода используется вихревая труба. На основе разработанных аппаратов внедрены новые технологии синтеза озона и установки озонирования воды.

6. Исследовано устройство ввода озоно-воздушной смеси в технологический напорный трубопровод, разработаны теоретические основы растворения озона в напорном трубопроводе.

7. В результате исследований фито- и зоопланктона разработан способ и устройство для предварительной очистки воды естественным биоценозом поверхностных источников. Использование данного устройства позволяет снизить значение показателя суммарного углерода, цвет-

ности, содержание аммиака, железа, марганца, СПАВ, бактерий и вирусов в сравнении с традиционными методами очистки.

8. Определены зависимости эффективности работы биопоглотителя от типа носителей биоценоза, скорости движения воды, угла наклона элементов наживления, дозы непрореагировавшего озона, вводимого в головную часть устройства, температуры воды.

Разработаны теоретические основы расчета устройств биологической предочистки. Определены поля концентраций загрязнений природной воды в устройстве. Разработанная математическая модель расчетов позволяет определять оптимальные режимы водоподготовки с узлом биологической предочистки.

9. Разработана технология обработки воды естественным биоценозом, микрофильтрацией, первичным озонированием и углеванием (ПАУ).

10. Разработаны технологии водоподготовки для станций небольшой производительности, которые могут быть реализованы, как в стационарном, так и в передвижном вариантах. Технологии представлены двухступенчатым фильтрованием с тремя точками ввода озона.

11. Разработаны установки ранцевого типа для использования в подразделениях ГО и ЧС.

12. Разработана концепция информационной системы управления технологическим процессом подготовки питьевой воды.

Результатом функционирования АИС 111 IP является выработка проекта решения на основе учета и анализа экологических, экономических, производственных и других факторов и условий, действующих на территориях.

Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

1. Васильев, A. JI. Мобильные установки для подготовки питьевой воды / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Тез. докл. Всесоюз. семинара. -Н. Новгород, 1990.-С. 5.

2. Васильев, А. Л. Малогабаритные установки для подготовки питьевой воды / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, // Развитие методов очистки сточных и природных вод : Тез. докл. совет.-америк. науч.-техн. симп. -Н. Новгород, 1991. - С. 67-68.

3. Васильев, А. Л. Озонаториые модули / А. Л. Васильев, В. В. Найденко, Л. А. Васильев, // Водоснабжение и санитарная техника. -1992.-№10.-С. 12-15.

4. Васильев, А. Л. Создание и применение малогабаритных установок синтеза озона в системах водоснабжения и водоотведения / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Озон в биологии и медицине : Тез. докл. 1-й Все-рос. науч.-практ. конф. - Н. Новгород, 1992. - С. 31.

5. Васильев, А. Л. Разработка и практическое применение малогабаритных водоочистных станций с использованием высокочастотных озонаторов / А. Л. Васильев // Научно-технические и социально-экономические проблемы охраны окружающей среды : Тез. докл. 7-ой науч.-техн. конф. / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ин-т. - Н. Нов-город#9В2сил£ев57А. Л. Обработка воды озоном в технологическом трубопроводе / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, Г. М. Казаков // Водоснабжение и санитарная техника. -1993. - № 5. - С. 12-14.

7. Васильев, А. Л. Использование естественных биоценозов водоемов при очистке природных вод / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, // Водоснабжение и санитарная техника. - 1993. - № 11/12. - С. 29-31.

8. Васильев, А. Л. Технические средства для обработки воды озоном. / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Озон в биологии и медицине : Тез. докл. 2- й Всероссийской науч.-практич. конф. с междунар. участием. -Н.Новгород, 1995. - 103 с.

9. Васильев, А. Л. Предпосылки к созданию биологических устройств для предварительной очистки питьевой воды / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, // Известия вузов. Сер. «Строительство». - 1996. -№ 2. - С.85.

10. Васильев, А. Л. О возможности использования биологического метода очистки в системах водоснабжения / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, // Городское хозяйство и экология. -1996. - № 4. - С. 30-37.

11. Васильев, А. Л. Разработка математической модели процесса обработки воды с использованием биоценозов / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, М. М. Васильева // Известия вузов. Сер. «Строительство». -Новосибирск. - 1997. - №7. - С.95.

12. Васильев, А. Л. Доочнстка шпъевой воды установками «Архимед» / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, В. Г. Заккк // Водоснабжение и сашггарная техника.-1997.-№ 5.-С. 17-19.

13. Васильев, А. Л. О приоритетных направлениях развития систем очистки природных вод для питьевых целей / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Известия вузов. Сер. «Строительство». - Новосибирск, 1997. - № 8. - С. 20 - 26.

14. Васильев, А. Л. О применении сорбционных методов в технологиях получения питьевой воды / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Вода: экология и технология : Тез. докл. третьего междунар. конгр. - М. : СИБИКО Интернешнл, 1998. - С. 315-316.

15. Васильев, А. Л. Концепция социально-экологического мониторинга / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, И Городское хозяйство и экология. -1999.-№ 4.-С. 3-11.

16. Васильев, А. Л. Разработка и внедрение информационной системы Федеральной целевой программы «Возрождение Волги» / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев //' Вода : экология и технология : Тез. докл. 4-го Междунар. конгр. - М., 2000.

17. Васильев, А. Л. Разработка и реализация автоматизированной информационной системы Федеральной программы «Возрождение Волги» / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, // Городское хозяйство и экология. - 2000. - № 2. - С. 6-14.

18. Васильев, А. Л. Использование вихревых элементов в устройствах синтеза озона / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев Н Вода: экология и технология : Тез. докл. Четвертого междунар. конгресса. - М.: ЗАО «Фирма СИБИКО Интернешнл», 2000. - 317 с.

19. Васильев, А. Л. Биологический метод предочистки в технологиях водоподготовки / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Вода: экология и технология : Тез. докл. IV междунар. конгр. - М., 2000. - 318 с.

20. Васильев, А. Л. Информационная система поддержки принятия управленческих решений ФЦП «Возрождение Волги» / А. Л. Васильев, М. А. Шевченко, В. В. Найденко, Л. А. Васильев, В. Г. Воробьев // Великие реки - 2000 : генер. докл., тез. докл. Междунар. науч.-пром. форума / Ни-жегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Н. Новгород, 2000. - С. 144-145.

21. Васильев, А. Л. Идентификация органических соединений в природной и питьевой воде / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Великие реки 2001: междунар. науч.-пром. форум, 15-18 мая 2001 г. : Генер. докл., тезисы докл. междунар. конгресса "Великие рекн'2001"/ Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Н. Новгород, 2002. - С. 325-326.

22. Васильев, А. Л. Об обеспечении питьевой водой населения городов Волжского бассейна / А. Л. Васильев, М. А. Шевченко, В. В. Найденко, Л. А. Васильев П Великие реки-2002 : Генер. докл., тез. докл. междунар. конгресса, 14-17 мая 2002 г. / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. -Н. Новгород, 2002. - С. 92-93.

23. Васильев, А. Л. Переносной малогабаритный генератор озона /А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, О. В. Подгорнова, И. В. Бокова // Великие реки 2004 : Тез. докл. Междунар. науч.-промышл. форума. - Н.Новгород : ННГАСУ, 2004.-295 с.

24. Васильев, А. Л. Разработка установок водоподготовки для использования при чрезвычайных ситуациях / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, О. В. Подгорнова, И. В. Бокова // Великие реки 2004 : междунар. науч.-

пром. форум, 18-21 мая 2004 г. : Генер. докл., тез. докл. междунар. конгр. / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Н. Новгород, 2004. - С. 295-296.

25. Васильев, A. JI. Использование озона в технологиях обработки природных вод : Монография. / A. JI. Васильев, Л. А. Васильев; Н.Новгород. ННГАСУ. - 2005. - 183 с.

26. Васильев, А. Л. Концепция создания информационных систем управления производством питьевой воды / А. Л. Васильев // Известия вузов. Сер. «Строительство». - Новосибирск, 2005. - № 9. - С. 68-72.

27. Васильев, А. Л. Переносные средства водоподготовки для питьевых целей / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, О. В. Подгорнова, И. В. Боко-ва // Великие реки 2007 : междунар. науч.-пром. форум : Тез. докл. междунар. конгр. / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Н. Новгород, 2007. -С. 390-391.

28. Васильев, А. Л. Исследование узла биологической предочистки в технологии водоподготовки для питьевых целей. / А. Л. Васильев, А. В. Осипов II Строительство и эксплуатация сооружений в условиях плотной городской застройки». Междунар. науч.- методич. конф. - Пенза: 2007 г. -С. 8-9.

29. Васильев, А. Л. Очистка поверхностных вод озоном: Монография. / А. Л. Васильев, В. В. Найденко, Л. А. Васильев // Н. Новгород. ННГАСУ. - 2007. - 217 с.

30. Васильев, А. Л. Обеспечение качественного питьевого водоснабжения населения и спецподразделений в условиях чрезвычайных ситуаций / А. Л. Васильев, Е. В. Копосов, Л. А. Васильев // Приволжский научный журнал / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Н. Новгород, 2008. - № 2. - С. 13-24.

31. Васильев, А. Л. Определение технологических параметров при использовании аппарата ввода озона в напорный трубопровод. /

А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // «Приволжский научный журнал». -Нижний Новгород: 2008. № 4.- С. 45-51.

32. Васильев, А. Л. Блочно-модульные установки подготовки питьевой воды, применяемые в чрезвычайных ситуациях / А. Л. Васильев, Б. В. Колосов, Л. А. Васильев // Инновации. - СПб., 2009. - № 3 (125). - С. 4547.

33. Васильев, А. Л. Модуль биологической предварительной очистки в технологиях подготовки питьевой воды / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Инновации. - СПб., 2009. - № 03(125). - С. 47-49.

34. Васильев, А. Л. Разработка экологически безопасных технологий подготовки питьевой воды с использованием естественных биоценозов / А. Л. Васильев, £. В. Колосов, Л. А. Васильев [и др.] // Приволжский научный журнал / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. -Н. Новгород, 2009. - № 4. - С. 142-147.

35. А. с. 1680617 СССР, С 01 В 13/10. Высокочастотный генератор озона / В. В. Найденко, Л. А. Васильев, Л. М. Дыскин, А. Л. Васильев. Заявл. 25.09.89; опубл. 30.09.91. Бюл. № 36.

36. А. с. 1720690 А1 СССР, В 01 Б 53/26. Устройство для осушки сжатого газа / В. В. Найденко, Л. А. Васильев, Л. М. Дыскин, А. Л. Васильев. Заявл. 22.11.91; опубл. 23.03.92. Бюл. № 11..

37. Пат. 2010014 РФ, С 02 Р 1/78. Установка для очистки природных вод / В. В. Найденко, Л. А. Васильев, Б. А. Дергунов. Заявл. 17.06.91; опубл. 30.03.94. Бюл.№6.

38. А. с. 1832119 РФ, С 02/00. Установка для очистки природных вод и способ его осуществления / В. В. Найденко, Л. А. Васильев, А. Л. Васильев, Е. А. Дергунов. Заявл. 17.06.91; опубл. 0.7.08.93. Бюл. № 29.

39. Пат. 2253609 РФ, С 01 В 13/11, С 02 Р 1/78. Устройство для обработки воды озоном. / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, О. В. Подгор-нова, И. В. Бокова. Заявл. 24.06.04; опубл. 10.06.05. Бюл. № 16.

40. Пат. 2311348 РФ, С02 Fl/78. Устройство для обработки воды / В. В. Найдеико, А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, И. В. Бокова, А. Л. Крошилов. Заявл. 03.08.05; опубл. 27.11.07. Бюл. № 33.

41. Васильев, А. Л. Разработка математической модели процесса двухступенчатого фильтрования / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, И. В. Бокова, О. А. Шарова // Приволжский научный журнал / Ни-жегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Н. Новгород, 2010. - № 3. - С. 89-95.

42. Васильев, А. Л. Теоретические основы процесса очистки воды поверхностных источников с использованием аккумулирующей способности гидробионтов / А. Л. Васильев, Е. В. Копосов, Л. А. Васильев, И. В. Бокова, О. А. Шарова // Прнволжский'научный журнал / Нижегор. гос. архнтектур.-строит. ун-т. - Н. Новгород, 2010. - № 4. -С. 9»-105.

43. Пат. иа полезную модель 102 612 РФ, C02F 1/78, С01В 13/11 Устройство для обработки воды. / Е. В. Копосов, А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, И. В. Бокова, О. А. Шарова. Заявл. 21.10.09; опубл. 10.03.11. Бюл. № 7.

44. Васильев, А. Л. Биологическая предочистка в технологиях водо-подготовки для питьевых целей : Монография. / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев, И.В.Бокова / Н.Новгород. ННГАСУ. - 2011. - 118 с.

45. Васильев, А. Л. Конструктивное решение переносной установки для получения питьевой воды в условиях чрезвычайных ситуаций 1 А. Л. Васильев, Е. В. Копосов, Л. А. Васильев, И. В. Бокова // Приволжский научный журнал / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Н. Новгород, 2011. - № 3. - С. 46-53.

46. Васильев, А. Л. Разработка информационной системы для автоматизации расчета параметров обработки природных вод / А. Л. Васильев, С. А. Слепов // Приволжский научный журнал / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Н. Новгород, 2011. - № 3. - С. 174-178.

Жирным шрифтом отмечены ведущих рецензируемых журналов ниями ВАК Федерального агентства

публикации, включенные в перечень и изданий в соответствии с требовало образованию России.

Подписано в печать ц г. Заказ № с.%3 Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Объем ?,е$~п/л Тираж 120 экз.

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, 603950. г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, д. 65.

Полиграфцентр ННГАСУ. 603950. г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, д. 65.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОД ДЛЯ ПИТЬЕВЫХ ЦЕЛЕЙ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ.

1.1. Современные концепции очистки воды для питьевых целей.

1.2. Современная нормативная база, определяющая требования к качеству питьевой воды.

1.3. Оценка состояния водопроводных станций на примере анализа их работы в городах Волжского бассейна.

1.4. Обзор существующих технологий подготовки питьевой воды.

1.5. Идентификация растворенных органических соединений в процессе подготовки питьевой воды.

1.6. Способы предотвращения образования токсичных продуктов в процессе водоподготовки.1.

1.7. Исследование эффективности совместной обработки воды ультрафиолетовым излучением, пероксидом водорода и озоном.

2. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ СИНТЕЗА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОЗОНА ДЛЯ СИСТЕМ ВОДОПОДГО-ТОЖИ.„,..

2.1. Принципиальные решения схем синтеза озона.

2.2.Воздухоподготовка как один из важнейших этапов синтеза озона.

2.3. Осушка воздуха в вихревых трубах.

2.4. Аппараты синтеза озона.

2.4.1.0сновные способы производства озона.

2.4.2. Влияние частоты тока на производительность озонатора.

2.4.3. Исследование режимных характеристик озонаторов работающих на промышленной и повышенной частотах.

2.4.4. Разработка и исследования работы генератора озона с вихревыми элементами.

2.5. Смешение озоно-воздушной смеси с водой.

2.5.1. Основные методы смешения озоно-воздушной смеси с водой.

2.6. Исследование работы аппарата для смешения жидкости и газа в технологическом трубопроводе.

2.6.1. Теоретические основы растворения озона в технологическом трубопроводе.

3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ВОДОПОДГОТОВКИ С БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРЕДОЧИСТКОЙ ДЛЯ СТАНЦИЙ СРЕДНЕЙ И БОЛЬШОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ.

3.1. Исследование видового состава гидробионтов в водоемах средней полосы России.

3.2. Изучение аккумулирующей способности гидробионтов рек Волга и Ока.

3.3. Анализ существующих методов и технологий биологической предочистки природной воды.

3.4. Исследования работы устройства для очистки воды естественным биоценозом.

3.4.1.Описание конструкции устройства биологической предочистки с плоскими элементами наживления.

3.4.1.1. Исследование влияния материала элементов наживления на работу устройства.

3.4.1.2. Исследование влияния^ угла наклонам элементов наживления и скорости движения потока, воды на работу устройства.1.

3.4.1.3. Исследование влияния низких температур на< элементы наживления и- на работу^ устройства.

3.4.2. Описание конструкции устройства биологической предочистки с^рбъемнымиэлементами наживления.

3.4.3. Влияние озона на активность биоценоза и работу устройства.

3.4:4. Сравнение эффективности установок с плоскими и объемными элементами наживления.

3.5. Теоретические основы технологии очистки воды поверхностных источников с использованием аккумулирующей способности гидробионтов.

3.6. Разработка технологий очистки-природной, воды с использованием установок биологической предочистки.

3.7. Интенсификация технологий-водоподготовки с узлом биологической.предочистки введением активированного гранулированного угля.

4. РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЕ ПЕРЕДВИЖНЫХ И МАЛОГАБАРИТНЫХ УСТАНОВОК ПОДГОТОВКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ.

4.1. Передвижные и стационарные станции водоподготовки, применяемые для граяаданских целей и чрезвычайных ситуаций.

4.2.Исследование работы общевойсковой станции водоподготовки ВФС-10.

4.2.1. Назначение и состав фильтровальной станции.

4^2.2. Описание лабораторной установки й методика проведения исследований.

4.2.3. Тестирование питьевой; вод ыша токсичность.

4їЗ; Разработка технологий водоподготовки для станций небольшой производительности.

4.3.1. Описание лабораторной установки и методика проведения исследований.—.

4.3.2. Определение точки ввода озона и ее влияние на качество воды. .229'

4.33. Исследование возможности работьютехнологии на различных водоисточниках.

4;3.4. Разработка математической модели процесса двухступенчатого фильтрования.

4:3.4.1. Некоторые понятия и.определения связанные с моделированием многофакторных процессов.

4.3.4.2. Формирование математической модели, описывающей предложенную технологию водоподготовки.248'

4.3;5;Л,ехнология»водоподготовкис использованием реакторов озонирован ия.

4.4. Разработка и испытание переносных установок

ВОДОПОДГОТОВКИІ.;.

Создание лабор^орного рбразца?водоочистной^. установки. Генератор озона.

4^5: Малогабаритная;очистная установка.

4і5.1> Испытание лабораторного обіразца водоочистной установки;.2745; РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ПРОИЗВОДСТВА ПИТЬЕВОЙ; ВОДЫ.

5.1. Предпосылки к созданию системы. Сведения о передовом опыте в области информационных технологий, использованные при разработке системы.

5.2. Концепция создания информационной системы у правления производством питьевой воды.:.290;

5.2.1. Место информационной системы управления в общей схеме социального мониторинга.•••••••.290^

5.2.2. Назначение, цели и область использования СИСТЄМЬІІ.

5.3. Проектирование комплексной автоматизированной системы управления производством питьевой воды.

5.3.1.Сведения о нормативно-технических документах, используемых, при проектировании.

5.3.2.Укрупненная структурная схема системы.

5.3.2.1.Состав функции, комплексов задач реализуемых системой.

5.3.2.2. Решения по структуре системы, подсистем, средствам и способам связи.

5.3.2.3. Решение по режимам функционирования и диагностированию работы системы.

5.3.2.4: Решение по комплексу технических средств; его* реализация на объекте.331'

5.3.2.5. Решение по составу программных средств, языкам деятельности системы, алгоритмам процедур иопераций и методы их реализации.

5.3.3. Укрупненный алгоритм функционирования системы.

5.3.4. Описание укрупненного алгоритма функционирования» элемента АСППР.

5.4. Средства и методы обеспечения«информационной безопасности.

5.4.1. Требования по защите информации системы.

5.4.2. Цели и основные задачи ИТКС.

5.4.3. Принципы построения ИТКС.

5.4.4.Телекоммуникационная платформа ИТКС.370»

5.4.5. Используемыепервичные каналы и сети связи.

5.4.6. Принципы сетевого администрирования.

5.4:7. Принципы межсетевого взаимодействия.

5.4.8. Принципы доступа пользователей к ИТКС.

Общие выводы

1. Рассмотрены современные концепции очистки воды для питьевых целей. Дана оценка нормативной базы, определяющей требования к качеству питьевой воды.

2. Проведена работа по определению состояния 73 водопроводных станций населенных пунктов Волжского бассейна. Проведенное анкетирование позволяет сделать вывод об износе оборудования до 80 - 85% о большом количестве нестандартных проб питьевой воды.

3. Рассмотренные способы предотвращения образования токсичных продуктов в процессе водоподготовки позволяют сделать вывод о целесообразности использования озона на всех этапах ее очистки.

4. Автором создан и внедрен аппарат комбинированного типа для осушки воздуха с использованием вихревого эффекта (эффект Ранка) для небольших станций водоподготовки (а.с. №1720690" СССР, В 01 Б 53/26, а.с. №1239477 СССР, Б 25 В 9/02). На основе разработанных аппаратов внедрены новые технологии синтеза озона и установки озонирования воды.

5. Разработаны, изготовлены и испытаны модификации генератора озона, работающие на промышленной и повышенной частотах, в которых в качестве высоковольтного электрода используется вихревая труба (а.с.№ 1680617 СССР, С 01 В 13/10).

6. Исследовано устройство ввода озоно-воздушной смеси в технологический напорный трубопровод, разработаны теоретические основы растворения озона в напорном трубопроводе.

7. В результате исследований фито- и зоопланктона разработан способ и устройство для предварительной очистки воды естественным биоценозом поверхностных источников (а.с. №183119 СССР, С 02/00). Использование данного устройства позволяет снизитьзначение показателя суммарного углерода, цветности, содержание аммиака, железа, марганца, СПАВ, бактерий и вирусов в сравнении с традиционными методами очистки.

8. Определены зависимости эффективности работы биопоглотителя от типа носителей биоценоза, скорости движения воды, угла наклона элементов наживления, дозы непрореагировавшего озона, вводимого в головную часть устройства, температуры воды. Разработаны теоретические основы расчета устройств биологической предочистки — биопоглотителя. Определены поля концентраций загрязнений природной воды в устройстве. Разработанная математическая модель расчетов позволяет определять оптимальные режимы водоподготовки с узлом биологической предочистки.

9. Разработана технология обработки воды естественным биоценозом, микрофильтрацией, первичным озонированием и углеванием (ПАУ).

10. Разработаны технологии водоподготовки для станций небольшой производительности, которые могут быть реализованы как в стационарном, так и в передвижном вариантах. Технологии представлены двухступенчатым фильтрованием с тремя точками ввода' озона.

11. Разработаны установки ранцевого типа для использования в.подразделениях ГО и-ЧС (патент на изобретение RU №2253609 С1 С 01 D 13/11, С 02 F 1/78, бюл. №16 от 10.06.2005 г., патент на изобретение RU №2311348 С2 С 02 F 1/78, С 01 В, 13/11, бюл.№33 от 27.11.2007 г., Пат. на.полезную модель RU 102 612-UL C02F 1/78, С01В( 13/11, от 10.03.2011 г., бюл. №7).

12. Разработана концепция информационной системы управления технологическим процессом подготовки питьевой воды.

Результатом функционирования АИС ПНР является выработка проекта решения на основе учета и анализа экологических, экономических, производственных и других факторов и« условий, действующих на территориях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Prased, V. S. Subramonia / V. S. Prased, К. Iyer 11 Engineers (India): Environmental Engineering Division. 1980. — Vol. 60, № 2. — P. 73-75.

2. Amer, J. // Journal of the American Water Works Assoc. 1987. -Vol. 79, № 7. - P. 89-92.

3. Дмитриев, M. Г. Контроль состава воды системой «Газовый хроматограф массспектрометр — компьютер» / М. Г. Дмитриев, Е. Г. Рас-тянников, С. А. Волков//Водоснабжение и санитарная техника. - 1981.-№4.-С. 5-7.

4. Скворцов, А. Ф. К гигиенической оценке содержания хлороформа в питьевой воде / А. Ф. Скворцов и др. // Гигиена и санитария. -1983.-№3.-С. Ю-13.

5. Peter Christopher // Journal of the American Water Works Assoc. -1980. Vol. 14, № 11. - P: 1391-1395.

6. Васильев, A. JI. © приоритетных направлениях развития систем очистки природных вод для питьевых целей / A. JL Васильев, JL А. Васильев // Известия вузов. Сер. «Строительство». 1997. — № 8. — С. 20 -26.

7. Федоров, JI. А. Диоксины, как экологическая опасность: ретроспектива и перспективы / JL А. Федоров. М. : Наука, 1993. - 86 с.

8. Lucier, G. W. Organohalogen compounds. / G. W. Lucier et al. . // Organohalogen compounds: Extended abstracts of 12th Intern.symp. on dioxins and related compounds / Finnish Institute of occupational health. Tampere, 1992.-Vol. 10.-P. 3-6.

9. Dean, J. H. Public Health Risks of the Dioxins, W.W. Lowrance, ed. Los Altos / J. H. Dean, L. D. Lauer. Los Altos : Raufman, 1984. - P. 275294.

10. Quimby, B. D. / B. D. Quimby et al. . // Analytical Chemistry. -1980. Vol. 52, N 2. - P. 259-263.

11. Состояние природы и природоохранной деятельности в СССР в 1989 г. : гос. докл. // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов : обзор, информ. / ВИНИТИ. 1990. - Вып. 11-12. - С. 1-189.

12. Rappe, С. / С. Rappe et al. // Pulp and Paper Canada. -1989. -Vol. 90, N 8.-P. 273-278.

13. Волков, С. В. Опыт и перспективы УФ обеззараживания. Ч. 1 : Обеззараживание воды в системах коммунального водоснабжения / С. В. Волков и др. // Экология и промышленность России. - 2000. - № 9. - С. 30- 34.

14. Храменков, С. В. Опыт и перспективы применения озонирования на московском водопроводе / С. В. Храменков, А. В. Коверга, О. Е. Благова // Водоснабжение и санитарная техника. 2000. — № 1. — С. 6-8.

15. Коржерняк, И. Г. Применение диоксида хлора в качестве дезинфицирующего средства для обработки воды / Ш Г. Кожерняк, О. П. Ромашин, В. И. Миркис // Водоснабжение и санитарная техника. — 2000. —- №6.-С. 10-12. - ---

16. Чуриков, Ф. И. Производственные испытания полиоксихлорида алюминия на водопроводных станциях г. Казани / Ф.' И1. Чуриков, Н. Ю. Яруллин, В. П. Овчинников // Водоснабжение и санитарная техника. — 2005. № 8. - С. 38-42.

17. Катаев, В. В. Реагентная обработка камской воды на Ижевском водопроводе / В. В. Катаев др. // Водоснабжение и санитарная техника. -2005. № 8. - С. 33-37.

18. Новиков, М. Г. Опыт применения гранитной крошки в качестве фильтрующего материала на сооружениях очистки питьевой воды,/ М. Г. Новиков, Н. Г. Иванова // Вода и экология: проблемы и решения. — 2005. -№3.-С. 27-28.

19. Veenstra, J. N. Seasonal Jriation in trihalomethane levels inan Jowa river.water supply / J. N. Veenstra, J. Y. Sehnoor // Jbid. 1980. - Vol. 72, № 10.-P. 583-590.

20. Kittredge, D: Results if voluntary program for redusystem / D. Kit-tredge // Journal of the American Water Works Assoc. 1979. - Vol. 93, № 3. -P. 234-246.

21. Harms, L. L. Chlorination — adjustment to reduce chloroform formation / L. L. Harms, R. W. Loogenda // Journal of the American Water Works Assoc. 1977.— Vol. 69, № 5. - P. 258-263.

22. Grover, K. Why prechlorination ison' the way out / K. Grover // Amer ican City and Country. 1980. - Vol. 25, № 9. - P. 67-68.

23. Organics removal by coagulation : A. Review and research heeds // Jbid. 1979. - Vol. 71, № 10: - P: 588-603.

24. Symons, J. M; National organics reconnaisance surrec for halo-genated organics / J. M. Symons et al.<// Jbid. 1975. - Vol. 67, № 11. - P. 643-647.

25. Sontheimer, H: Studies in the improvement of water treatment technology in the lower Rhine region / H. Sontheimer, D. Maier // GWF Wasser/ Abwasser. - 1972.- Vol. 113, № 4. - S. 187.

26. Pendigraft, G. W. Organics in drinking water: maximum contaminint levels as an alternativt to the GAC treatment requiremint / G. W. Pendigraft // Journal of the American Water Works Assoc. 1979. - Vol. 71, № 4. - P. 174-183.

27. Reed, G. D. Trihalomethane precursor control by adsorption / G. D. Reed, A. F. Ley // Journal Environ of Environmental Engineering Division, Proc. ASCE. 1981. - Vol. 107, № 5. - P. 1095-1099.

28. Lee, V. С. Activated carbon adsorption of hunic substances / V. C. Lee, V. L. Snoeyink, J. C. Crittenden // Journal of the American Water Works Assoc. -1981. Vol. 73, № 8. - P. 440-446.

29. The activated carbon dilemma // Water and Sewage Works. 1978. — Vol. 125, № 2. - P. 34.

30. Rooh, J. J. Removal of trihalomethane precursurface water using weaks base resins / J. J. Rooh, S. Evans // Journal of the American Water Works Assoc. -1979. Vol. 71, № 10.-P. 520-524.

31. Neckroth, С. W. Drinking water regulations : What s the latest impact / C. W. Neckroth // Water and Wastes Engineering. 1978. - Vol. 15, № 8.-P. 22-32.

32. Васильев, А. Л. Изучение комбинированных методов получения питьевой воды / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Вода: экология и технология : тез. докл.-третьего-междунар.-конгр. — М., 1998. — С. 314-315—

33. Васильев, А. Л. Технические средства для обработки воды озоном. / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Озон в биологии и медицине : Тез. докл. 2- й Всероссийской науч.-практич. конф. с междунар. участием. Н.Новгород, 1995. - 103 с.

34. Васильев, А. Л. Изучение комбинированных методов получения питьевой воды / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Вода: экология и технология : Тез. докл. третьего междунар. конгресса. — М : ЗАО «Фирма СИ-БИКО Интернешнл», 1998. С. 314-315.

35. Потапченко, Н. Г. Использование- УФ-излучения в практике обеззараживания воды // Н. Г. Потапченко, О. С. Савчук // Химия и технология воды. 1991. - № 12. - С. 13.

36. Соколов, В. Ф. Обеззараживание воды бактерицидными лучами / В. Ф. Соколов. М. : Стройиздат, 1964. - 236 с.

37. Getoff, N. Destruction polluting substances in water under action of an ionizing radiation and UV-radiation. Сравнительное исследование / N. Geloff // Radiation Physics and Chemistry. 1991. - № 5-6. - P. 37.

38. Sirabion, R. UV oxidation with an air purge for optimization of process of removal of flying organic substances from soil water / R. Sirabionl, T. Sauford, R. Barbour // Remediation. 1994. - № 2. - P. 4.

39. D' Oliveira Jean-Christophc. Photo catalytic decomposition toxic chlorine and nitrogen of containing aromatic connections in water / Journal of environmental science and health. —1993. — № 4. — P. 28.

40. Getoff, N. Clearing of potable water by means of UV-radiation / N. Getoff // Proc. Indian Acad. Sci. Chem. Sci. 1993. - № 6. - P. 105.

41. Миронец, H. В. Гигиеническое изучение качества питьевой воды, обеззараженной перекисью водорода / Н. В. Миронец, Р. В. Савина // Гигиена и санитария. — 1984. № 3. - С. 5-11.

42. Миронец, Н. В. Гигиеническое изучение качества питьевой воды, обеззараженной перекисью водорода. / Н. В. Миронец, Р. В^ Савина // Гигиена и санитария. — 1984. № 3. - С. 5-11.

43. Лебедева, Т. JI. О способах дезинфекции воды в плавательных бассейнах / Т. Л: Лебедева // Гигиена и санитария: 1992. - № 10. - С. 66.

44. Galey, С. About removal of polluting substances by ozonization in a combination to peroxide of hydrogen at clearing potable water / C. Galey, D. Paslawski // Gar, ind., musancec. 1993. - № 161-. - P: 30.

45. Jonson, Janet Z. Removal следовых quantities of organic substances from water ozonization, UV radiation and their combination / Janet Z. Jonson, Mirat D.* Gurol // Joint-CSCR- ASCE Nat Couf. Proc. - Montreal,1988: -P. 447-455.

46. Carbonnier, F. Removal of natural organic substances by a method of ----simple ozonization, ozonization with peroxide hydrogen and catalytic ozonization / F. Carbonnier, H. Paillard; J-. L. Viaw// Techn. Sci. meth. 1991. - № 9.-P. 422-423.

47. A; c. 956031; СССР, ВГ04 С 5/20: Устройство для осушки сжатого газа / Л. А. Васильев, Л; М. Дыскин. № 2990030/23-26 ; заявл. 10.10.80 ; опубл. 07.09.82.-3 с.

48. А. с. 1720690 А1 СССР, В 01 D»53/26. Устройство для осушки сжатого газа / В: В. Найденко, Л. А. Васильев, Л. М. Дыскин, А. Л. Васильев. -Заявл. 22.11.91 ; опубл. 23.03.92. -Бюл. № 11. 5 с.

49. А. с. 1680617 СССР, С 01, В 13/10: Высокочастотный генератор озона / В. В. Найденко, Л. А. Васильев, Л. М. Дыскин, А. Л. Васильев. -Заявл. 25.09.89 ; опубл. 30.09:91. Бюл. № 36.-3-е.

50. А. с. 956031 СССР, В 04'€ 5/20. Устройство для осушки сжатого газа / Л. А. Васильев, Л. М. Дыскин. № 2990030/23-26 ; заявл. 10:10.80 ; опубл. 07.09.82. - 3 с.

51. Найденко, В. В. Озонаторные модули / В. В. Найденко, Л. А. Васильев // Водоснабжение и санитарная техника. —1992. № 10. - С. 12-15.

52. А. с. 1473820 СССР , МКИ5 В 01 F 5 / 04. Аппарат для смешивания текучих сред / В. В. Найденко, Л. А. Васильев, А. Д. Жмудь, В. А. Суслов, М. К. Алиев. -№ 4229014/31-26 ; заявл. 10.03.87 ; опубл. 23.04.89. -3 с.

53. Прандтл, Людвиг. Гидроаэромеханика / Людвиг Прандтл ; пер. с нем. Г. А. Вольперта. — М. : Изд-во иностр. лит., 1951. — 576 с.

54. Васильев, А. Л. Обработка воды озоном в технологическом трубопроводе / Л. А. Васильев, А. Л. Васильев, Г. М. Казаков // Водоснабжение и санитарная техника. 1993. - № 5. - С. 12-14.

55. Рыбинское водохранилище и его жизнь / под ред. Б. С. Кузина. -Л. : Наука, 1972. 364 с.

56. Тухсанова, И. Г. Гидробиологическая! и гидрохимическая характеристика Чебоксарского водохранилища во 2-й год подтопления / И. Г. Тухсанова // Фонды НИИ химии при ГГУ им. Лобачевского. Горький, 1982.-С. 5-10.

57. Охапкин, А. Г. Гидробиологическая и гидрохимическая характеристика Чебоксарского водохранилища на второй год подтопления / А. Г. Охапкин // Фонды НИИ химии при ГТУ им. Лобачевског. Горький, 1982. - С. 8-12.

58. Сиденко, В. И. Гидрохимический режим Волгоградского водохранилища в 1968 1972 гг. / В. И. Сиденко1// Волгоградское водохранилище. — Саратов, 1976. — С. 3—16.

59. Скопинцев, Б. А. Новые данные по изучению органического вещества в водах Рыбинского водохранилища / Б. А. Скопинцев, А. Г. Баку-лина // Труды Дарвинского заповедника. Ярославль, 1974. — Вып. 12'. - С. 46-60.

60. Трифонова, Н. А. Соединения азота в Рыбинском водохранилище : автореф. дис. . канд. геогр. наук / Н. А. Трифонова. М., 1974. -28 с.

61. Гусева, Н. Н. Элементы баланса биогенных веществ в Куйбышевском водохранилище / Н. Н. Гусева // Органическое вещество и элементы гидрологического режима волжских водохранилищ. Л., 1972. -С. 80-89.

62. Скопинцев, Б. А. Органическое вещество в воде Волги и ее водохранилищ / Б. А. Скопинцев // Биологические продукционные процессы в бассейне Волги. Л., 1976. — С. 25—39.

63. Герасимова, Н. А. Фитопланктон и первичная продукция Саратовского водохранилища в 1968 1971 гг. / Н. А. Герасимова // Труды / Сарат. отд-ние гос. науч.-исслед. ин-та озер, и реч. рыб. хоз-ва.

64. Сарат. отд-ние гос. науч.-исслед. ин-та озер, и реч. рыб. хоз-ва. Саратов, 1973.-Т. 12.-С. 40-60.

65. Гусева, К. А. Фитопланктон Рыбинского водохранилища (Сезонная динамика и распределение его основных групп) / К. А. Гусева // Труды биологической станции "Борок" Акад." наук СССР. М. ; Л., 1956.- Вып. 2. С. 5-23.

66. Далечина, И. Н. Фитопланктон Волгоградского водохранилища в 1963 1967 гг. / И. Н. Далечина // Труды / Сарат. отд-ние гос. науч.-исслед. ин-та озерн. и речн. рыбн. хоз-ва. — 1971. — Т. 10. - С. 30-46.

67. Есырева, В. И. Флора водорослей р. Волги от Рыбинска до г. Горького / В. И. Есырева // Труды Ботанического сада Акад. наук СССР.- М., 1945. Вып. 82. - С. 10-90.

68. Киселев, И. А. К вопросу о качественном и количественном составе фитопланктона водохранилищ на Волге / И. А. Киселев // Труды Зоологического института Акад. наук СССР. — Л., 1948. — Т. 8, вып. 3. -С. 567-584.

69. Киселева, Е. И. Планктон Рыбинского водохранилища. / Е.И. Киселева // Труды проблемных и тематических совещаний / Зоолог, ин-т Акад. наук СССР. Л., 1954. - Вып. 2. - С. 22-31.

70. Юлова, Г. А. Фитопланктон р. Волги от Городца до Чебоксар : автореф. дис. . канд. биолог, наук / Г. А. Юлова. Л., 1982'. - 25 с.

71. Климова, А. К. Фитопланктон Волгоградского водохранилища в первые годы после зарегулирования стока / А. К. Климова // Научые доклады высшей школы. Сер. "Биологические науки". 1964. - № 1. - С. 99102.

72. Кузьмин, Г. В. Современное состояние фитопланктона Волги / Г. В. Кузьмин // Тез. докл. 2-й конф. по изучению водоемов бассейна Волги.- Борок, 1974. С. 85-90.

73. Кузьмин, Г. В. Видовой состав фитопланктона Иваньковского водохранилища / Г. В. Кузьмин, В. Г. Девяткин // Антропогенные факторы в жизни водоема. Л., 1975. - С. 5-31.

74. Мороховец, Л. В. Фитопланктон Куйбышевского водохранилища в год его затопления / Л. В. Мороховец // Труды института биологии водохранилищ Акад. наук СССР. 1959. - Вып. 2(5). - С. 22-30.

75. Приймаченко, А. Д. Фитопланктон Волга от Ярославля до Сталинграда. I. Состав и численность фитопланктона до образования водохранилищ / А. Д. Приймаченко // Труды института «биологии водохранилищ / АН СССР. 1959. - Вып. 2 (5). - С. 52-65.

76. Приймаченко, А. Д. Фитопланктон Волги от Ярославля до Волгограда в первые годы после сооружения Горьковской и Куйбышевской плотин / А. Д. Приймаченко // Растительность волжских водохранилищ. -М. ;Л., 1966.-С. 3-35.

77. Стройкина, Б. Г. Сезонная динамика фитопланктона в Куйбышевском водохранилище / Б. Г. Стройкина // Материалы I науч.-техн. со-вещ. по изучению Куйбышевского водохранилища. Куйбышев, 1963. -Вып. З.-С. 111-117.

78. Белова, И. В. Зоопланктон Волги выше и ниже Саратова в 1966 -1968 гг. / И. В. Белова, А. С. Константинов // Труды комплексной экспедиции Саратовского университета по изучению Волгоградского и Саратовского водохранилищ. 1973. - Вып. З.-С. 75-88:

79. Дзюбан, Н. А. Зоопланктон и зообентос водоемов бассейна Волги / Н. А. Дзюбан // Водные ресурсы. -1977. № 3. - С. 28-35.

80. Константинов, А. С. Изменения в фауне беспозвоночных Волги близ Саратова за последние 65 лет / А. С. Константинов // Волга-1: тез. докл. I конф. по изучению водоемов бассейна Волги. — Тольятти, 1968. — С. 141-143.

81. Косова, А. А. Экологическая характеристика зоопланктона типичных водоемов дельты р. Волги. / А. А. Косова // Волга — 1 : тез. докл. I конф. по изучению водоемов бассейна Волги. — Тольятти, 1968. — С. 113115.

82. Курашова, Е. К. Состав и сезонные изменения зоопланктона Нижней Волги. / Е. К. Курашова / Волга-1: тез. докл. I конф. по изучению водоемов бассейна Волги. Тольятти, 1968. - С. 115—116.

83. Лисицына, Л. И. О фауне Горьковского водохранилища / Л. И. Лисицына // Биология внутренних вод. 1972. - № 14. - С. 25-28.

84. Луферова, Л. А. Формирование зоопланктона Горьковского водохранилища / Л. А. Луферова // Биологические аспекты изучения водохранилищ. М.; Л., 1963. - С. 130-142.

85. Мордухай-Болтовской, Ф. Д. Изменения в составе и распределении фауны Волги в результате антропогенных воздействий / Ф. Д. Морду-хай-Болтовской, Н. А. Дзюбан // Биологические продукционные процессы в бассейне Волги. — Л., 1976. С. 67-82.

86. Мордухай-Болтовской, Ф. Д. Фауна прибрежной зоны Рыбинского водохранилища / Ф. Д. Мордухай-Болтовской, Э. Д. Мордухай-Болтовская, Г. Я. Яновская // Труды биологической станции "Борок" Акад. наук СССР. -1958. Вып. З.-С. 142-193.

87. Петрова, М. А. Продукция планктонных ракообразных в Горь-ковском водохранилище / М. А. Петрова // Гидробиологический журнал. Киев, 1967. - Т. 3, № 6. - С. 48-56.

88. Ривьер, И. К. Зоопланктон Иваньковского водохранилища в зоне влияния подогретых вод Конаковской ГРЭС / И. К. Ривьер // Экология организмов водохранилищ-охладителей. — Л., 1975. С. 220—243.

89. Шурганова, Г. В. Структура зоопланктона реки Волги на участке образования Чебоксарского водохранилища / Г. В. Шурганова, М. А. Кузнецова // Наземные и водные экосистемы. Горький, 1984. — С. 54-60.

90. Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1998 году" / ред. Н. А. Туманова. М. : Гос. центр экол. программ, 1999. - 574 с.

91. Найденко, В. В. Великая Волга на рубеже тысячелетий .: От экологического кризиса к устойчивому развитию : монография / В. В. Найденко. — Н. Новгород : Промграфика, 2003. — 366 с.

92. Найденова, В. И. Гидрохимическая характеристика средних и больших рек Европейской территории СССР / В. И. Найденова ; Гидрол. ин-т. Л. : Гидрометеоиздат, 1971. - 395 с.

93. Есырева, В. И. Фитопланктон р. Оки / В. И. Есырева // Волга —1 : тез. докл. I конф. по изучению водоемов бассейна Волги. — Тольятти, -1968.-С. 85-86.

94. Кузьмин, Г. В. Фитопланктон. Видовой состав и обилие / Г. В. Кузьмин // Методика изучения биогеоценозов внутренних водоемов. М., 1975. - С. 73-87.

95. Васильев, А. Л. Использование естественных биоценозов водоемов при очистке природных вод / Л. А. Васильев, А. Л. Васильев // Водоснабжение и санитарная техника. — 1993. № 11/12. - С. 29-31.

96. Васильев, А. Л. Предпосылки к созданию биологических устройств для предварительной очистки питьевой воды / Л. А. Васильев, А. Л. Васильев // Известия вузов. Сер. «Строительство». 1996. - № 2. - 85 с.

97. Васильев, А. Л. О возможности использования биологического метода очистки в системах водоснабжения / Л. А. Васильев, А. Л. Васильев // Городское хозяйство и экология. 1996. - № 4. - С. 30-37.

98. Васильев, А. Л. Биологический метод предочистки в технологиях водоподготовки / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Вода: экология и технология : тез. докл. IV междунар. конгр. — М., 2000. — 318 с.

99. Водозаборно — очистные сооружения и устройства : учеб. пособие для студентов вузов по спец. "Водоснабжение, водоотведение и строит. системы охраны водных ресурсов" / М. Г. Журба и др. ; под ред. М. Г. Журбы. М.: Астрель : ACT, 2003. - 569 с.

100. Опытно промышленные испытания биотехнологии очистки речной воды / JL И. Глоба, П. И. Гоздяк, Н. Б. Загорная и др. // Химия и технология воды. - М., 1992. - № 1. - С. 68-73.

101. А. с. 1162754 (СССР), МКИ С 02 F 9/90. Способ очистки природных вод и установка для его осуществления / В. В". Найденко, Л. А. Васильев, Л. С. Зюряева и др. ; Горьк. инженер.-строит. ин-т. Опубл. 1985, Бюл. № 23.

102. Кошкин, Н. И. Справочник по элементарной физике / Н. И. Кошкин, М. Г. Ширкевич. М. : Наука, 1982. - 208 с.

103. Киреев, В. А. Курс физической химии / В: А. Киреев. М. : Химия, 1975.-776 с.

104. Глинка, Н. А. Общая химия / Н. А. Глинка. Л. : Химия, 1963. -710с.

105. Лыков, А. В. Теория теплопроводности. / А. В. Лыков. М. : Высш. шк., 1967. - 600 с.

106. Васильев, А. Л. Модуль биологической предварительной очистки в технологиях подготовки питьевой воды / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Инновации. СПб., 2009. - № 03(125). - С. 47-49.

107. А. с. 18321119 РФ; МКИ'С 02/00: Установка для очистки природных вод и способ его осуществления / В. В. Найденко, Л. А. Васильев, А. Л. Васильев, Е. А. Дергунов. — Опубл. 1993, Бюл. № 29.

108. Васильев, А. Л. О применении'сорбционных методов в технологиях получения питьевой воды / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Вода:экология и технология : тез. докл. третьего между нар. конгр. — М. : СИ-БИКО Интернешнл, 1998. С. 315-316. /

109. H. Новгород, 2000. Ч. YI. - С. 160-161.

110. Чехия Электронный ресурс. — Режим доступа: http:// www.viwa.com/index.html.

111. Васильев, А. Л. Использование озона в технологиях обработки природных вод : учеб. пособие / А. Л; Васильев, Л! А. Васильев ; Нижегор. гос. архи-тектур:-строит. ун-т.-Н; Новгород,: ННЕАСУ, 2005: -182с.

112. Рыбинск Электронный ресурс. Режим доступа : http://medprom.ru.

113. Перлйна, А. М. Установки малой производительности для очистки и обеззараживания питьевых и сточных вод / А. М. Перлйна, А. С Разумовский, Г. Л. Медриш, А. А. Терехов. —М. : Стройиздат, 1974. 159 с.

114. Киреев, Г. Средства.полевого* водоснабжения: состояние, возможности и направлния / F. Киреев // Оборонные технологии. — 2003. Т.1.№ 1. -C. 56-58.

115. Кульский, Л. А. Теоретические основы и технология кондиционирования воды : учеб. пособие / Л. А. Кульский. Киев : Наук. думка, 1983. — 528 с.

116. Военная фильтрационная станция ВФС-10 : техническое описание и инструкция по эксплуатации. М. : Воениздат, 1989. — 160 с.

117. Плохинский, Н. А. Математические методы в биологии : учеб.-метод. пособие / Н. А. Плохинский. М.: МГУ, 1978. - 226 с.

118. Васильев, Л. А. Мобильные установки для подготовки питьевой воды / Л. А. Васильев,// Тезисы докладов.Всесоюзного семинара. Н. Новгород, 1990.-С. 5.

119. Васильев, А. Л. Разработка и совершенствование технологий, для малых водоочистных установок / А. Л. Васильев, В. В! Найденко, Л. А. Васильев // Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического семинара / ЦНОУ ВНТО КХИБО. М., 1991. - G. 63-64.

120. Васильев, А. Л. Малогабаритные установки для подготовки питьевой воды / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Тезисы докладов научно-технического Советско-Американского симпозиума. Н. Новгород, 1991.-С. 253.

121. Васильев, А. Л. Мобильные установки дляг подготовки питьевой воды / A. J1. Васильев, Л. А. Васильев //.Проблемы очистки природ-, ных и сточных вод : тез. докл. всесоюз. семинара / Горьк. инженер.-строит. ин-т им. В. П. Чкалова. Горький, 1990: - С. 5.

122. Васильев, А. Л. Малогабаритные установки для- подготовки питьевой воды / Л. А. Васильев, А. Л. Васильев // Развитие методов очистки сточных и природных вод : тез. докл. совет.-америк. науч.-техн. симп. — Н. Новгород, 1991. — С. 67-68.

123. Васильев, А. Л: Озонаторные модули / В. В. Найденко, Л. А. Васильев, А. Л. Васильев // Водоснабжение и санитарная техника. 1992. -№ 10.-С. 12-15.

124. Васильев, A. JI. Доочистка питьевой воды установками «Архимед» / А. JI. Васильев, JI. А. Васильев, В.Г. Закин // Водоснабжение и санитарная техника. -1997 -№ 5. С. 17-19.

125. Пат. RU 2253609 Российская Федерация, Gl С 01 В 13/11, С 02 F 1/78. Устройство для обработки воды озоном. / А. Л. Васильев, Л. А*. Васильев, О: В. Подгорнова, И. В!. Бокова ; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т ; опубл. 2005, Бюл. №16

126. Пат. 2311348 Российская Федерация, МКП С02 F1/78. Устройство для обработки воды / В. В. Найденко, А. Л. Васильев, Л. А. Васильево й: В. Бокова, А. Л. Крошилов ; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т ; опубл. 2007, Бюл. № 33.

127. Пат. на полезную модель RU 102 612 U1 C02F 1/78; С01В 13/11. Устройство для обработки воды. / Е. В. Колосов, А. Л. Васильев, Л.

128. Экспертные системы. Принципы работы и примеры : пер. с англ. / А. Брукинг, П. Джонс, Ф. Кокс и др. ; под ред. Р. Форсайта. М. : Радио и связь, 1987. - 220 с. - (Кибернетика).

129. Экспертные системы : состояние и перспективы,: сб. науч. тр. / отв. ред. Д. А. Поспелов ; АН СССР, Ин-т проблем передачи информ. М. : Наука, 1989.-150 с.

130. Вентцель, Е. С. Исследование операций : задачи, принципы, методология / Е. С. Вентцель. М. : Наука, 1980; - 208 с.

131. Вентцель, Е. С. Исследование операций / Е. С. Вентцель. — М. : Совет, радио, 1972. — 552 с.

132. Мак Кинси, Дж. Введение в теорию игр / Дж. Мак Кинси. --М. :,. Физматгиз, 1960. 420 с.

133. Льюис, Р. Д. Игры и решения / Р. Д. Льюис, X. Райфа ; под ред. Д. Б. Юдина. М. : Иностр. лит., 1961. - 642 с.

134. Зуховицкий, С. И. Линейное и выпуклое программирование / С. И. Зуховицкий, Л. И. Авдеева. — 2-е изд., перераб. и доп. М. : Наука, 1967.-460 с.

135. Беллман, Р. Динамическое, программирование / Р. Беллман. -М. : Изд-во иностр. лит., 1960. — 400 с.

136. Сойер, Б. Программирование экспертных систем на Паскале / Б. Сойер, Д. Л. Фостер ; пер. с англ. В; А. Белова. -М. : Финансы и статистика, 1990.- 190 с.

137. Системы управления базами данных и знаний : справ, изд. / под ред. А. Н. Наумова. М. : Финансы и статистика, 1991. - 348 с.

138. Таль, А. А. Анкетный язык и абстрактный синтез минимальных последовательных машин / А. А. Таль //.Автоматика и телемеханика. -1964. Т. 25, № 6.- С. 946-962.

139. Вопросы кибернетики : сб. ст. Вып. 8 : Теория принятия решений. — М. : Совет, радио, 1975. — 176 с.

140. Гофман, К. Л. Планирование и управление научными исследованиями / К. Л. Гофман, Н. И. Комков, Л. Э. Миндели. М. : Наука, 1971. -187 с.

141. Организация науки / Г. М. Дубров, В. Н. Клименюк, В. М. Од-рин, А. А. Савельев ; под ред. Г. М. Дуброва. Киев : Наукова думка, 1970.-204 с.

142. Захаров, В. Н. Системы управления. Задание. Проектирование. Реализация / В. Н. Захаров, Д. А. Поспелов, В. Е. Хазацкий. 2-е изд., доп. и перераб. - М. : Энергия, 1977. - 424 с. : ил.

143. Толковый словарь по вычислительным системам : пер. с англ. / под ред. В. Иллингуорта, Э. JI. Глейзера, И. К. Пайла. М. : Машиностроение, 1991. - 566 с. : ил.

144. Основы современной системотехники- / под ред. М. Рабина ; пер. с англ. под ред. Е. К. Масловского. М. : Мир, 1975. — 527 с.

145. Автоматизированная система поддержки принятия решений. Шифр «Волга» : концепция создания / ГФУ Дирекция' ФЦП «Возрождение Волги». Н. Новгород, 1999.

146. Социология науки : сб. ст. / Ростов, гос. ун-та — Ростов н/Д : Изд-воРГУ, 1968.-226 с.

147. Васильев, A. JI. Концепция социально-экологического мониторинга / Л. А. Васильев, А. Л. Васильев // Городское хозяйство и экология. -1999.-№4.-С. 3-11.

148. Васильев, А. Л. Разработка и внедрение информационной системы Федеральной целевой программы «Возрождение Волги» / А. Л. Васильев, Л. А. Васильев // Вода-: экология и технология-: тез.-докл. 4-го Междунар. конгр. -М., 2000.

149. Васильев, А. Л. Разработка и реализация автоматизированной информационной системы Федеральной программы «Возрождение Волги» / Л. А. Васильев, А. Л. Васильев // Городское хозяйство и экология. — 2000.-№2.-С. 6-14.

150. Комплексный подход к решению технологической схемы очистки воды на Окском водозаборе Калуги / В. Л. Драгинский, Л. П. Алексеева, А. В. Моисеев и др. // Водоснабжение и санитарная техника. -2003.-№8.-С. 14-17.

151. Кожевников, А. Б. Промышленная и эпидемиологическая безопасность при обеззараживании питьевой воды / А. Б. Кожевников, О. П. Петросян // Водоснабжение и санитарная техника. — 2005. № 5. - С. 2124.

152. Подковыров, В. П. Опыт МГП «Мосводоканал» по реконструкции объектов, использующих жидкий хлор / В. П. Подковыров, Е. М. Привен // Водоснабжение и санитарная техника. 2004. — № 8, ч. 1.

153. Васильев, A. JI. Концепция создания информационных систем управления производством питьевой воды / А. Л. Васильев // Известия вузов. Сер. «Строительство». Новосибирск, 2005. - № 9. - С. 68-72.

154. ГОСТ 34.201—89. Виды,, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем. Введ. 01.01.90. -М. : Изд-во стандартов,. 2002. — 11 с. — (Информационнаягтехнология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы).:

155. РД 50-680-88. Методические указания. Автоматизированные системы. Основные: положения- Взамен ГОСТ 24.103-84, ГОСТ 23501.101-87 ; введ. в д. 01.01.90. - М. : Изд-во стандартов, 1989.

156. ГОСТ 34.601-89: Автоматизированные системы. Стадии создания. — М. : Изд-во стандартов, 1990. — (Информационная; технология. Комплекс, стандартов-,на автоматизированные системы);

157. ГОСТ 34.003-90. Автоматизированные системы. Термины и определения. Взамен ГОСТ 24.003-84, ГОСТ 22487-77 ; введ. в д. 01.01.92. - Mi : Изд-во стандартов;. 1992^ - (Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы).

158. ГОСТ 2.701—76. Схемы. Виды и тины. Общие требования к выполнению. Изд. Сент. 2000 с изм. №1,2 (ИУС. 1989. № 7 ; ИУС. 1991. № 10). - Взамен ГОСТ 2;701-76 ; введ. 01.07.85. - М. : ИПК Изд-во стандартов, 2000. — 11 с. : ил.

159. ГОСТ 19.101-77*. Виды программ и программных документов. Изд. Нояб. 1987 с изм. № 1 (ИУС. 1981. № 9). - Введ. 01.01.80. - М. : Стандартинформ, 2005. - 25 с. - (Межгосударственный стандарт. Единая система программной документации);

160. Пархоменко, П. П. О технической диагностике / П. П. Пархоменко. М. : Знание,. 1969. - 64 с.