автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Совершенствование методов стабилизационной водообработки для регламентирования качества и расхода воды в агропромышленном комплексе

На правах рукописи

Алексеев Леонид Сергеевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ СТАБИЛИЗАЦИОННОЙ ВОДООБРАБОТКИ ДЛЯ РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА И РАСХОДА ВОДЫ В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ

Специальность 05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Москва 2006

Работа выполнена в Российском государственном аграрном заочном университете

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Первов Алексей Германович;

доктор технических наук, профессор Щербаков Владимир Иванович;

доктор химических наук, профессор Лейкнп Юрий Алексеевич

Защита состоится 16 октября 2006 г. в 15— часов на заседании диссертационного совета Д 220.045.02 в Московском государственном университете природообустройства по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, д. 19, корпус 1, ауд.201.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета природообустройства.

Автореферат разослан •• лг " сентября 2006 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Д 220.045.02

Ведущее предприятие:

ЗАО ПО по изысканиям, исследованиям, проектированию и строительству водохозяйственных и мелиоративных объектов «Совинтервод»

кандидат технических наук, доцент

Евдокимова И.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В стабилизационной обработке нуждаются воды с нарушенной солевой структурой при их использовании в современных системах водообеспечения. Это - опреснённые, оросительные, умягчённые и мягкие северные воды, атмосферные осадки, циркуляционные воды систем оборотного водоснабжения промышленных и сельскохозяйственных предприятий, и др. Недостаток кальциевой жёсткости в воде интенсифицирует коррозионное разрушение омываемых поверхностей конструкционных материалов (малоуглеродистых сталей, бетона и др.) и снижает плодородие почв. Циркуляционная вода после декарбонизации в аэрационных охладителях, наоборот, формирует трудноудаляемые карбонатные отложения на поверхностях теплообмена технологического оборудования.

На многочисленных объектах агропромышленного комплекса совершенствование техники стабилизационной водообработки по существу является одним из основных факторов, управляющих практикой регламентирования расхода и качества воды различного назначения. В орошаемом земледелии это - контроль выпадения из поливной воды карбоната кальция и адсорбции натрия в корнеобитаемом слое почвы, в животноводстве и обслуживающей сельское хозяйства промышленности — нормирование расхода и состава технической воды, в сельских населённых пунктах -предотвращение вторичного загрязнения водопроводной воды продуктами внутренней коррозии труб.

Исследования по регламентированию водообеспечения должны носить перманентный характер с учётом прогресса в технологии стабилизационной обработки воды и изменения экологической ситуации в стране. Этим определяется актуальность дальнейших исследований по данной проблеме.

Большой вклад в развитие технологии стабилизационной водообработки внесли такие отечественные учёные как Апельцин И.Э., Гладков В.А., Егоров А.И., Клячко В.А., Кучеренко Д.И., Пономаренко B.C., Фрог Б.Н., Шабалин А.Ф. и др. Среди зарубежных исследователей можно отметить Бренда, Ланжелье, Ларсена, Меррила, Ризнера, Россума, Сноинка.

Качественно новый этап в регламентировании воды был открыт после ввода в действие Водного кодекса Российской Федерации и принятием Федерального закона Российской Федерации «Об охране окружающей среды». Этими основополагающими документами, в частности, впервые введено требование обеспечения режимов водообеспечения «наилучшей доступной технологией».

Законом РФ №184-ФЗ от 27.12.02 «О техническом регулировании» предусмотрено внедрение с середины 2003 г. до 2010 г. при контроле качества продукции обязательных технологических регламентов, утверждаемых законодательно.

Многолетние теоретические и экспериментальные исследования, а также многочисленные опытно-конструкторские работы и производственные испытания позволили автору решить крупную научную проблему: создать универсальную методическую базу и на её основе - новые и усовершенствованные известные технологии стабилизации и регламентирования режимных параметров водообеспечения различных отраслей АПК и организационно-техническое обеспечение их внедрения.

Цель работы. Совершенствование и развитие методов стабилизационной обработки воды для создания наилучшей доступной технологии, обеспечивающей регламентирование работы объектов водного хозяйства АПК с учётом современных и перспективных технико-экономических условий их функционирования.

При этом термин «регламентирование расхода и качества воды» в работе понимается расширительно: как строгое и точное подчинение требованиям водоохранного законодательства, гарантии качества выпускаемой продукции и предотвращения техногенных и экологических катастроф.

Объект исследования - параметры безопасного технологического режима водообеспечения предприятий АПК, новые и усовершенствованные известные технологии стабилизационной обработки воды, корректировка содержания в воде мешающих стабилизации примесей, удельные расходы воды, индексы и нормы стабильности воды и экспериментальные методы её оценки, градирни и электрохимическая коррозия омываемых водой конструкционных металлов водопровода, минеральные отложения в теплообменных аппаратах, циркуляция соединений неорганического углерода в водной и воздушной средах, оросительные, технические, опреснённые, коллекторно-дренажные и сточные воды.

Основные задачи исследования:

1. На основе аналитического исследования литературы и материалов исследований по данному направлению произвести выбор методов стабилизационной обработки, пригодных для разработки наилучшей доступной технологии в проектах регламентирования параметров воды на объектах АПК.

2. Теоретически исследовать закономерности гидрохимии карбонатов и законов массовых процессов для создания и внедрения с их помощью методической базы новых и усовершенствованных известных технологий стабилизации воды, обеспечивающих регламентирование воды как в малых, так и больших выборках объектов водного хозяйства АПК.

3. Разработать двухуровневый критерий индексов и норм стабильной воды и экспериментальных методов контроля её стабильности, и обосновать область их эффективного применения для контроля параметров стабильной воды.

4. Корректировать методики эксперимеша^

технологии совершенствования стабилизации воды, учитывающие её нормообразующие функции.

5. Экспериментально исследовать новые сооружения предподготовки воды, отвечающие требованиям наилучшей~<доступной технологии, для

4--* ?

интенсификации стабилизационной обработки и адаптирования её к обработке воды как в обычных, так и экстремальных условиях водопользования, у 6. Внедрить новые и усовершенствованные существующие методы стабилизационной обработки воды в крупные водохозяйственные объекты и . проекты, и на практике оценить опыт их многолетнего применения в области обработки воды и её регламентирования.

7. Определить экономическую эффективность стабилизационной обработки воды при регламентировании технологического режима водообеспечения.

8. Разработать обобщающие рекомендации по перманентному регламентированию параметров воды на объектах АПК с использованием наилучшей доступной технологии её стабилизационной обработки.

Методы исследования. Выполнены стендовые исследования лабораторных и опытно-производственных установок реагентной и фильтрационной стабилизации вод различного происхождения с использованием теории подобия для определения гидравлических закономерностей загрузок стабилизационных фильтров при работе их в турбулентном режиме движения воды.

Осуществлён системный анализ существующих методов стабилизации воды и контроля её расходования на объектах АПК, а также гидрохимический анализ составляющих углекислотно-кальциевого равновесия в воде и их влияния на процессы химической мелиорации, предотвращения образования карбонатных отложений и электрохимической коррозии конструкционных металлов при обычных и экстремальных режимах эксплуатации систем водообеспечения.

С помощью классических методов моделирования проведены опытно-конструкторские разработки новых устройств гидроавтоматики и саморегенерации стабилизационных фильтров и градирен, совмещённых с установками стабилизации воды и очистки её от примесей, затрудняющих протекание процесса стабилизации. ,

Предложена методика физиолого-гигиенического обоснования минимально допустимого содержания кальций-иона в питьевой воде.

Методами математической статистики произведён анализ рядов распределения удельных расходов стабильной воды в выборках отраслевых предприятий и определена их корреляция с различными показателями водного хозяйства; с помощью эвристических методов дан прогноз изменения удельных расходов стабильной воды на перспективу.

На основе дисконтного метода оценена целесообразность вложения инвестиций в реконструкцию объектов водного хозяйства при стабилизации и регламентировании технологического режима их водообеспечения.

Научные положения, выносимые на защиту:

• методологический подход к регламентированию параметров работы систем водообеспечения объектов АПК, заключающийся во взаимосвязи

методов стабилизации агрессивных и инкрустабельных вод с регулированием их качества и расхода;

• научные основы текущего и перспективного регламентирования стабильности воды в больших выборках водопотребителей с использование аппарата математической статистики и эвристики;

• двухуровневая оценка стабильности воды различными индексами, учитывающая фазовые переходы соединений углерода в процессе их трансформации;

• комплекс новых и усовершенствованных известных методов стабилизации воды, в том числе вод с нарушенной солевой структурой (высокощелочных или низкощелочных) в экстремальных условиях (в степных и засушливых местностях, в областях с резко континентальным климатом и в высокоширотных районах земли);

• принципы конструирования новых сооружений по наилучшей доступной технологии для предварительной очистке воды от примесей, в наибольшей степени угнетающих стабилизационную обработку (нефтемаслопродукты, органические загрязнения, механические примеси и др.);

• методы приготовления стабильной воды с заданными потребительскими свойствами из опреснённых солёных вод, в том числе и при химмелиорации.

Научная новизна работы. Разработаны и научно обоснованы новые пути исследования кислотно-основного взаимодействия углеродсодержащих соединений, фазовых трансформаций карбонатной системы и параметров регулирования баланса соединений углерода в воде и использование их в качестве методической основы стабилизационной водообработки и регламентирования технологического режима водообеспечения объектов АПК.

Впервые создана и научно обоснована методика экспериментального исследования технологии совершенствования стабилизационной обработки воды. В числе её составных элементов органически сочетаются: откорректированные стендовые гравиметрические измерения, натурные исследования коррозионной стойкости действующих стальных водоводов большой протяжённости, гидравлические исследования стабилизационных загрузок из местных пород, методика выборочного обследования водного хозяйства предприятий АПК и поиск новых нормообразующих составляющих.

Предложены и научно обоснованы новые методики определения параметров: 1) карбонизации щелочных природных и отработанных вод диоксидом углерода, содержащимся в воздухе, и техническим и пищевым С02 в барботажных реакторах проточного и циклического действия; 2)кислотной обработки подпиточной воды для предотвращения карбонатных отложений на поверхностях нагрева в системах оборотного водоснабжения при коэффициенте упаривания Ку > 3; 3) кинетики фильтрационной стабилизации агрессивных вод в турбулентном режиме, а также реагентной их стабилизации известью и содой в режиме контролируемого пересыщения по СаС03 с учётом образования ионных пар.

Разработай и научно обоснован метод стабилизации агрессивных вод добавкой минерализованных вод искусственного (рассол опреснителей и каталит) и природного (морская и артезианская воды) происхождения.

Впервые предложен и научно обоснован двухуровневый классификатор из 15 индексов стабилизационной обработки воды, который регламентирует область их эффективного применения и позволяет повысить не только надёжность индексного прогноза, но «работоспособность» самих технологий стабилизации и контроля параметров стабильной воды.

Созданы и научно обоснованы конструкции оригинальных комбинированных сооружений, размещаемых в системах кондиционирования оборотной воды холодильных машин, компрессоров и печей производственного назначения и предназначенных одновременно для процессов тепло- и массообмена и стабилизации воды или интенсификации этого процесса путём её осветления в отстойнике, фильтре, флотаторе или нефтеловушке, встроенных в резервуаре охлаждённой воды градирни; в этих сооружениях реализованы основы наилучшей доступной технологии.

Выполнены и научно обоснованы классификация и структурный анализ норм водопотребления и водоотведения с учётом качества потребляемой и отводимой воды на предприятиях АПК; принципы отбора номенклатуры выпускаемой продукции для перспективных норм расхода воды и их верификации.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается многократным воспроизведением ряда экспериментов, использованием известных методик экспериментов, статистической обработкой результатов экспериментов, сопоставимостью ряда полученных данных с описанными в литературе. Наиболее значительные работы автора [1-3] имели положительные рецензии ведущих специалистов в центральных журналах страны. Обоснованность предлагаемых технологических схем стабилизации и водообработки подтверждена производственными и лабораторными испытаниями на реальных водах. Установлено совпадение ранее рассчитанных оперативных и перспективных расходных составляющих регламентов технологических режимов водопотребления и водоотведения с фактическими по многим видам выпускаемой продукции.

5. Практическая значимость и реализации результатов работы заключается в:

•создании системы водообеспечения объектов АПК с применением новых и усовершенствованных известных методов стабилизационной обработки воды, позволяющая увеличить ресурс и надёжность работы их технологических установок;

•разработке предложений по корректировке разделов действующих строительных норм и правил по фильтрационному и реагентному методам стабилизационной водообработки для включения в обобщающий требования СНиП 2.04.02-85* технический регламент;

• создании рекомендаций по повышению надёжности экспериментальных способов контроля коррозионной стойкости металлов в стабилизируемой воде ;

• внедрении технологии стабилизационной обработки и получения воды заданного химического состава из опреснённой солёной воды на крупных водохозяйственных объектах, расположенных в аридных и полуаридных районах на побережье: Каспийского моря — Ma нгы ш л ак с к и й атомно-опреснительный комплекс в г.Актау (Казахстан), опреснительные комплексы в г. Бекдаш и Красноводск (Туркмения); Персидского залива и Аравийского моря - бухта Таваха ТЭС и опреснительный комплекс "Аден" (Йемен); ОАО «Апатиты»; отдельные результаты диссертации внедрены на Бийском маслоэкстракционном заводе (Алтай), фирме «Агрокомплекс» (Краснодарский край), фермерском хозяйстве п. Адыгей Хабль (Карачаево-Черкесская республика), ОАО «Судогодский молочный завод», ликёро-водочный завод ЗАО фирма «Урожай» (Московская обл.) и др.;

•внедрении станций стабилизации воды в проекты: двухцелевой атомной электростанции и опреснительного комплекса в г.Триполи (СНЛАД) производительностью 80 тыс. м3 /сут (1981 г.); опреснительного комплекса в республике Катар производительностью 185 тыс. м3 /сут (1994 г.); плавающих атомно-опреснительных комплексов для акваторий Средиземного моря производительностью 140 тыс. м3 /сут (1990 г.); плавающих атомно-опреснительных комплексов для акваторий северной части Индийского океана производительностью 350 тыс. м3 /сут (2001 г.); и посёлке Проведения (оз. Истихед); маслоэкстракционных заводов (республика Бенин, 2000-2004 гг.),

•разработке и издании массовым тиражом в виде справочника укрупнённых норм водопотребления и водоотведения с учётом качества потребляемой и отводимой воды для 33 отраслей наиболее водоёмких отраслей экономики страны;

•формировании постоянно обновляемой на протяжении 4-х пятилеток системы текущих и перспективных норм и лимитов воды для 3,5 тысяч видов производственной продукции, основанной на внедрении новых и интенсификации существующих методов стабилизации воды, что обеспечило получение высокого водоохранного и экономических эффектов;

•разработке 145 базовых терминов, определяющих основные понятия в области водоснабжения и водоотведения;

• использовании материалов диссертационной работы в практике учебно-педагогической работы водохозяйственных кафедр ведущих строительных и сельскохозяйственных ВУЗов страны. На их основе разработаны учебник и учебное пособие соответственного для среднего и высшего образования, а также 9 методических указаний.

Личный вклад автора. Автор лично участвовал в разработке методологии исследований, опытно-конструкторских работах, постановке и проведении экспериментов, обработке и обсуждении научных результатов, создании и совершенствовании принципиальных технологических схем

стабилизации и очистки воды, их апробации в системах водопользования различного назначения.

В отдельных экспериментальных исследованиях совместно с автором принимали участие ряд сотрудников ФГУП "НИИ ВОДГЕО" и ВНИИ ЭУВХ, являющихся соавторами ряда публикаций (см. список опубликованных работ). В этих работах доля соискателя составила от 50 до 70 %.

Автор выражает глубокую благодарность Воронову Ю.В., Ивлевой Г.А. и Румянцеву И.А. за помощь в организации и проведении исследований по теме диссертации и обсуждении их результатов.

Апробация результатов исследований. Основные результаты и положения диссертации доложены и обсуждены на следующих форумах, конференциях и симпозиумах: Ш-ем международном симпозиуме по опреснению морской воды (Югославия -Дубровник, 1970 г.); научно-техническом семинаре «Опреснение солёных вод и использование их в водоснабжении» (Москва, 1972 г.); пятой научно-технической конференции молодых специалистов ВНИИ ВОДГЕО (Челябинск, 1972 г.); Всесоюзной научно-технической конференции «Охрана водных ресурсов от загрязнения и их рациональное использование в народном хозяйстве» (Ровно, 1972 г.); конференции молодых специалистов объединения «Союзводоканалпроект» «Инициатива молодых и новая техника - охране природы» (Ленинград, 1973 г.); 1У-ом международном симпозиуме по опреснению морской воды (ФРГ -Гейдельберг, 1973 г.); производственно-техническом семинаре «Нормирование и регулирование расходов воды на производственные цели» (Москва, 1974 г.); Всесоюзной научно-методической конференции «Прогнозирование развития водного хозяйства» (Москва, 1975 г.); научно-теоретической конференции по охране окружающей среды «Научные и практические аспекты охраны природной среды в Пермской области в связи с перспективами развития народного хозяйства». (Пермь, 1978 г.); Республиканской научно-технической конференции «Совершенствование технологии очистки питьевой воды и автоматизации водопроводных сооружений. (Харьков,1974 г.), Всесоюзной научно-технической конференции «Экономические проблемы водообеспечения» (Батуми, 1978 г.); семинаре «Методология нормирования и рациональное использование водных ресурсов» (Киев, 1979 г.); республиканской конференции «Совершенствование нормирования

водопотребления и водоотведения в промышленности» (Киев, 1980 г.); научно-технической конференции «Повышение эффективности природоохранных мероприятий на основе внедрения современных методов контроля и управления» (Пермь, 1981 г.); совместном заседании секции по эксплуатации, ремонту и защите оборудования от коррозии научно-технического совета Миннефтехимпрома СССР и межзаводской школы «О состоянии и мерах по защите металла конденсационно-холодилыюго оборудования, градирен и коммуникаций от воздействия оборотной воды и обмен опытом работы по эффективным методам очистки теплообменных и холодильных аппаратов» (Салават, 1981 г.); научно-техническом семинаре «Рациональное использование

воды в коммунальном водоснабжении» (Москва, 1981 г.); научно-техническом семинаре «Новое в проектировании и эксплуатации систем оборотного водоснабжения» (Москва, 1983 г.); научно-технической конференции факультета ВиВ МГСУ (Москва, 2002 г.), международной научно-технической конференция «Энергосберегающие технологии, методы повышения эффективности работы систем и сооружений водоснабжения и водоотведения» (Иркутск, 2003 г.); международная научно-практической конференция «Проблемы экологической безопасности и природопользования» (Москва, 2006 г.) Всего 20 сообщений.

Публикации. Материалы по теме диссертации представлены в 194 научных работах, в том числе в 6 монографиях и 4 6 статьях, опубликованных в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК РФ, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации па соискание учёной степени доктора наук.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав и заключения. Работа изложена на 305 страницах, включая 57 рисунков и 31 таблицу; список использованных источников содержит 170 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАЩИЕ РАБОТЫ

Во введении к диссертации определена актуальность проблемы, сформулированы цель, идея и основные задачи исследования, отмечена её научная новизна и практическая значимость.

В 1-й главе «Обзор литературы и материалов исследований по стабилизационной обработке воды и регламентировании её основных параметров» дана характеристика современного состояния проблемы.

Одной из целей современных исследований по разработке и внедрении технических регламентов является гармонизация российского законодательства с законодательством стран ЕС в связи с предполагаемым вступлением Российской Федерации во Всемирную торговую организацию. В рамках проекта «Реформирование водного законодательства Российской Федерации», инициированного Экономическим управлением Президента РФ и Министерством экономического развития и торговли РФ, разрабатываются следующие технические регламенты: «О водоснабжении», «О водоотведении» и «О питьевой воде и питьевом водоснабжении». Основными задачами технологического регламентирования параметров воды на предприятиях АПК является создание научно-технических основ для нормирования и лимитирования водопотребления и водоотведения, а также разработка и внедрение требований к качеству потребляемой воды и согласованных сбросов сточных и коллекторно-дренажных вод. Поскольку стабилизационная обработка вносит решающий вклад в обеспечение безопасного режима эксплуатации оборудования и коммуникаций, то совершенствование методов её применения на водохозяйственных объектах АПК имеет приоритетное значение.

Воды, нуждающиеся в стабилизационной обработке, делятся на две основные группы: с дефицитом диоксида углерода (I) и с его избытком (II). В I-ой группе доминируют циркуляционные воды открытых охлаждающих систем оборотного водоснабжения. Условия для разложения Са(НСОз)2 и образования на металлических поверхностях нагрева отложений СаСОз создаются из-за потери равновесной СОг при разбрызгивании циркуляционной воды в аэрационных охладителях. Поэтому режим работы систем оборотного водоснабжения и размер его основных параметров: расходов потребляемой, отводимой и циркуляционной вод, а также их качественных показателей должен определяться совершенством и эффективностью стабилизационной водообработки. Связь между, этими режимными параметрами отражает Ку.

В то же время при регламентировании степени оснащённости предприятий оборотными системами водоснабжения и их совершенства в водном хозяйстве Ку применяется редко. По нашему мнению, это является упущением, резервирующим за предприятиями возможность отказа от модернизации водоподготовительных оборудования и, в первую очередь, стабилизационных установок.

Также по существу отсутствуют рекомендации по регламентированию качества потребляемой в производстве воды. Одной из причин такого положения является то, что по вопросу нормирования качества технической воды в настоящее время нет единого мнения. Имеются сторонники установления ПДК отдельных показателей качества этой воды как это принято в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения. Их оппоненты (Кучеренко Д.И. и др.) считают, что следует регламентировать не отдельные физико-химические показатели, а модели состава технической воды. Вторая точка зрения нам представляется наиболее плодотворной, и мы в работе отдаём предпочтение модельному (индексному) регламентированию качества воды.

Значительная доля вод с избытком СОг (П группа нестабильных вод) расположены в природных источниках, находящихся в высокоширотных районах земли. Одной из причин этого является отсутствие в этих районах геохимически значимого почвенного покрова, органические вещества которого служат источником СОг, а также недостаток известняка в подстилающих водотоки горных породах, являющегося основным поставщиком гидрокарбонатов. Другим потенциально крупным источником агрессивных вод служат опреснённые воды, лишённые буферности и, поэтому, приобретающие кислую реакцию даже при следовых концентрациях растворённого СО2 , а также коллекторно-дренажные воды, избыточный диоксид углерода в которых появляется из-за жизнедеятельности почвенных микроорганизмов.

Для успешной обработки обеих групп нестабильных вод необходима гидрохимическая модель стабильной воды и надёжные методы её экспериментальной оценки. Принятая в РФ методика оценки стабильности воды с помощью одного индекса Ланжелье в настоящее время признаётся некорректной. Этот индекс нельзя применять: при рН воды > 10; в воде, содержащей кремнезём, органические взвеси, избыток солей; контактирующей

с пассивирующими металлами и имеющей высокую температуру. Корректная модель стабильной воды должна включать в себя несколько оценочных индексов, в том числе и кинетические зависимости, а также учитывать углерод, присутствующий в составе растворённых в воде органических веществ.

Универсальными для стабилизации вод являются методы карбонизации диоксидом углерода и . смешения с водами, состав которых способен нейтрализовать излишнюю кислотность или щёлочность нестабильной воды.

Карбонизация СО2 применима во всём диапазоне изменения рН: в щелочной среде самостоятельно или в сочетании с известью, в кислой среде-с карбонатными загрузками из мрамора и доломита. В сильно кислой среде в качестве монообработки целесообразна фильтрация воды через карбонатные загрузки. По сравнению с кислотным углекислотное хозяйство безопаснее, _ надёжнее и легче управляемо. В то же время рекомендации по технологии карбонизации воды СОг и фильтрационной стабилизации её в СНиПе 2.04.0284* отсутствуют, а содержащаяся в нём методика кислотной обработки пересыщенной СаСОз воды при высоких Ку не применима.

В СНиПе 2.04.02-84* нет и методики прогноза рН при реагентной стабилизации воды, хотя в питьевой воде его значение нормируется в пределах 6,5 - 9,0. Рекомендуемый также в СНиПе 2.04.02-84* расчёт дозы соды при стабилизационной обработке мягких вод приводит к ошибочным результатам.

В СНиПе 2.04.02-84* отсутствует расчёт вероятности выпадения силикатных отложений в системе оборотного водоснабжения с ограниченной продувкой и стабилизационной обработкой циркуляционной воды. При стабилизации воды смешением с водой из другого источника проблемным является прогноз поведения некоисервативных компонентов в смеси.

При обобщении удельных расходов стабилизированной воды из обеих групп нестабильной воды для разработки отраслевых регламентов водопотребления и водоотведения слабо применяются современные методы математической статистики.

Во Н-й главе «Теоретическое обоснование исследований по совершенствованию основных технологий стабилизационной обработки и регламентированию параметров воды» теоретическому анализу подвергнуты следующие методы стабилизации воды: фильтрационный, известкования, содирования, подкисления, смешения с добавочной водой, а также статистические методы обобщения параметров воды с целью оценки действенности стабилизационной водообработки в больших выборках однотипных водопользователей. Общим у перечисленных выше методов стабилизационной обработки воды является химическое воздействие на соединения неорганического углерода в воде. При стабилизационной обработке воды этими методами одновременно осуществляется регламентация качества воды по таким важнейшим показателям её макросостава как Щ, ССО;, рН, Ст , Сс>,, Р и температура. При стабилизации смешением с добавочной водой регламентируются также расходные характеристики воды.

На основе проведённого нами аналитического исследования установлено, что гидрохимия карбоната кальция лучше всего характеризуется следующими тремя факторами: (1) свободной энергией движущей силы реакции его осаждения (АС), (2) потенциалом осаждения карбоната кальция (ПОКК} и (3) буферной ёмкостью воды (р).

Свободная энергия (ДО) является количественной мерой энергии, свободной продуцировать реакцию осаждения. АО для случая осаждения СаС03 может быть определена как

Сг.2+ *Сгп2- С *Сх*а, ДО=Я *Т* 1п——--'-(1)

прсвс03 п1>сас03

где Я - универсальная газовая постоянная, Дж/А/*К;

Т - температура воды,°К;

ПРСаСОз- произведение растворимости карбоната кальция в воде Г -й

СТ=Ь»_Е. (2)

а

Здесь сг - коэффициент изменчивости, определяемый по формуле

(3 )........

(4)

(5)

Р=с^+к,*сн+ +к1.к2, (б)

е=Сон" _ Сн+=КЛУ*Сн-Таким образом, ДО является функцией щёлочности, содержания кальция и рН воды, в то время как по Ланжелье рН5 зависит только от щёлочности и содержания в воде кальция. В пределах значений рН, для которых бикарбонатный ион доминирует среди компонентов карбонатной системы (6,58,5), ДО связана с индексом Ланжелье (Ь) следующим образом:

ДО ~ - 2,3*К *Т*Ь. (7)

Карбонат кальция спонтанно осаждается из водного раствора, когда ДО меньше, чем диапазон от -20,9 до -29,3 кДж/М Чтобы обеспечить кристаллическое ядрообразование исходная ДО должна быть увеличена втрое. При использовании состояния насыщения карбонатом кальция для контроля коррозии стали в воде ДО достаточно поддерживать около -2,1 кДж/А/. Эти показатели для вод с низкой щёлочностью и жёсткостью должны использоваться с осторожностью, так как эти воды даже в случае пересыщения имеют ограниченную способность осаждать защитные плёнки карбоната кальция. Это приводит нас к необходимости ввести индекс потенциала осаждения карбоната кальция (ПОКК).

Величина ПОКК может быть определена следующим образом. Если количество СаСОз, которое может выпадать в осадок из воды до достижения ею равновесия обозначить как х в М/л, то условие равновесия будет иметь вид: (ССа2+ )8 * (Сш,„ )з = ПРСаСОз = а2 (Сса2+ -х) (Ст -х), (8)

где подстрочник з характеризует состояние насыщения воды СаС03.

Щёлочность в состоянии насыщения выражается как

Щ - 2 х = ст (Ст - х) + 8. (9)

Объединив уравнения (8) и (9) и решая относительно х, после исключения Ст получим квадратное уравнение вида

а * ПРГяГП

2х2 + (9 - 2*ССа2+ -НО ** + (Сса2+ *Щ - 0 * Сса2+--) = 0 (10)

Корень уравнения (10) представляет собой ПОКК:

покк= (11)

2а 4 '

ПР

где а =2; Ь = - 2*С^ - Сщ; с = Щ *С&2+ - -р.- ССа,.

Буферная ёмкость 6 измеряет чувствительность насыщенного карбонатом кальция водного раствора к изменению щёлочности.

Упрощенно оценку повышения щелочности воды АЩ в М/л из-за роста растворенного неорганического углерода ДСт в М/л при постоянном рН можно выполнить по формуле

Л1Ц

Р=---------=<*! + 2*012, (12)

ДСт

В соответствии с законом Ле Шателье-Брауна трансформация карбонатов в пресных водах в наиболее общей форме проявляется в регулировании рН воды, значение которого в значительной мере зависит от фазового состояния карбонатной системы. В первом приближении можно выделить гомогенную и гетерогенную системы, отличающиеся отсутствием и наличием твёрдой фазы, способной к взаимодействию с карбонатами. В свою очередь, каждая из этих двух систем бывает открытой и закрытой в зависимости от возможности контакта с газовой фазой С02.

На рис.1 для водного карбонатного раствора с суммой соединений углерода Ст=Ю Мл на трёх графиках, имеющих общую абсциссу, на которой отложено значение рН, даны (сверху вниз): изменения концентрации 5 компонентов Ссо>, сн„ С01Г, СНОО) и Ссо;. (1а), кривые титрования соответственно

алкилиметрического £=Св/Ст и оксидиметрического g = СА/СТ, где Св и СА -расход на титрование сильных соответственно основания и кислоты Мл (16) и изменение величины буферной ёмкости (3 (рис. 1в).

рК^бЛ рК2| юл

Рис. 1 .Зависимость суммы концентраций (Ст, М!л) составляющих углекислот-ного равновесия (рис. 1а), относительного количества сильных основания (ф и кислоты пошедших на титрование (рис. 16) и буферной ёмкости (¡3) (рис.1 в) от рН воды в закрытой гомогенной карбонатной системе (10° М'л) при температуре 25°С

12 рН

Точкам X и У (рис. 1а) отвечает рН равный соответственно 4,5 и 10,3. На кривой рис. 1в этим же точкам соответствуют минимумы величины р.

На основе анализа закономерностей рис.1 показано, что для снятия пересыщения воды карбонатом кальция предпочтительно использовать сильные кислоты. В тех же случаях водообработки, когда процесс нейтрализации щёлочности целесообразно осуществлять с меньшим сдвигом величины рН рекомендуется применять СОг. Установлено, что при щёлочности до 100 мкг-экв/л слабые органические кислоты резко снижают рН воды. Поэтому мягкие низкощелочные воды наиболее чувствительны к воздействию гуминовых и фульвокис-лот, изменяя не только свой рН, по и приобретая интенсивную окраску.

В практике наиболее часто карбонаты образуют открытые гетерогенные системы. При этом имеют место два варианта таких систем. Первый - система находится в равновесии с СаСОз при постоянном внешним давлении СОг и произвольном значении рН, например, за счёт ввода сильного электролита.

Второй - характеризует состояние равновесия в системе при постоянном внешнем давлении СО2. Первый вариант открытой гетерогенной системы показан на примере рис.2.

, мг/л

Рис.2. Расчётное количество карбоната кальция в пересчёте на ион Са2+, которое может раствориться до состояния насыщения в мягкой низкощелочной воде при наличии твёрдой фазы СаСОэ в зависимости от различных концентраций СОг в воде и разной температуры

С Cti,, мг-экв/л

4,5

5,0

5,5

6.0 рН0

Высокую буферность свежеосажденного СаСОз целесообразно использовать для очистки сточных вод от ионов тяжёлых и цветных металлов. Термодинамическим расчётом доказано, что контакт с дроблёным мрамором деаэрированных мягких низкощелочных вод, например дистиллята, получаемого на испарителях морской воды, обуславливает резкое повышение его рН. Поскольку в щелочной воде коррозионная стойкость стали достаточно высока, то взаимодействие с твёрдой фазой СаСОз является перспективной технологией для подавления коррозионной агрессивности таких вод. Одновременно создаются условия для приведения воды в состояние некоторого пересыщения карбонатом кальция.

В зависимости от термодинамических условий, вида растворённых в воде карбонатов и состояния кислотно-щелочных равновесий в воде предложено разделить методы стабилизации на гомогенные и гетерогенные (см. рис.3).

Рис.3. Классификация основных методов стабилизационной обработки воды

Теоретическое рассмотрение механизмов карбонизации воды реагентами и декарбонизации её позволило разработать методику определения основных параметров процесса стабилизации в функции от наиболее демонстрационного показателя - рН, которая позволяет прогнозировать рН стабилизированной воды, информируя о его возможном превышении предельного значения как для питьевой (9,0), так и оросительной воды (8,4).

Практическое её использование иллюстрируют пример стабилизации воды р.Кола, приведённый на рис.4.

Рнс.4. Зависимость между дозой извести и рН известкованной воды р.Кола (рНиз) при температуре 5°С - кривая 1 и дозы СО;, требуемой для приведения этой воды в состояние насыщения по карбонату кальция - кривая 2 на рис.4а, а также отвечающей дозе СОг рН - кривая 3 па рис.4б 17

Ввод стехиометрически необходимого для стабилизации щелочной воды расхода СО2 сопровождается опалесцепцией воды за счёт формирования в ней кристаллов СаСОз. Причиной этого служит то, что быстро формирующийся СаСОз относительно медленно превращается в гидрокарбонат кальция. Поэтому образующийся раствор шдрокарбоната кальция, имея низкую буферность, резко снижает значение рН под воздействием продолжающегося барботажа С02 и наличия твердой фазы СаСОэ. Для полного растворения СаСОз необходим многократный избыток СОг. В связи с этим существует потребность в дополнительных экспериментальных исследованиях для оптимизации технологии стабилизации пересыщенной СаСОз воды с помощью углекислого газа.

Для назначения режима подкисления, обеспечивающего декарбонизацию оборотной воды с небольшим пересыщением по карбонату кальция и гарантирующего безопасную эксплуатацию системы, разработана методика определения доз кислоты.

Необходимое пересыщение СаСОз определяется графически с помощью графика, приведённого на рис.5, где отложены прямые, отвечающие зависимостям Ланжелье и Ризнера.

Рис.5. Зависимость рН и рПз при различных значениях:

_ - Я (индекс Ризнера)

и

______ - Ь (индекс Ланжелье)

рН3

6 7 8

Решая уравнение (1) совместно с уравнениями первой и второй ступени диссоциации угольной кислоты, закона действия масс и предложенного нами нормативного соотношения [СО2] / [СО32] = 1,85, учитывающего парциальное давление С02 в воздухе, получим расчётные зависимости для определения доз кислоты и соответствующих им Ку воды.

Большая диагональ заштрихованного параллелограмма описывается формулой:

/ Ь=2 ,?' / И=4'' ., ' ' ' ./ / / / / / / / / /X / /Х-'' / /У/

/ У А X 4 ч^У ы$/ С/ / >// г« /■V / У

/ / / / ь=4' / /у / / / / / // Д=9 /

рН3 =(2/3)*рН +2, (13)

где р!! и рН5 - соответственно фактический и гипотетический рН воды.

Изменение в оборотной воде рН и рН5 на различных этапах её подкисления показано на графике рис.6.

График на рис.6 составлен для оборотной системы с вентиляторными градирнями для следующих условий: подпиточная вода имеет солесодержание 226 мг/л,. рН 7,26, температуру 20°С, щёлочность 2,28 мг-.экв/л, содержание кальция 1,4 мг-экв/л и сульфатов 46 мг/л. Температура оборотной воды в резервуаре градирни 35 "С. Расчётная доза серной кислоты - 119 мг/л в пересчёте на подпиточную воду.

Для трёх случаев стабилизации методом смешения с добавочной водой в: закрытой гомогенной водопроводной сети, орошаемом земледелии и оборотной системе охлаждающего водоснабжения разработаны алгоритмы расчёта концентрации неконсервативных компонентов в смеси различных по составу вод. Их основу составляют классические уравнения

рН

Рис. б. Зависимость рН от рИз на различных этапах кислотной обработки воды в системе оборотного водоснабжения А - после заполнения системы подпиточной водой; В - после включения конденсаторов; С -

начало дозирования кислоты; Э - точка перегиба кривой; Е - начало концентрирования оборотной воды н переход на автоматическое дозирование кислоты; и М - II, III н IV-Г! циклы концентрирования воды; N - переход на работу с продувкой; 1 - зависимость по

формуле (13)

термодинамических равновесий, регламентирующих условия нахождения малорастворимых солей в жидкой и твёрдой фазах. При этом методика СНиП 2.04.02-85* дополнена рекомендациями по контролю в смешенной воде избытка солей, образующих отложения гидроксида кремния. В орошаемом земледелии при стабилизации поливной воды необходимо учитывать дополнительный диоксид углерода, появляющейся в ней вследствие биологической активности почвы. Тогда коэффициент адсорбции натрия (КАН) для воды из корнсобитаемого слоя почвы находится по формуле КАНзв = КАПдал/Кп" * (1 + Ь), (14)

где КП=Р5Е:Р* и (15)

КАН„ = -.- С""' . (16)

^/0,5 * (Сс>!. +СМв„)

Здесь 5е и - подстрочные индексы, указывающие на принадлежность показателя к воде соответственно из корнеобитаемого слоя почвы и применяемой для полива; Ь -индекс Ланжелье; Кп - концентрационное отношение; Р - солесодержание воды; С концентрации соответствующих ионов в воде в мг-экв/л.

Предельное значение КАН8е для фруктовых - 4; в то время как для зерновых и люцерны оно может достигать 18.

Предложена также методика проведения статистического анализа больших выборок водопользователей с целью выявления влияния оснащённости их системами стабилизации на природоохранное изменение величины удельного расхода технической воды. Она включает в себя определение закона распределения частот удельных расходов в выбранном диапазоне их изменения.

Для оценки близости эмпирического распределения удельных расходов воды к теоретическому нормальному рекомендовано использовать в совокупности «хи-квадрат» и критерий Романовского, а также анализ графических гистограмм. Мерой асимметрии служит показатель асимметрии и эксцесс.

В 111-11 главе «Разработка методики экспериментального исследования технологии совершенствования стабилизации воды с учётом особенностей регламентирования качества и расхода воды» разработано методическое сопровождение дополнительных исследований по: уточнению области применения и корректности используемых методов оценки и контроля стабильности воды как на стадии предпроектных изысканий, так и в эксплуатационных условиях; обеспечению гидравлического подобия между экспериментальными и натурными условиям работы стабилизационных фильтров; статистическому регламентированию гидравлических и физико-химических показателей стабильных вод на однотипных предприятиях и хозяйствах АПК.

Отмечено, что в настоящее время для определения состояния углекислотно-кальциевого равновесия имеются несколько индексов и соответствующих им моделей стабильной воды, что свидетельствует о

Потенциал осаждения карбоната кальция ? Индекс Ризнера

Индекс Ланжслье

Индекс Сноинка-Джексона

Индекс мгновенного пересыщения

Коэффициент адорбции натсия из почвы

Карбонатный индекс

Произведение Н~КУ *Щдов

Индекс Ларсона

Индекс Риддика |« __1

Индекс Кесил

Метод Моргана

[ Метод Миерза

сложности процесса стабилизации воды. В работе впервые группировка индексов выполнена по диапазону изменения характерных параметров воды, для которых индексы дают наиболее точный прогноз стабильности - альтернативные и количественные. Такая двухуровневая группировка позволила повысить не только надёжность индексов стабилизации, но «работоспособность» самих технологий стабилизации и регламентирования параметров воды (рис.7).

В своём большинстве индексы являются альтернативными, прогнозирующими возможности воды формировать либо карбонатные отложения или интенсифицировать коррозию конструкционных металлов путём сравнения их расчётного значения с критическим значением, отвечающим состоянию стабильности воды (рис.8). Теоретические исследования баланса соединений углерода в воде и оценка состояния углекислотно-кальциевого равновесия в конкретных термодинамических условиях проведения производственных процессов позволили найти технологическое обоснование критических значений для большинства показателей стабильности воды.

*Ог

21

| Ю

Ю

%-гв

1~Ч \ -

3-./У/ '.Ж

Ч!

7

* /

1е

и

»

я;

10

11

оН

12

-ю

Ла

ю

Рис.8. Оценка стабильности воды известными расчётными способами при Т~25°С, солесодержании 500 мг/л, щёлочности 1 мг-экв/л и содержании кальция 1 мг-экв/л: /-потенциал осаждения карбоната кальция (ПОКК), 2-индекс мгновенного пересыщения, 3-индекс движущей силы, -¿-индекс агрессивности, 5-индекс Ланжелье или Ларсена, ¿-индекс Сноинка-Дженкинса

По первому пересечению с линией насыщения воды карбонатом кальция индексы характеризуют (линия 0-0 на рис.8) состояние стабильности при следующих критических значениях: индекс движущей силы 1 ед., индекс мгновенного пересыщения и потенциал осаждения 0 мг/л СаС03) индексы Ланжслье и Сноинка-Дженкинса 0 ед., индекс агрессивности 12 ед.

В стабильной воде индекс Ризнера находится в пределах 6-7 ед.

Ниже линии насыщения прямая линия 3 для индексов Ланжелье и Ризнера совпадает с линией 6 для индекса Сноинка—Дженкинса, и обе линии пересекают линию насыщения вместе с линиями потенциала осаждения 1, индекса мгновенного пересыщения 2, индекса движущей силы 3 в одной точке при рН = 8,45, которая отвечает меньшему из двух корней, определяемых по уточнённой формуле Ланжелье.

При значениях выше критических индексы (кроме индекса Ризнера) свидетельствуют о пересыщенности воды карбонатом кальция; наоборот, при значениях меньших критических, индексы указывают на её агрессивность. Связь индекса Ризнера с соответствующим критическим значением имеет обратный характер.

Для гетерогенных методов нами доказана необходимость обязательного учёта кинетики процессов стабилизации воды при разработки регламентов её качества. Сказанное, в первую очередь, относится к фильтрационному методу. Этот технологически простой, безотходный метод незаслуженно исключён из действующего СНиПа. Проведёнными нами исследованиями установлено, что для вод с низкой буферной ёмкостью метод фильтрования через природные щелочные за1рузки находится вне конкуренции среди всех известных методов стабилизации воды. В дополнении к известным загрузкам - мрамору, доломиту и ракушечнику - нами на действующей фильтровальной станции г.Апатиты успешно испытан нефелин, породообразующий минерал Хибинского горного массива. На эту технологию нами получено авторское свидетельство. Производительность апатитской станции 80 тыс. м3 /сут.

Исходя из современного состояния исследования в области стабилизационной обработки воды, критерий стабильной воды целесообразно принять комплексным, состоящим из известных альтернативных н количественных индексов, и по большинству равнозначимых результатов сравнения их с соответствующими критическими значениями судить о стабильных свойствах воды. Прогноз комплексного критерия должен подтверждаться предпроектными технологическими изысканиями. Надёжнее всего они производятся путём измерения потерь или прироста массы металлических индикаторов, экспонируемых в стабилизируемой воде.

Однако в течение длительной экспозиции исследуемая вода снижает свой рН в результате абсорбции С02 из воздуха и гидролиза растворённых продуктов коррозии металла индикаторов. О размерах этого снижения рН ориентировочно можно судить по графикам, приведённым на рис. 9.

Из рис.9 видно, что при Т = 10°С, содержании кальция и щёлочности, равным 1,7 мг-экв/л каждая, рН8 = 8,3, а при насыщении воды С02 из воздуха её рН опускается до 8,13, т.е. вода становится агрессивной.

Таким образом, стандартная методика стендовых гравиметрических измерений в случае мягких низкощелочных вод должна быть дополнена указанием о необходимости проведения исследований только в установках с разовым относительно индикаторов потоком воды по закрытой от воздуха схеме.

Щ, мг-зкй/л

1.5

Перенасыщен* та СсСОз петь _ 10°С 5°С

• ^

301 - . Агретйнвот т СпСО, __ 11

Рис.9. Зависимость щЕлочности воды от её рН (рНв) парциальном давлении углекислого газа 60 Па:

1 - по уравнению первой ступени диссоциации угольной кислоты;

2 - по формуле Ланжелье;

3 - линия насыщения воды СаСОз

0.1 8.15

0,2

8.25 рН1рН1)

Проведёнными натурными исследованиями показано, что для повышения надёжности аналитических измерений в методики определения интенсивности внутренней коррозии действующих трубопроводов, эксплуатирующихся в напорном режиме, следует включить контроль убыли кислорода в транспортируемой воде и прироста содержания растворённого в ней железа исходя из стехиометрии реакции электрохимической коррозии стали с кислородной деполяризацией.

Для совершенствования фильтрационной стабилизации воды разработана и внедрена методика экспериментального определения коэффициента формы полидисперсных загрузок (а), позволяющая адаптировать универсальные критериальные уравнения движения жидкости в пористой среде к гидравлическому расчёту стабилизационных фильтров. Значение а устанавливается в ламинарном режиме фильтрования по отклонению константы классического уравнения от стандартного значения при вычислении безразмерных критериев при а=1.

Автором впервые проведена апробация для отечественной практики регламентирования расхода воды новой нормообразующей составляющей - "численность работающих". Установлено, что связь показателя «численность работаю-

24

щих» с расходом свежей воды па предприятиях АПК, в первую очередь, машиностроительного профиля весьма существенна. Он не только пригоден для практики нормирования расхода воды, но и способен существенно улучшить структуру норм и повысить их действенность, особенно в тех нередких в РФ случаях, когда по коммерческим интересам объём выпускаемой продукции искусственно занижается.

Для разработки регламентов водопотребления и водоотведения разработана и внедрена методика выборочного обследования водного хозяйства предприятий АПК. В результате этого обследования по результатам выборочного статистического наблюдения можно исчислять различные средние, и даже относительные величины, которые могут быть использованы в качестве норм водопотребления и водоотведения для всей совокупности водопользователей в целом с наперёд заданной вероятностью. Также с определённой вероятностью находится число водопотребителей, которое необходимо отобрать, чтобы не превысить наперёд заданную величину отклонения удельного расхода воды от среднего его значения в выборке.

1У-я глава «Экспериментальные исследования по усовершенствованию технологии стабилизационной обработки воды» посвящена исследованиям новых сооружений предподготовки воды для интенсификации её стабилизационной обработки, а также технологии предотвращения карбонатных отложений безреагентными и реагентными методами соответственно путём их затравочной кристаллизации на кальцитной загрузке и создания динамического контакта с водораспределительным оборудованием, а также карбонизации инкрустабель-ных вод диоксидом углерода .

В разработанных комбинированных сооружениях на базе вентиляторных и башенных градирен удачно используется гидростатическое давление и скоростной напор потока охлаждаемой воды не только для процессов тепло- и мас-сообмена, но и для осуществления предварительной подготовки её в наиболее часто применяемых сооружениях водоподготовки: отстойнике, фильтре, флотаторе и нефтеловушке перед стабилизационной обработкой, размещаемых в резервуаре охлаждённой воды под градирней (рис. 10). Этот конструктивный приём устраняет необходимость как в дополнительных затратах на перекачку оборотной воды для осуществления очистки, так и расходе электроэнергии на перекачку воды.

Способ структуризации полиуретановой фильтрующей загрузки с помощью добавления в неё ферромагнитных гранул и наложения магнитного поля согласно авторского свидетельства № 1452550*) обеспечивает интенсификацию адгезии загрузкой взвешенных веществ из воды перед её стабилизационной обработкой (рис.11 в).

В конструкциях устройств для безреагентного предотвращения карбонат-пых отложений используются:

*' Здесь и далее указаны номера авторских свидетельств на изобретения, выполненные при участии автора.

б)

1 - корпус резервуара градирни, 2-сборный отсек, 3 - П-образпый выходной участок, 4 _ V - образная труба, 5 - горизонтальный трубопровод, 8ч -водоотбойная платина 7-воздуходувные окна, 8 - водоотбойная пластина, 9 - горизонтальная решетка, 10 -ячеистые упаковки, 11 - дренажные трубы, 12 - гидрозатвор

Рис. 10. Конструктивные решения предварительной подготовки воды для корректировки содержания в ней примесей, угнетающих её стабилизационную обработку (нефтемаслопродукты, механические примеси и др.)

а, б) градирня-отстойник+фильтр по авторскому свидетельству №1153225: 1-вентилятор, 2-каплеуловителъ, 3-водораспределитель, 4-ороситель, 5-водоотбойный щит, 6-наклонные пластины, 7-охлаждённая вода, 8-отвод примесей, 9-дроблёный мрамор, 10-патрубок для опорожнения резервуара;

в) градирня-флотатор+самопромывающийся фильтр по авторскому свидетельству №1524657.

Рис. 11. Устройства для гидроавтоматической защиты водоочистного оборудования от отложений, образуемых инкрустабелышми и нефтьсодсржащими водами:

а) Саморегенерирующийся патронный фильтр с зернистой загрузкой по авторскому свидетельству №1080832:

1 -фильтрующие элементы, 2-зернистая загрузка;

б) Водоразбрызгивагощие устройство по авторскому свидетельству № 1437673:

1-конический поплавок, 2- днище лотка, 3-верхний конец стержня, 4-стержень, 5-факел воды, б-нижний конец стержня 4, 7 -водоразбрызгивающая тарелка, 8-компактная струя воды, 9-кольцо, 10-держатель кольца, 11-сливная трубка, 12-верхний конец трубки 11, 13-уровень воды в лотке, 14-самотечный лоток;

в) Очистка воды от нефтемаслопродуктов с автоматическим регулированием грязеёмкости по авторскому свидетельству № 1452550:

1, 4- трубопровод соответственно подачи сточной воды на очистку и отвода очищенной сточной воды, 2-напорпый фильтр, 3-электромагнит, 5-бункер, 6-отжимной барабан, 7-резервуар для сбора отжатой загрузки, 8-вспомогательный резервуар, 9-насос для гидротранспорта загрузки, 10-лоток, 11-заслонка, 12-полиуретановая загрузка, 13-ферромагнитные частицы;

г) 1радирня с самоочищающимся оросителем по авторскому свидетельству № 1322062:

1-каплеуловитель, 2-водораспределитель, 3-ороситель, 4- шаровая насадка, 5-охлаждённая вода.

-идентичность мраморной крошки частицам СаСОз, позволяющая этим частицам служить затравочными центрами кристаллизации, на которых (а не на поверхностях теплообмена) и происходит осаждение основной массы карбонатных отложений;

-абразивные способности плавающих в очищаемой воде инородных гидрофобных тел (шаров, поплавков) при изменениях гидростатического давления её самопроизвольно очищать омываемые поверхности водоподготовительных аппаратов (щиты оросителя градирни, фильтрующие поверхности патронных фильтров, водопроходные отверстия) от осевших на них примесей воды и солевых отложений (рис. 11).

Достоинства реагептного метода борьбы с карбонатными отложениями, осЕюванного на карбонизации инкрустабельных вод диоксидом углерода, могут быть повышены при использовании исследованных нами новых технологий.

Так, в авторском свидетельстве №1437354 предложена оригинальная конструкция карбонизатора, в барботажном реакторе которого биологически очищенная произвесткованная сточная вода обогащается диоксидом углерода при минимальных его потерях. Для предотвращения опалесцепции очищенной воды, вызванной частицами СаСОз, предусмотрен пропуск её через самопромывающийся зернистый фильтр.

При этом избежать опалесценции воды и сократить непроизводительный расход газа при одноступенчатом барботаже можно и без последующего фильтрования. Экспериментально доказано, что для того пригодны два способа: бар-ботирование одновременно с С02 воздуха и механическое перемешивание воды вибратором. Схема вибрационной полупроизводственной установки для карбонизации воды показана на рис. 12. Второй способ предпочтительнее в сильно загрязнённых органическими веществами водах, т.к. позволяет избежать образование пены и поэтому может осуществляться в барботёрах-карбонизаторах малого заглубления.

Рис. 12. Схема вибрационной полупроизводственной установки для карбонизации щелочной воды:

1-пружинный вибратор,

2-нпанги,

3-насадки,

4-конические отверстия,

5- смесительный реактор,

6-патрубок для слива воды

У.:^ - со2

В незабуферных водах содержащийся в воздухе углекислый газ может выполнять функции доступного реагента для их стабилизации путём нейтрализации избыточной щёлочности.

Проведенными в исследованиями показано, что применительно к условиям г.Мурманска способ пневматической аэрации воды р. Кола по технико-экономическим показателям предпочтительнее механической и гидравлической аэрации.

Кинетика снижения рН известкованной воды в зависимости от безразмерного отношения объемов воздуха к воде (\УВозд / ^Вод)+ определена экспериментально (рис.13) в поперечноточном аэраторе малого заглубления и низкого давления при сплошной подаче воздуха в объем воды через фильтросную плиту из шамотной глины.

При подпитке умягчённой водой охлаждающей системы оборотного водоснабжения с градирней снижение коррозионной активности оборотной воды достигается за счёт отдувки из неё С02 и повышения щёлочности в результате концентрирования солей. Необходимость в мероприятиях по защите конструкционных материалов от коррозии в таких системах отпадает.

Так как многие, подлежащие регламентированию объекты водного хозяйства АПК, функционируют в экстремальных и использую воду с нарушенной солевой структурой (высокощелочную или низкощелочную), то возникает необходимость в расширении диапазона действия методов стабилизации воды в этих условиях.

""ч

V,

-2

а \ V3

11 1 Го! о\

|а|

О 20 40 60 80 100 120 140 (\Л/возя/\Л/вод)

Рис.13. Снижение рН известкованной воды при аэрировании её воздухом со скоростью 15 м/ч и температуре 20°С в зависимости от объемного отношения воздуха к воде (ЭДвозд / \Увод ) Для высоты слоя: 7-50, 2-170, 3-800, -/-1200

Католит электродиализных установок испытан и рекомендован как эффективный реагент для стабилизации и пересыщения СаСОз связанной воды

осадков с целью интенсификации их механического обезвоживания (авторское свидетельство №1346594).

По-видимому, из-за низкой реакционной способности кальцита по отношению к СОг в жёстких водах в СНиП 2.04.02-84* в отличие от предыдущих их изданий отсутствуют какие-либо рекомендации по применению фильтрационной стабилизации агрессивной воды. В результате наших исследований определена оптимальная область применения карбонатсодержащих загрузок кальция и магния в стабилизационных фильтрах: это мягкие низкощелочные воды с повышенной температурой (авторское свидетельство №1409595).

Предложенная нами конструкция (полезная модель № 17724) высокопроизводительной, однопоточной поперечно-точной градирни с сетчатым пластмассовым оросителем и каплеуловителем, работающая с высоким охладительным эффектом при минимальном выбросе влаги, позволяет существенно сократить производительность стабилизационных установок в странах с жарким климатом (рис.14).

Исследования показали, что новые конструктивные решения на основе «наилучшей доступной технологии», в том числе и представленные в этой главе, позволяют осуществлять не только гарантированное регламентирование и стабилизацию воды, но и проверку корректности проектов норм, ПДС и лимитов, представленных в водохозяйственные организации на предмет их утверждения предприятиями АПК. В том случае, когда соответствующий табельный комплект сооружений, отвечающий «наилучшей доступной технологии», отсутствует, возникают обоснованные подозрения в несостоятельности этих проектов.

9 10 11 1

Рис.14. Схема поперечно-точной градирни с сетчатым оросителем по свидетельству на

полезную модель № 17724 1-корпус, 2-воздухоотводящий раструб, 3-водоуловитель, 4-резервуар охлаждённой воды, 5-воздухораспределительное устройство, 6-отвод охлаждённой воды, 7-вентилятор, 8-раструб, 9-водораспределитель, 10-форсунки, 11-ороситель

Устройства большинства из этих сооружений защищены авторскими свидетельствами на изобретение и внедрены с экономией энергетических, материальных и трудовых ресурсов без расширения существующих площадей предприятий.

В У-й главе «Анализ опыта внедрения новых и усовершенствованных существующих методов стабилизационной обработки воды и использования их нормообразующей способности для регламентирования параметров воды» сообщается о наиболее успешных внедрениях результатов проведённых исследований автора (рис. 15).

Рис. 15. Технологическая схема СППВ-35 в системе водоснабжения в г.Актау и аграрных хозяйств (республика Казахстан): 1 - теплообменник; 2 - насосная установка; 3 - узел предварительной стабилизации дистиллята с карбонатными фильтрами; 4 - магистральный трубопровод; 5 - сорбционный фильтр; 6 - фильтр обогащения с карбонатными фильтрами; 7 - смеситель; 8 - контактный резервуар; 9 - кварцевый фильтр; 10 - резервуар питьевой воды; ИВ - морская вода;

ПД - промышленный дистиллят; ДУ - диоксид углерода; ГШ- питьевая вода;

Под. В - подземная вода

На станциях приготовления питьевой воды (СППВ) в приморских городах Казахстана, Туркмении, Ливии и Йемена из опреснённой морской воды успешно в течении нескольких десятилетий применяются три усовершенствованных метода: фильтрационная стабилизация, содирование и смешение с добавочной водой.

В предпроектных изысканиях режимных параметров работы узлов стабилизации на этой станции и пусконаладочных работах на аналогичных станциях в гг.Красноводск и Бекдаш (Туркмения), были впервые решены две важные технологические задачи: компоновка фильтров с кальцитной загрузкой

(п.6 на рис, 15) в общей схеме водоподготовки и выбор минимально необходимой по потребительским требованиям нормы содержания кальция в питьевой воде.

Проведённые автором в составе комплексной бригады НИИ ГОС и ЭУ им. Л.И.Сысина АМН РФ совместно с областной СЭС в г. Актау обширные исследования кальциевого обмена у населения позволили установить минимальное содержание кальция в питьевой воде на уровне 1,5 мг-экв/л.

Опыт эксплуатации СГГПВ-35 и СППВ-80 использован при проектировании опреснительных и атомно-опреснительных комплексов в Средиземном море и Индийском океане.

Успешные полупроизводствепные испытания дроблёного уртрита на фильтровальной водопроводной станции г. Апатиты (авторское свидетельство №1786008) позволили разработать технологические рекомендациями по применению природных щелочных нефелинсодержаших пород Хибинского горного массива для фильтрационной стабилизации агрессивных вод Европейского севера.

Технологические исследования эффективности коагуляции цветной, загрязнённой никелем воды оз. Поло-Ярви доказали принципиальную возможность обеспечить с помощью сернокислого алюминия и извести одновременное достижение трёх видов обработки: стабилизацию воды без превышения рН = 9; её обесцвечивание при содержании остаточного А1 в пределах его ПДК и требуемую очистку воды от никеля.

Совпадение прогноза, выполненного в 1980 г. на 2000 г., с соответствующими фактическими удельными расходами водопотребления и водоотведения начала XXI-ого века подтверждает точность этого прогноза и корректность методов его разработки. Поэтому принятая методика перспективного нормирования расходов технической воды, основанная на сочетании двух эвристических методов - экспертных оценок и исторических аналогий рекомендуется для современной практики прогнозирования расходов водопотребления и водоотведения в предприятиях АПК.

В работе получила дальнейшее развитие методика многоступенчатого отбора номенклатуры продукции для разработки перспективных норм расхода воды, предусматривающая применение аппарата корреляционно-регрессионного исчисления. С его помощью устанавливали те виды выпускаемой продукции, связь которых с расходами водопотребления и водоотведения наиболее существенна.

В главе VI-й «Определение экономической эффективности стабилизационной обработки воды при регламентировании технологического режима водообеспечения» показано, что регламентирование технологического режима водообеспечения, основанное на приведённых в данной работе теоретических и экспериментальных исследованиях, даёт ощутимый экономический эффект. Суммарный эффект от нормирования воды только в 8 отраслях народного хозяйства СССР по критерию приведенных затрат составил

37,5 млн руб, главным образом за счёт снижения забора свежей воды и выброса вредных веществ со сточными водами.

В условиях современной России при внедрении технического регламента на первый план выходит поиск инвестиций для программы перевооружения водоподготовительного оборудования. Для облегчения поиска потенциальных инвесторов нами предложена оригинальная методика расчёта дисконтной ставки, адаптированная для практики нормирования расхода и качества воды и основанная на приведении друг к другу потоков доходов/выгод и затрат год за годом на основе ставки дисконта с целью получения текущей (сегодняшней) стоимости будущих доходов/выгод и затрат.

В качестве доходов в расчёт должны закладываться предотвращённый ущерб от сокращения сброса загрязнённых сточных вод и экономия затрат на покупку свежей воды, обусловленные внедрением разработанных по рекомендуемой нами методологии норм. В качестве затрат - годовые капитальные и эксплуатациошше издержки.

В главе УП-й «Рекомендации по техническому регламентированию параметров воды на объектах АПК с использованием наилучшей доступной технологии её стабилизационной обработки» показано, что с наибольшей полнотой использование наилучшей доступной технологии стабилизационной обработки воды для регламентирования её параметров реализуется в системах оборотного водоснабжения сельскохозяйственных и промышленных предприятий, при приготовлении воды питьевого качества и в орошаемом земледелии. Здесь стабилизационная обработка воды регламентирует нормы одновременно и расхода и качества воды.

На других объектах водного хозяйства АПК указанная технология регламентирует только нормы качества воды.

Методика регламентирования порм вод различного состава, формирующих в оборотных производственных циклах предприятий АПК, включает в себя шесть основных этапов.

Первоначально рассчитывается технологический норматив (балансовые или оценочные нормы водопотреблепия). На втором этапе исходя из наличествующих источников свежей воды и фактического качества воды в них, а также требований водоприёмников к составу отработанных вод и воздушно капельных эмиссий из охладителей воды системы оборотного водоснабжения задаются величиной Ку и определяют качество циркуляционной воды в этой системе.

На третьем этапе состав циркуляционной, сточных и продувочных вод оценивают с помощью критерия качества стабильной воды, создавая тем самым необходимые условия для его корректной технологической интерпретации.

На четвёртом этапе по результатам индексной оценки и полученным расходам вод определяют схемы стабилизационной обработки воды, включающие сооружения предподготовки, вид оборудования и оснащение реагентного хозяйства. Некоторые новые образцы сооружений водообработки

для систем оборотно-последовательного водоиспользования, соответствующих «наилучшей доступной технологии» представлены в гл. IV.

На пятом этапе методом приведенных затрат и расчётом дисконтной ставки обосновывают технико-экономическую состоятельность выбранной технологии стабилизационной водообработки.

На заключительном шестом этапе регламентируют нормы расходы всех видов вод в оборотной системе водоснабжения, а также нормы состава циркуляционной, продувочной и сточных вод.

В пределах балансовой или оценочной нормы водопотребления доля оборотной и повторно используемой воды повышается за счёт снижения доли свежей воды, расходуемой для технических нужд в зависимости от водоохранных требований. Соответственно, снизится норма водоотведения. В пределе расход свежей воды приблизится к норме безвозвратного водопотребления.

Регламентирование текущих норм водопотребления и водоотведения в системах прямоточного водопользования на объектах АПК рекомендуется осуществлять расчётно-аналитическим методом, добиваясь соответствия качества потребляемой воды критерию стабильности путём её стабилизационной обработки новыми или усовершенствованными известными методами.

Завершающим итогом работы по техническому регламентированию параметров воды в АПК должно явиться издание сводных справочников законодательно утверждённых норм водопотребления и водоотведения с учётом качества потребляемой и отводимой воды.

Функционирование норм расхода и качества воды целесообразно осуществлять в многоступенчатой структуре экологической безопасности России, которая включает в себя: экологическую экспертизу, контроль, аудит и страхование, а также лицензирование отдельных видов деятельности хозяйствующих субъектов и сертификацию по экологическим требованиям.

Основные выводы

1 .Для разработки наилучшей доступной технологии в проектах регламентирования параметров воды в АПК после необходимых усовершенствований пригодны следующие известные методы её стабилизационной обработки: известкование, солирование, рекарбонизация диоксидом углерода (в том числе из воздуха), фильтрационная стабилизация, подкисление сильными кислотами и стабилизация смешением с добавочной водой.

2.Теоретические исследований в области гидрохимии карбонатов позволили создать первую в практике водоподготовки классификацию методов стабилизационной обработки воды, учитывающую фазовые переходы соединений углерода в процессе их трансформации. Это, в свою очередь, создаёт методическую основу для определения основных направлений

совершенствования существующих и разработки новых методов стабилизации воды на предприятиях АПК.

Созданы принципиально новые технологии стабилизационной водообработки: снятие пересыщения карбонатом кальция инкрустабельных вод барботированием через них воздуха; снижение коррозионной активности вод смешением с минерализованными водами (в прямоточных системах водоснабжения) - карбонизацией атмосферным СОг (в оборотных); придание питьевых свойств опреснённым дистилляций водам с одновременной их стабилизацией соответственно карбонизацией С02 и фильтрованием через дроблёные карбонатсодержащие загрузки и нефелинсодержатцие породы. Определена область эффективного применения и существенно повышена действенность известных методов стабилизации вод: известкования, солирования, подкисления и фильтрационного.

С целью выявления влияния оснащённости водохозяйственных объектов системами стабилизационной обработки и эффективности их применения на природоохранное снижение величины удельного расхода воды, разработаны оригинальные методики:

• выбора относительного показателя формулы удельного расхода воды;

• определения и интерпретации вида закона распределения частот удельных расходов в выбранном диапазоне их изменения;

• организации выборочных совокупностей удельных расходов воды;

• структурного анализа удельных расходов воды;

• отбора номенклатуры выпускаемой продукции для перспективных норм расхода стабильной воды и их верификации.

3.Предложенный методический подход к сопоставлению и оценке результатов индексации стабильности воды различными методами является принципиально новым шагом в теории углекислотных равновесий и, несомненно, послужит дальнейшему совершенствованию теории и практики стабилизации вод различного состава.

4.Создана методика экспериментального исследования технологии совершенствования стабилизационной обработки воды. В числе её составных элементов органически сочетаются: откорректированные стендовые гравиметрические измерения, натурные исследования коррозионной стойкости действующих стальных водоводов большой протяжённости, гидравлические исследования стабилизационных загрузок из местных пород, методика выборочного обследования водного хозяйства предприятий АПК и поиск новых нормообразующих составляющих.

5. Результаты проведённых исследований позволили подготовить дополнения в обобщающий требования СНиП 2.04.02-85* технический регламент, направленные на повышение эффективности методов стабилизационной водообработки, важнейшие из которых:

• рекомендации по предварительной подготовке стабилизируемой воды на

комбинированных сооружениях: отстойнике, осветлительном и

стабилизационном фильтрах, флотатора и нефтеловушке, соответственно встроенных в резервуар охлаждённой воды под градирней;

• режим кислотной обработки циркуляционных инкрустабельных вод при высоких значения их Ку;

• технологии стабилизации аномальных вод с экстремальными значениями щёлочности и температуры (барботёр-карбонизатор малого заглубления; фильтры с кальцитной загрузкой, католит электродиализных установок как эффективный реагент для стабилизации воды и высокопроизводительная поперечно-точная градирня с сетчатым пластмассовой насадкой) и

• режим стабилизации низкощелочных цветных питьевых вод гомогенными методами.

6. Для стабилизации опреснённой морской воды на станциях приготовления питьевой воды в приморских городах Казахстана, Туркмении, Ливии и Йемена суммарной производительностью около 0,5 млн м3/сут успешно в течении нескольких десятилетий применяются усовершенствованные нами методы стабилизации воды. Опреснённая вода используемой как для хозяйственно - питьевых нужд населения, так и в сельскохозяйственном и промышленном секторах экономики.

На основе методических рекомендаций автора разработаны и внедрены в отраслевую практику укрупнённые нормы водопотребления и водоотведения для свыше 3,5 тыс. видов производств, лимиты водопотребления и водоотведения для нескольких тысяч конкретных промышленных и сельскохозяйственных предприятий и созданы основы I комплексной регламентации качества технической воды, что обеспечило получение высокого водоохранного и экономических эффектов.

7.По критерию приведенных затрат эффективность стабилизации опреснённой воды путём её карбонизации по рекомендованной нами технологии в системе водообеспечения г. Актау в советский период составила 82,7 тыс, руб.

Суммарный эффект от регламентирования укрупнённых норм расхода воды только в 8 отраслях народного хозяйства СССР по тому же критерию составил 37,5 млн руб, главным образом, за счёт снижения забора свежей воды и выброса вредных веществ со сточными водами.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

Монографии н учебники

1.Алексеев Л.С. Регламентация расхода и качества воды в агропромышленном комплексе: учебное пособие / Л.С.Алексеев - М.:Рос. аграр.заоч.ун-т, 2006. - 160 с.

2.Алексеев Л.С. Контроль качества воды / Л.С. Алексеев: учебник - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ИНФРА-М, 2004.-154 с.-(Среднее профессиональное образование).

3.Алексеев Л.С. Улучшение качества мягких вод / Л.С.Алексеев, В.А.Гладков -М.: Стройиздат, 1994.-152 с.

4.ВНИИ ВОДГЕО. Укрупнённые нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности / В.А.Гладков, Г.Н.Катюшина, JI.C. Алексеев - 2-е изд. - М.: Стройиздат. 1982 - 528 с.

5.Методические указания по разработке норм и нормативов водопотребления и водоотведения с учётом качества потребляемой и отводимой воды / Е.Г.Войтухов, Л.С. Алексеев, Л.Я. Комендо и др. - Киев: НИИПИН Госплан СССГ, 1979. -152 с.

6.Инженерное оборудование зданий и сооружений: Энциклопедия / В.С.Алексеев, Л.С.Алексеев, Д.И.Алтунин и др.-М.: Стройиздат,- 1994 - 512 с.

Статьи

7. Алексеев Л.С. Опыт перспективного регламентирования водопотребления и водоотведения в промышленности / Л.С.Алексеев //Водное хозяйство России. - 2006. - № 1,-С. 19-25.

8-Алексеев Л.С. Оценка вероятности засоления почвы и вымывания из неё кальция при оросительных мелиорациях/Л.С.Алексеев// Водное хозяйство России. - 2006. - № 3.- С.48 -54.

9. Алексеев Л.С. Регламентация технологических свойств загрузок современных фильтров/Л.С.Алексеев// Водное хозяйство России. - 2006. - № 4,- С.61-69.

10. Алексеев Л.С. Нефелин-новый фильтрующий материал для стабилизации воды/Л.С.Алексеев // Известия вузов. Строительство.-2006.-№5.-С.78-81.

11. Алексеев Л.С. Аварийность водопроводных труб / Л.С.Алексеев// Мелиорация и водное хозяйство,- 2006 -№3.-С.51-52.

12.Алексеев Л.С. Концепция технического регулирования водообеспечения промышленных предприятий / Л.С.Алексеев // Энергосберегающие технологии, методы повышения эффективности работы систем и сооружений водоснабжения и водоотведения: сб.докл.межд. научн.-практ. конф. - Иркутск: 2003. - С. 7-14.

13. Алексеев Л.С. Статистический метод нормирования расхода технической воды / Л.С.Алексеев // Инж. обеспечение объектов стр-ва. Отечественный и зарубежный опыт: экспресс-информация. Вып.2. - М.: ВНШШТПИ, 2003. - С.79-85.

14. Алексеев Л.С. Эволюция конструкций поперечно-точных градирен / Л.С. Алексеев, Шаби Мама Ахмед Тиджани /УИнжеперное обеспечение объектов строительства. Вып.6. -М.: ВНИИНТПИ. 2001,-С.7-17.

15. Алексеев Л.С. Стабилизация коррозионно-активных вод/ Л.С.Алексеев // ^^/Водоснабжение и санитарная техника .- С.6-9.

16.Павлов Г.Д. Водоснабжение населенных пунктов северных районов / Г.Д.Павлов, \il.C. Алексеев //Водоснабжение и санитарная техника. - - С. 6-7.

17.Алексеев Л.С. Безнакипная работа систем оборотного водоснабжения / Л.С.Алексеев,

B.А.Гладков, A.A. Говерт / Водоснабжение и санитарная техника.-1984. №6. -С.8-10.

18.Алексеев Л.С. Водооборот в промышленности Японии / Л.С. Алексеев // Хубодоснабжсние и санитарная техника,- 1978^ЛЬ1.-С.32-33.

> 19. Алексеев Л.С. Свинец в вЗдоЙроводной воде г.Бостона / Л.С. Алексеев // К /Водоснабжение и санитарная техника. — 1977ä^»№9.-C.33. у 20.Алексеев Л.С. Перспективы применения реагентов и фильтрующих материалов для очистки воды в США/ Л.С.Алексеев//Водоснабжение и санитарная техника. - 1976. - №11. -

C.33-36.

VI 21. Алексеев Л.С. Фильтровальная установка для стабилизации опреснённой морской воды / Л.С.Алексеев//Водоснабжение и санитарная техника. -1971—N1*6. - С.5-7.

22.Егоров А.И.Хемосорбция углекислоты при фильтрационной стабилизации * /опреснённой воды / А.И. Егоров, Л.С. Алексеев // Водоснабжение и санитарная техника - 1973. \/ -№3 .-С.5-7.

23.Алексеев Л.С. Некоторые принципы сохранения качества «сверхчистой» воды /Л.С. Алексеев //Водные ресурсы.- 1975, №2.-С.158-161.

24.Алексеев Л.С. Современные методы кондиционирования опреснённых дистилляцией солёных вод для питьевых целей /Л.С.Алексеев // Водные ресурсы - 1974. №4. - С.89-96.

25. Егоров А.И. Исследование условий стабилизации дистиллята и повышение концентрации кальций-иона при добавке артезианской и морской воды / А.И. Егоров, Л.С. Алексеев//Гигиена и санитария.- 1971,- № 12. С.17-19.

26.Алексеев Л.С. Корректировка содержания карбонатов в воде. /Л.С. Алексеев //Химия и технология воды. - 1991. -Том 13, №2 .- С. 153-162.

27.Алексеев Л.С. Дезинфекция при подготовке водопроводной воды/ Л.С. Алексеев // Химия и технология воды. -1990. Том12, №8.- С.753-756.

28.Алексеев Л.С. Поведение карбонатов в пресных водах / Л.С.Алексеев // Химия и технология воды,- 1989.-Том 11, №11.-0.1014-1018.

29.Беличенко Ю.П. Подготовка осадков сточных вод для обезвоживания / Ю.П.Беличенко, Л.С. Алексеев //Химия и технология воды,- 1989.-Том11, №6.-С.562-564.

30.Алексеев Л.С. Развитие методов оценки стабильности воды / Л.С.Алексеев // Химия и технология воды .- 1988.-Том 10. -№10.С.137-14б.

31.Алексеев Л.С. Технико-экономические показатели водопроводно-канализационного хозяйства США. / Л.С.Алексеев // Химия и технология воды. -1980.-Том 2. - №2. - С.143-144.

32. Алексеев Л.С. Нормирование расхода и качества волы в промышленности /Л.С.Алексеев// Инж. обеспечение объектов стр-ва: обзорная информация. Вып.З.М.: ВНИИНТПИ, 2003,- 35 с.

33.Алексеев Л.С. Современное развитие водопроводного хозяйства в промыншенно развитых странах мира/ Л.С.Алексеев// Инж. обеспечение объектов стр-ва: обзорная информация. Вып. 2. М.: ВНИИНТПИ, 2001 - 43 с.

34.Алексеев Л.С. Подготовка сбросных вод для использования в замкнутых системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий/ Л.С.Алексеев// Инж. обеспечение объектов стр-ва: обзорная информация. Вып.2.М.: ВНИИНТПИ, 1999. - 41 с.

35.Алексеев Л.С. Карбонизация природных и сточных вод / Л.С. Алексеев // Инженерное обеспечение объектов строительства. Мировой уровень развития строительной науки и техники.: обзорная информация. Вып.1. М.: ВНИИНТПИ.-1990,- 65 с.

36. Алексеев Л.С. Технология известкования воды / Л.С.Алексеев // Комплексное использование и охрана водных ресурсов: обзорная информация.Вып.2-М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР. 1989-68 с.

37.Алексеев Л.С. Стабилизационные фильтры. / Л.С.Алексеев // Инженерное обеспечение объектов строительства: обзорная информация. Вып.З М.: ВНИИНТПИ.- 1987. -65 с.

38. Алексеев Л.С. Водные ресурсы в сельском хозяйстве европейских стран-членов СЭВ /Л.С.Алексеев, С.И.Бойко // Земледелие, мелиорация и химизация: обзорная информация -М.:ВНЙИТЭСХ, 1981.-48 с.

39. Алексеев Л.С. Оценка эффективности стабилизационной обработки мягких низкощелочных вод / Л.С.Алексеев, Л.А. Зернова // Осветление и стабилизация воды: сб.науч.тр.ВНИИ ВОГЕО -М.: ВНИИ ВОДГЕО. 1988. - С.37-42.

Изобретения

40. Полезная модель № 17724 РФ, МКИ 7 Г 28 С 1/04. Градирня [Текст] / Л.С. Алексеев, Шаби Мама Ахмед Тиджани (РФ). №2001100468, заявл. 11.01.2001; опубл.20.04.2001, Бюл. № 11.-2с.:ил.

41. А.с. №1786008 СССР МКИ3С 02 И 1/66, 5/06. Способ стабилизации мягкой низкощелочной воды [Текст] / Л.С.Алексеев, А.А.Антонов, В.А.Норов, В.С.Пономаренко, О.В. Винокуров (СССР) -№ 4496252/63; заявл.09.09.88; опубл.07.01.93.Бюл. -3 с.

42. A.c. Xsl 524657 СССР, МКИ3 F 28 С 1/00. Резервуар градирни [Текст] / В.С.Пономаренко, Л.С. Алексеев, В.А.Трубников, Т.М ДСмкина (СССР). - №4330689/24-06; заявл. 21.02.86; опубл. 23.01.89, - 3 с. ил.

43.A.c. № 1452550 СССР, МКИ3 В 01 D 35 / 06. Способ очистки сточных вод [Текст] / Ю.П.Беличенко, А.Н.Береза, Т.Г.Рудик, Л.С.Алексеев (СССР).- 4071177/23-26; заявл. 21.02.86; опубл. 21.02.89, Бюл. №3.-5с.:ил.

44.A.C. №1487673 СССР МКИ3 F 28 F 25/06, 25/04. Водоразбрызгивающее устройство градирни [Текст] / В.С.Пономаренко, Л.С.Алексеев (СССР). - 4201326/24-06; заявл. 27.02.87; опубл. 15.11.88, Бюл. №42. -2с.:-ил.

45. А.с.№ 1409595 СССР МКИ3 С 02 F 5/02.Способ стабилизации опреснённой дистилляцией солёной воды [Текст] / Алексеев Л.С. (СССР).-№4069621/29-26; заявл. 21.05.86; опубл. 15.07.88, Бюл. №26.-2 с.

46.A.C. № 1437354 СССР МКИ3 С02 F 1/66. Способ доочистки сточных вод от примесей и устройство для его осуществления [Текст] / B.C. Пономаренко, Л.С. Алексеев (СССР). - 4231360/23-26; заявл. 24.04.87; опубл. 15.11.88, Бюл. №42. -7с.:-ил.

47-А.с. № 1322062 СССР F 28 С 1/0^^радирня [Текст] / В.А.Гладков,

В .С.Пономаренко, Л.С. Алекс4Щ?ССР).- 393^^/29-06, заявл. 06.06.85; опубл. 07.07.87. Бюл. №25.-2с.:ил.

48.A.C. № 1346594 МКИ3 С 02 F 11/14. Способ обработки осадка сточных вод [Текст] / Ю.П.Беличенко, Л.С.Алексеев (СССР). - 3762077 / 30-26; заявл.05.07.84; опубл.23.10.87, Бюл., №39.-2с.

49.A.c. №1250817 СССР, МКИ3 F 28 F 25/00. Резервуар градирни [Текст] / O.A. Гладков, Л.САлексеев, В.С.Пономаренко (СССР). - № 3867612/24-06; заявл.12.0385; опубл. 15.08.86 Бюл. №30,- 2 е.: ил.

50. A.c. №1153225 СССР, МКИ3 F28/F 25/00. Резервуар градирни [Текст] / Л.С.Алексеев, А.А.Говерт, B.C. Пономаренко (СССР).-3694171/24-06; заявл. 24.01.84; опубл.30.04.85, Бюл. №16,- 4с.:ил.

51. А.с,№ 1080832 СССР, МКИ3 В 01 D 35 / 06. В 01 D 27/00. Патронный фильтр [Текст] / Л.С. Алексеев, В.С.Пономаренко (СССР). - 3558398/23-26; заявл. 28.02.83; опубл. 23.03.84, Бюл. № 11,- 4с.:-ил.

52. A.c. № 407840 СССР МКИ3 С 02Ь 1/06. Способ получения питьевой воды [Текст] / А.И. Егоров, Л.С. Алексеев (СССР). - 1696873/23-26; заявл. 09.08.71; опубл. 10.12.73, Бюл. №47.-1 с.

■ Подписано к печати 05.09.2006 г. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Объем 2,0 п.л. Заказ ¿Y^ Тираж 100 экз.

Издательство РГАЗУ 143900, Балашиха 8 Московской области

Введение

Глава I. Обзор литературы и материалов исследований по стабилизационной обработке воды и регламентировании её основных параметров

1.1 .Распространённость нестабильных вод и вклад предприятий агропромышленного комплекса в динамику роста их объёмов

1.2.Состояние стабилизационной водообработки и её роль в регулировании расхода и качества воды

1.3.Современная практика разработки технических регламентов в водном хозяйстве РФ

Глава II. Теоретическое обоснование исследований по совершенствованию основных технологий стабилизационной обработки и регламентированию параметров воды

II. 1 .Трансформация карбонатов в пресных водах

11.2.Фильтрационная стабилизация

11.3.Известковани е

НАСодирование

Н.5.Рекарбонизация диоксидом углерода

Н.б.Подкисление

Н.7.Стабилизация смешением с добавочной водой

Н.8.Статистическая оценка действенности стабилизационной водообработки в больших выборках однотипных предприятий

Глава III. Разработка методики экспериментального исследования технологии совершенствования стабилизации воды с учётом особенностей регламентирования качества и расхода воды

III. 1 .Регламентация методов оценки стабильности воды

III. 1.1.Индексное моделирование критерия качества стабильной воды

III. 1.2.Адаптация методов исследования интенсивности внутренней коррозии трубопроводов для определения эффективности стабилизационной обработки воды

Ш.2.0беспечение гидравлического подобия между экспериментальными и натурными условиям работы стабилизационных фильтров-- 137 III.3. Состав и группировка удельных расходов стабильной воды-— 140 IIL3.1.Методика выбора относительного показателя формулы удельного расхода воды

Ш.3.2.0рганизация выборочных совокупностей удельных расходов воды

Глава ^Экспериментальные исследования по усовершенствованию технологии стабилизационной обработки воды

IV. 1.Описание конструкций новых сооружений предподготовки воды для её стабилизационной обработки

IV. 1.1. Градирня-нефтеловушка

IV. 1.2. Градирня-флотатор + самопромывающийся фильтр- 157 IV.1.3. Полиуретановый фильтр повышенной грязеёмкости с ферромагнитной присадкой

IV.1.4.Саморегенерирующийся патронный фильтр с зернистой загрузкой

2.0пытно-конструкторские разработки устройств для безреа-гентного предотвращения карбонатных отложений и результаты их испытаний

IV.2.1.Снижение пересыщения циркуляционной воды СаСОз на мраморном фильтре, встроенном в резервуар градирни

IV.2.2. Градирня с самоочищающимся оросителем

2.3.Самоочищающееся устройство подачи нагретой воды в самотечной водораспределительной системе градирни

IV.3.Предотвращение карбонатных отложений карбонизаций воды С02

IV.3.1.Рекарбонизация биологически очищенных и доочищен-ных известью сточных вод при подпитке ими оборотных систем водоснабжения

IV.3.2.Аэрационная стабилизация воды

IV.4.Стабилизация воды в экстремальных условиях

IV.4.1. Стабилизация смешением опреснённой воды с водами из 189 местных водоисточников в аридных районах каспийского побережья-— IV.4.2. Контролируемое пересыщение мягкой низкощелочной воды карбонатом кальция при фильтровании её через дроблёный кальцит

IV.4.3.Охладитель для снижения производительности установок стабилизационной обработки циркуляционной воды в условиях жаркого климата центральной Африки

4.4.Стабилизация вод с нарушенной солевой структурой

4.4.1.Углекислотная нейтрализация и стабилизация высокощелочных сточных вод

4.4.2.Стабилизация связанной воды католитом при механическом обезвоживания осадка сточных вод

Глава V. Анализ опыта внедрения новых и усовершенствованных существующих методов стабилизационной обработки воды и использования их нормообразующей способности для регламентирования параметров воды

V.1 .Анализ результатов пусконаладочные исследования по стабилизации опреснённой дистилляцией воды в схемах её кондиционирования для питьевых нужд

V. 1.1 .Компоновка технологической схемы станций приготовления питьевой воды с карбонатными фильтрами

V. 1,2.Минимально необходимая концентрация кальция в питьевой воде как регламентатор долевых расходов вод при стабилизации их смешением

V.2.Опытно-производственные испытания методов стабилизации мягких низкощелочных вод северных озёр

V.2.I.Нефелин-новый фильтрующий материал для стабилизации воды

У.2.2.Реагентная стабилизация цветной воды

V.3. Практические результаты регламентирования расходов стабильной воды при текущем и перспективном планировании их внедрения

V.3.I.Лимитирование расходов воды

V.3.2.Структурный анализ удельных расходов воды

V.3.3.Верификация перспективных норм расхода воды, разработанных с учётом обеспечения её стабильности

Глава VI. Определение экономической эффективности стабилизационной обработки воды при регламентировании технологического режима водообеспечения

VI. 1 .Метод приведенных затрат

VI.2.Дисконтировани е

Глава VII. Обобщающие рекомендации по техническому регламентированию параметров воды на объектах АПК с использованием наилучшей доступной технологии её стабилизационной обработки

VII. 1. Расчётно-аналитический метод регламентирования текущих норм водопотребления и водоотведения в системах прямоточного водопользования

VII.2. Регламентирование водопотребления и водоотведения с учётом качества потребляемой и отводимой воды в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий

VII.3.Административно - правовое обеспечение практики регламентирования параметров воды

Под стабилизационной обработкой воды понимают направленное изменение различных форм существования соединений неорганического углерода в воде для контроля кинетики двух технологически чрезвычайно важных процессов водопользования: электрохимической коррозии металла и выпадение карбонатных отложений (инкрустации) на границе контакта двух сред - воды и конструкционных материалов труб (оборудования) [1]. Положительный результат стабилизационной обработки выражается в снижении интенсивности этих процессов до эксплуатационно безопасного уровня, т.е. вода должна стать «стабильной».

С особой остротой процессы коррозии и инкрустации проявляют себя в водах с нарушенной солевой структурой, генезис состава которых протекает в условиях, отличных от условий формирования примесей в поверхностных водах водосборов, расположенных на известняковых горных породах. Это -циркуляционные воды систем оборотного водоснабжения промышленных предприятий, умягчённые, опреснённые, подземные и мягкие воды, атмосферные осадки и т.п. Крупнейшим потребителем нестабильных вод является агропромышленный комплекс, объекты которого расположены практически повсеместно на территории Российской Федерации.

Стабилизационная обработка воды направлена на контролирование важнейших технологических свойств воды и, поэтому, должна применяться в качестве эффективного инструмента технического регламентирования работы систем и сооружений водного хозяйства АПК.

АПК - совокупность отраслей, участвующих в производстве продукции сельского хозяйства и доведения её до потребителя. По принятой классификации АПК включает три сферы. Первая сфера АПК - отрасли, производящие средства производства: тракторное и сельскохозяйственное машиностроение, продовольственное машиностроение, ремонт тракторов и сельскохозяйственных машин, производство минеральных удобрений и химических средств защиты растений, добыча торфа для сельского хозяйства, капитальное строительство в АПК. Вторая - сельское хозяйство, включая фермерские и подсобные хозяйства населения, и лесное хозяйство. Третья - отрасли заготовки, переработки и доведения сельскохозяйственной продукции до потребителя: лёгкая промышленность, пищевая, мясная и молочная, рыбная мукомольно-крупяная и комбикормовая промышленность, торговля продовольственными товарами и общественное питание. Свою продукцию сельскому хозяйству поставляют более 90 отраслей экономики страны.

Законом «О техническом регулировании», предусмотрено внедрение с середины 2003 г. до 2010 г. при контроле качества продукции обязательных технологических регламентов, утверждаемых законодательно [2]. В ходе общественного обсуждения законов технического регламента «Об экологической безопасности» выдвинуто требования усиления контроля за содержанием общего углерода в питьевой воде [3], существенным образом влияющего на её стабильность.

Анализ материалов исследований и опыта эксплуатации показывают, что глубина разработки большинства методов стабилизации: формирование защитных кальцитных плёнок на омываемых агрессивной водой поверхностях металла, карбонизация щелочных инкрустабельных вод, аэрационная стабилизация, содирование, фильтрационная, реагентная стабилизация и кальцинация мягких вод и др. недостаточна, а опыт использования их в качестве технологических инструментов управления режимами водообеспечения ограничен. Одной из причин тому является наблюдаемое в последние десятилетия отсутствие развития теоретических исследований по стабилизации воды.

Несмотря на наличие ряда методов анализа массовых процессов они слабо используются при регламентировании параметров воды. Даже в тех малочисленных случаях, когда стабилизационная обработка успешно реализуется на единичных предприятиях АПК, распространение их положительного опыта в больших совокупностях объектов регламентирования вызывает большие затруднения. Одной из существенных причин этого является всё ещё не преодоленный разрыв между теорией прикладной статистики и анализом практической деятельности объектов водного хозяйства. Данная-работа призвана в известной мере восполнить этот пробел.

В связи с этим целью работы явилось совершенствование методов стабилизационной обработки воды для создания наилучшей доступной технологии, обеспечивающей регламентирование работы объектов водного хозяйства АПК с учётом современных и перспективных технико-экономических условий их функционирования.

При этом термин «регламентирование расхода и качества воды» здесь понимается расширительно: как строгое и точное подчинение требованиям водоохранного законодательства^], гарантии качества выпускаемой продукции и предотвращения техногенных и экологических катастроф [5].

Для достижения поставленной цели предусматривается решение следующих основных задач.

1. На основе аналитического исследования литературы и материалов исследований по теме произвести выбор методов стабилизационной обработки, пригодных для разработки наилучшей доступной технологии в проектах регламентирования параметров воды.

2. Теоретически исследовать закономерности гидрохимии карбонатов и законов массовых процессов для создания и внедрения с их помощью методической базы новых и усовершенствованных известных технологий стабилизации воды, обеспечивающих регламентирование воды как в малых, так и больших выборках объектов водного хозяйства АПК.

3. Разработать двухуровневый критерий индексов и норм стабильной воды и экспериментальных методов контроля её стабильности, и обосновать область их эффективного применения для контроля параметров стабильной воды.

4. Корректировать методики экспериментального исследования технологии совершенствования стабилизации воды, учитывающие её нормообра-зующие функции.

5. Экспериментально исследовать новые сооружения предподготовки воды, отвечающие требованиям наилучшей доступной технологии, для интенсификации стабилизационной обработки и адаптирования её к обработке воды в экстремальных условиях водопользования.

6. Внедрить новые и усовершенствованные существующие методы стабилизационной обработки воды в крупные водохозяйственные объекты и проекты и на практике оценить опыт их многолетнего применения в области обработки воды и её регламентирования.

7. Определить экономическую эффективность стабилизационной обработки воды при регламентировании технологического режима водообеспече-ния.

8. Разработать обобщающие рекомендации по регламентированию параметров воды на объектах АПК с использованием наилучшей доступной технологии её стабилизационной обработки.

По государственной статистической отчётности в РФ процент охвата промышленных предприятий АПК системами оборотного водоснабжения достигает 80-90%. Поэтому в диссертации вопросы предотвращения карбонатных отложений рассмотрены в основном применительно к этим системам водоснабжения.

Исследования по стабилизации агрессивных вод в диссертации проводились в основном для прямоточных системах водоснабжения, использующих маломинерализованные мягкие низкощелочные воды, что объясняется их большой распространённостью на территории РФ и высокой коррозионной активностью по отношению к современным конструкционным материалам. Стабилизация этих вод осуществляется регулированием их состава или расхода путём смешения с жёсткими водами.

С целью удобства анализа концептуальные положения теории карбонатных равновесий в воде изложены в одной Н-ой главе работы, а вытекающие из этой теории прикладные выводы и заключения разнесены по главам, где они использованы для методического обоснования проведенных исследований.

На основе проведённых исследований разработаны новые технологические решения, способствующие эффективному применению методов стабилизационной обработки воды для регламентирования её расходных и качественных параметров. Научную новизну исследований составляют:

• исследования кислотно-основного взаимодействия углеродсодержащих соединений, фазовых трансформаций карбонатной системы и параметров регулирования баланса соединений углерода в воде и использование их в качестве основы стабилизационной водообработки и регламентирования технологического режима водообеспечения;

• методика экспериментального изучения технологии совершенствования стабилизационной обработки воды. В числе её составных элементов органически сочетаются: откорректированные стендовые гравиметрические измерения, натурные исследования коррозионной стойкости действующих стальных водоводов большой протяжённости, гидравлические исследования стабилизационных загрузок из местных пород, методика выборочного обследования водного хозяйства предприятий АПК и поиск новых нормообразующих составляющих.

• методики определения параметров: 1)кинетики фильтрационной стабилизации агрессивных вод в турбулентном режиме, а также реагентной их стабилизации известью и содой в режиме контролируемого пересыщения по СаСОз и с учётом образование ионных пар; 2)кислотной обработки подпиточ-ной воды для предотвращение карбонатных отложений на поверхностях нагрева в системах оборотного водоснабжения при Ку > 3; 3)карбонизации щелочных природных и отработанных вод диоксидом углерода, содержащимся в воздухе, и техническим СО2 в барботажных реакторах проточного и циклического действия;

• метод стабилизации агрессивных вод добавкой минерализованных вод искусственного (рассол опреснителей и каталит) и природного (морская и артезианская воды) происхождения,

• классификатор из 15 индексов стабилизационной обработки воды, который регламентирует область их эффективного применения и позволяет повысить не только надёжность индексного прогноза, но «работоспособность» самих технологий стабилизации и контроля параметров стабильной воды;

•принципы проектирования комбинированных сооружений, предназначенных одновременно для процессов тепло- и массообмена, а также для осуществления процесса стабилизации воды или интенсификации этого процесса путём её осветления в отстойнике, фильтре, флотаторе или нефтеловушке, встроенных в резервуаре охлаждённой воды градирни; в этих сооружениях реализованы основы наилучшей доступной технологии;

• классификация и структурный анализ норм водопотребления и водоотведения с учётом качества потребляемой и отводимой воды на предприятиях АПК; принципы отбора номенклатуры промышленной продукции для перспективных норм расхода воды и их верификации.

•методика проведения статистического анализа больших выборок предприятий с целью выявления влияния оснащённости их системами стабилизации на природоохранное изменение величины удельного расхода технической воды.

•доказательство возможности применения буферной ёмкости как показателя, определяющего состояние углекислотно-кальциевого равновесия в воде;

Так как 70-80% расхода технической воды в РФ затрачивается на охлаждение сырья и продукции, то в данной работе для поддержки технологий стабилизационной обработки предпочтение отдано конструированию водопод-готовительных сооружений на базе водоохладителей.

Исходя из необходимости внедрения наилучшей доступной технологии, для практической реализации параметров регламента выбиралась такая водо-подготовка, которая прежде всего, не требует устройства дополнительных перекачек оборотной воды, т.е. её работа не вызывает гидравлического разрыва струи воды, как это требуется в [6, П.4.7], а осуществляется в закрытом напорном режиме.

При внедрении наилучших доступных технологий, обеспечивающих регламентирование расхода воды, приходится учитывать то обстоятельство, что на предприятиях АПК в настоящее время нового строительства практически не осуществляется, а технические мероприятия по рациональному водоис-пользованию проводятся только в рамках реконструкции действующих производственных мощностей [7].

В условиях острого дефицита инвестиций в экономику современной России в качестве экономического критерия, в дополнении к показателю ««приведенные затраты», в работе успешно апробирован новый для российского водного хозяйства критерий «дисконтная ставка», прогнозирующий возможные доходы от регламентирования на ближайшую и отдалённую перспективу. Это позволяет повысить заинтересованность потенциальных инвесторов во внедрении проектов технологического регламентирования расхода и стабилизации качества воды, а в дальнейшем и в проведении экологического аудита [8].

Современное оформление содержащихся в рукописи материалов обеспечено в соответствии с терминологическими исследованиями автора, приведенными в Приложении 1, и ГОСТом 7.1-2003 «Библиографическая запись. Библиографическое описание: общие требования и правила составления».

Автором опубликовано 151 печатных изданий общим объёмом свыше 130 печатных листов, подавляющее большинство которых посвящено теме диссертации. Кроме того Российским агентством по патентам и товарным знакам выдано соискателю 13 авторских свидетельств на изобретения по теме диссертации, многие из которых с подтверждённым экономическим эффектом внедрены в заводском водном хозяйстве нашей страны, странах СНГ, восточной Европы и Персидского залива.

Поэтому в данной работе часть авторских результатов приводится эксклюзивно, без излишней детализации, но с обязательным указанием источника, где они опубликованы соискателем в полном объёме. По этой же причине различные методы стабилизационной обработки воды получили в работе неодинаковое освещение.

Автор не претендует на всеобъемлющее решение поставленной проблемы и не ставит перед собой задачу замены всех успешно работающих отраслевых методик стабилизации и контроля водопотребления и водоотведения с учётом качества потребляемой и отводимой технической воды. Некоторые важные направления, как например, вопросы перевода промышленного производства на маловодные и безводные технологические процессы, ввиду их специфичности, должны быть проработаны совместно со специалистами отраслей промышленности в ходе дальнейших исследований по теме. В связи с этим в интересах полного охвата проблемы в содержательной части работы иногда сообщаются сведения, уже ставшие научным фактом, но недостаточно известные среди различных специалистов, привлекаемых к стабилизации и технологическому регламентированию воды.

Основные выводы

1.Глубина исследования большинства существующих методов стабилизационной обработки воды недостаточна, а опыт использования их в качестве технологических инструментов регламентирования и управления режимами водообеспечения предприятий АПК ограничен.

2. Результаты проведённых теоретических исследований в области гидрохимии карбонатов позволили создать первую в практике водоподго-товки классификацию методов стабилизационной обработки воды, учитывающую фазовые переходы соединений углерода в процессе их трансформации. Это, в свою очередь, создаёт методическую основу для определения основных направлений совершенствования существующих и разработки новых методов стабилизации воды.

3.Созданы принципиально новые технологии стабилизационной водооб-работки: снятие пересыщения карбонатом кальция инкрустабельных вод бар-ботированием через них воздуха; снижение коррозионной активности вод смешением с минерализованными водами (в прямоточных системах водоснабжения) - карбонизацией атмосферным С02 (в оборотных); придание питьевых свойств опреснённым дистилляций водам с одновременной их стабилизацией соответственно карбонизацией С02 и фильтрованием через дроблёные карбонатсодержащие загрузки и нефелинсодержащие породы. Определена область эффективного применения и существенно повышена действенность известных методов стабилизации вод: известкования, содирования, подкисления и фильтрационного.

4. С целью выявления влияния оснащённости водохозяйственных объектов системами стабилизационной обработки и эффективности их применения на природоохранное снижение величины удельного расхода воды, разработаны оригинальные методики:

• выбора относительного показателя формулы удельного расхода воды;

• определения и интерпретации вида закона распределения частот удельных расходов в выбранном диапазоне их изменения;

• организации выборочных совокупностей удельных расходов воды;

• структурного анализа удельных расходов воды;

• отбора номенклатуры промышленной продукции для перспективных норм расхода стабильной воды и их верификации.

5. Разработана оригинальная методика экспериментального исследования технологии совершенствования стабилизационной обработки воды. В числе её составных элементов органически сочетаются: откорректированные стендовые гравиметрические измерения, натурные исследования коррозионной стойкости действующих стальных водоводов большой протяжённости, гидравлические исследования стабилизационных загрузок из местных пород, методика выборочного обследования водного хозяйства предприятий АПК и поиск новых нормообразующих составляющих.

Предложенный методический подход к сопоставлению и оценке результатов индексации стабильности воды различными методами является принципиально новым шагом в теории углекислотных равновесий и, несомненно, послужит дальнейшему совершенствованию теории и практики стабилизации вод различного состава.

6. Результаты проведённых экспериментальных исследований позволили подготовить дополнения в обобщающий требования СНиП 2.04.02-85* технический регламент, направленные на повышение эффективности методов стабилизационной водообработки, важнейшие из которых:

• рекомендации по предварительной подготовке стабилизируемой воды на комбинированных сооружениях: отстойнике, осветлительном и стабилизационном фильтрах, флотатора и нефтеловушке, соответственно встроенных в резервуар охлаждённой воды под градирней;

• режим кислотной обработки циркуляционных инкрустабельных вод при высоких значения их Ку;

• технологии стабилизации аномальных вод с экстремальными значениями щёлочности и температуры (барботёр-карбонизатор малого заглубления; фильтры с кальцитной загрузкой, католит электродиализных установок как эффективный реагент для стабилизации воды и высокопроизводительная, поперечно-точная градирня с сетчатым пластмассовой насадкой) и

• режим стабилизации низкощелочных цветных питьевых вод гомогенными методами.

7.Для стабилизации опреснённой морской воды на СГТПВ в приморских с городах Казахстана, Туркмении, Ливии и Йемена суммарной производительностью около 0,5 млн. м /сут успешно в течении нескольких десятилетий применяются усовершенствованные нами методы стабилизации воды, которая используется как для хозяйственно-питьевых нужд населения, так и в сельскохозяйственном производстве.

На основе методических рекомендаций автора разработаны и внедрены в заводскую практику укрупнённые нормы водопотребления и водоотведения для свыше 3,5 тыс. видов производств, лимиты водопотребления и водоотведения для нескольких тысяч конкретных промышленных и сельскохозяйственных предприятий и созданы основы комплексной регламентации качества технической воды, что обеспечило получение высокого водоохранного и экономических эффектов.

8.По критерию приведенных затрат эффективность стабилизации опреснённой воды путём её карбонизации по рекомендованной нами технологии в системе водообеспечения прикаспийского промышленного узла в советский период составила 82,7 тыс. руб.

Суммарный эффект от регламентирования норм расхода воды только в 8 отраслях советской промышленности по тому же критерию составил 37,5 млн руб, главным образом за счёт снижения забора свежей воды и выброса вредных веществ со сточными водами.

9.0бобщающие рекомендации по работе содержат конкретные предложения по методическому и организационно-правовому обеспечению технического регламентирования параметров воды на объектах АПК с использованием наилучшей доступной технологии её стабилизационной обработки. Рекомендуется внедрения норм расхода и качества воды осуществлять в увязке с многоступенчатой структурой экологической безопасности России, которая включает в себя: экологическую экспертизу, контроль, аудит и страхование, а также лицензирование отдельных видов деятельности хозяйствующих субъектов и сертификацию по экологическим требованиям.

1.Инженерное оборудование зданий и сооружений: Энциклопедия / В.С.Алексеев, Л.С.Алексеев, Д.И.Алтунин и др.-М.: Стройиздат,- 1994 - 512 с.

2. О техническом регулировании: Федеральный закон от 27.12.02 №184-ФЗ // Парламентская газета №№ 1 и 2 от 5 января 2003.

3. З.Зиберов В.Е. Реформирование водного законодательства / В.Е.Зиберов // Водоснабжение и санитарная техника.- 2005. №2. - С.2-6.

4. Об охране окружающей среды: Федеральный закон Российской Федерации от 10.01.02 № 7-ФЗ // Российская газета -№ 6 (2874) от 12.01.2002.

5. Водный кодекс Российской Федерации. Официальный текст. М. : Изд. группа «ИНФРА-М - КОДЕКС» - 1996.- 112с.

6. Внутренний водопровод и канализация зданий: СНиП 2.04.01-85*// Сантехпроект Госстроя СССР 2000. с.68.7.3айцев В.А. Промышленная экология: учебное пособие / В.А.Зайцев. -М.: ДеЛи. 1999.-139 с.

7. Дайман С.Ю. Развитие методологии экологического аудита промышленных предприятий: Автореф. дис. канд. техн. наук. /С.Ю.Дайман -Гос. унт по землеустройству, -М. 2000, 25 с.

8. Российский статистический ежегодник: Стат. сб. Госкомат России. Р-76 М. - Госкомат России. - 2001. - 679 с.

9. Ю.Клюев Н.Н. Эколого-географические последствия реформирования России (1990-е годы) / Н.Н.Клюев // РАН. Сер. геогр. №4. М.:РАН 2000. - С.7-18.

10. Парфенова Н.И. Экологические принципы регулирования гидрохимического режима орошаемых земель / Н.И. Парфенова, Н.М. Решетникова -С.-П.: Гидрометеоиздат, 1995.-359 с.

11. Казангапова Н.Б. О карбонатообразовании и карбонатонакоплении в озере Балхаш/Н. Б.Казангапова//Вест.КазНУ. Сер. хим.- 2004.-№3.-С.184-189.

12. З.Алексеев JI.C. Карбонизация природных и сточных вод / Л.С. Алексеев // Инженерное обеспечение объектов строительства. Мировой уровень развития строительной науки и техники.: обзорная информация. Вып.1. М.: ВНИИНТПИ.-1990,- 65 с.

13. Алексеев Л.С. Водоснабжение на основе местных дождевых вод // Л.С. Алексеев // Инженерное обеспечение объектов строительства: обзорная информация, вып.2. ВНИИНТПИ, 1999. - 35 с.

14. Perspectives and challenges for desalination in the 21st century // Schiffler manuel. Desalination.-2004.- №165.- P. 1-9.

15. Developing a desalination process that generates no liquid waste // Chem.eng.- 2005.-V.112.- №1.-P.13.

16. Aybar Hikmet S. Desalination system using waste heat of power plant / S.Aybar Hikmet // Desalination.-2004.-№166.-P.167-170.

17. Шарапов В.И. Декарбонизаторы водоподготовительных уцетановок систем теплоснабжения: Учебное пособие / В.И.Шарапов, М.А.Сивухина. -М.: Издательство АСВ, 2000 200 с.

18. Плескач Л.И. Новые представления о механизме магнитной обработки воды: докл. /Л.И. Плескан, Г.Д. Чиркова // 4 международный съезд по химии и химической технологии, Алматы, 19-21 окт., 2004. Вестн. КазНУ.-Сер. хим,-2004.- №4.-С.238-241.

19. Банников В.В. Электромагнитная обработка воды: прибор «Термит» / В.В.Банников // Экол. пр-ва.- 2004.-№4.-С.25-32.

20. Дрикер Б.Н. Предотвращение минеральных отложений и коррозии металла в системах водного хозяйства с использованием фосфорсодержащих комплексонов. Автореф. дис. д-ра техн. наук: 11.00.11.-М. 1991.

21. Яковлев С.В. Водоотведение и очистка сточных вод: Учебник для вузов / С.В.Яковлев, Ю.В. Воронов М.: Издательство АСВ, 2002. - 704 с.

22. Whalen Brenda A. Overview of the proposed «Metal products and machinery» rule (MP&M) / Brenda A. Whalen // Metal Finish. 2001.- v.99. - №4, p.8,10,11.

23. Концевой А.Л. Углекислотное равновесие и воднохимический режим охладительныхсистем/А.Л.Концевой, С.А.Концевой // Энерг. и электриф. 2004.-№9.-С.8-10,56.

24. Ивчатов А.Л. Химия воды и микробиология / А.Л.Ивчатов, В.И.Малов . -М.: ИНФРА М.: 2006. - 218 с.

25. Чичаров А.А. Математическое моделирование процессов комплексооб-разования при реагентной обработке воды/А.А.Чичаров А.А., А.Г.Филимонов // Изв. вузов. Пробл.энерг.-2004.-№7.- С.111-114.

26. Клец А. Системы нормирования водопользования / А.Клец, Р.Кайдарова, 3. Кадырова, М.Ахметова // Пром-сть Казахстана 2003. - №9. С.58-59.

27. СЭВ, ВНИИ ВОДГЕО. Укрупнённые нормы расхода воды и количества сточных вод на единицу продукции для различных отраслей промышленности / А.Ф. Шабалин, Г.Н. Катюшина, А.С. Косякова и др. М.: Строй-издат.1973.-367 с.

28. СЭВ, ВНИИ ВОДГЕО. Укрупнённые нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности / Г.Н. Катюшина, А.С. Косякова, Т.С. Пчёлкина и др. М.: Стройиздат. 1978 - 372 с.

29. ВНИИ ВОДГЕО. Укрупнённые нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности / В.А.Гладков, Г.Н.Катюшина, JI.C. Алексеев 2-е изд. - М.: Стройиздат. 1982 - 528 с.

30. Кучеренко Д.И. Повышение эффективности систем оборотного водоснабжения: автореф. дис. д-ра техн.наук: 05.23.04 / Д.И. Кучеренко. М. 1989.

31. Алексеев JI.C. Водопотребление на плодоовощных консервных заводах CUIA/JI.C. Алексеев. // Консервная и овощесушильная промышленность.-^.-№12.- С.36-37.

32. Мороз В.А. Разработка и аппаратурное оформление технологических схем получения особо чистой воды для микроэлектроники на основе мембранных методов: автореф. канд. . . техн. наук: 05.17.08 / В.А. Мороз. -М. -1986.

33. Алексеев JI.C. Некоторые принципы сохранения качества «сверхчистой» воды / JI.C. Алексеев//Водные ресурсы. 1975. - №2. С.158-161.

34. Токарев В.И. Технология обеззараживания питьевой воды препаратами серебра: автореф. дисс. канд. техн. наук: 11.00.11 / В.И. Токарев. -Новочеркасск. -1991.

35. Алексеев JI.C. Приготовление серебряной воды с универсальными потребительскими свойствами // J1.C. Алексеев //Инженерное обеспечение объектов строительства: экспресс информация. Вып. 5.- М. ВНИИНТПИ: 1997. - С.22-25.

36. Whalen Brenda A. Overview of the proposed «Metal products and machinery» rule (МР&М) / Brenda A. Whalen // Metal Finish.- 2001, v.99. -№4,-p.8,10,11.

37. Алексеев JI.C. Поведение карбонатов в пресных водах/ Алексеев Л.С. // Химия и технология воды. 1989. -Том 11.- №11. - С. 1014-1018.

38. Алексеев Л.С. Корректировка содержания карбонатов в воде. / Алексеев Л.С. // Химия и технология воды.-1991.-Том 13,- №2.- С. 153-162.

39. Алексеев Л.С. Стабилизационные фильтры. / Л.С.Алексеев // Инженерное обеспечение объектов строительства: обзорная информация. Вып.З М.: ВНИИНТПИ.- 1987. 65 с.

40. Алексеев Л.С. Исследование фильтрационного метода стабилизации опреснённой дистилляцией морской воды: автореферат дис. канд. техн. наук: 05.23.04 /Л.С. Алексеев М. 1972.- 21 с.

41. Алексеев Л.С. Фильтровальная установка для стабилизации опреснённой морской воды / Л.С. Алексеев // Водоснабжение и санитарная техника. -1975.-№6. С.5-6.

42. Горбачёв Е.А. Проектирование очистных сооружений водопровода из поверхностных источников: Учебное пособие/ Е.А. Горбачёв -Н.Новгород: Нижегород.гос.архит.-строит.ун-т. 2003.-238 с.

43. Алексеев Л.С. Оценка возможности стабилизации известью мягких низкощелочных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении / Л.С.Алексеев, А.А Говерт // ИССН 0202 0432, вып.1. - М.: ЦБНТИ Мин-жилкомхоза РСФСР, 1983.- 6 с.

44. Говерт А.А.Определение доз соды для стабилизационной обработки воды. / А.А.Говерт, JI.C. Алексеев // Глубокая очистка воды: тр. ВНИИ ВОДГЕО М.: ВНИИ ВОДГЕО, 1989. С.49-50.

45. Говерт А.А. Кондиционирование воды известкованием с карбонизацией. / А.А.Говерт, JI.C. Алексеев // Усовершенствование методов водопод-готовки для систем произв. и хоз.-пить.водоснабжения: тр.ВНИИ ВОДГЕО -М. ВНИИ ВОДГЕО: 1984. С.33-41.

46. Water Treatment Plant Design. American Society of Civil Engineers, American Water Works Association. 1997.

47. Technology Transfer Handbook: Management of Water Treatment Plant Residuals (Asce Manuals and Reports of Engineering Practice, No 88), American Water Works Association. 1996.

48. Excellence in Action: Water Utility Management in the 21st Century (Awwa Trends in Water Series). Bill Lauer, American Water Works Association, William Lauer. 2001.

49. The Story of Drinking Water, CD.Awwa Staff, American Water Works Association. 2001.

50. Water Desalting Planning Guide for Water Utilities. American Water Works Association. 2004.

51. Алексеев JI.C. Безнакипная работа систем оборотного водоснабжения. / Л.С.Алексеев, В.А.Гладков, А.А. Говерт // Водоснабжение и санитарная техника 1984. - №6. С.8-10.

52. Wojciech Dabrowsky. Impact of water blending on calcium carbonate equilibrium in water distribution systems/ Wojciech Dabrowsky, Robert Buchta, R. Ian Mackie. //Journal of environmental engineering ASCE.- 2004. №9. - v. 130.

53. Алексеев Л.С. Водные ресурсы в сельском хозяйстве европейских стран-членов СЭВ /Л.С.Алексеев, С.И.Бойко // Земледелие, мелиорация и химизация: обзорная информация М.: ВНИИТЭСХ, 1981. - 48 с.

54. Хорошилов А.В. Формы существования соединений кремния в во-де/А.В.Хорошилов//Энергосбережениеи водоподгот.-2004.-№4.-С.25-27.

55. Алексеев J1.C. Статистический метод нормирования расхода технической воды / Л.С.Алексеев // Инж. обеспечение объектов стр-ва. Отечественный и зарубежный опыт: экспресс-информация. Вып.2. М.: ВНИИН-ТПИ, 2003. - С.79-85.

56. Алексеев Л.С. Основные критерии для оценки коррозионной агрессивности природных пресных вод / Л.С.Алексеев, Ю.П.Беличенко // Энергетик.-1978.-№5. С.23-24.

57. Алексеев Л.С. Развитие методов оценки стабильности воды / Л.С.Алексеев // Химия и технология воды 1988. - №10. - С. 137-146.

58. The NALCO water handbook / B.Harold, T.Rita. New York: McGraw-Hill Book Company, 1988.- 1018 p.

59. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей / Министерство энергетики и электрификации СССР.-14-изд., перераб. и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1989.-287 с.

60. Алексеев Л.С. Оценка эффективности стабилизационной обработки мягких низкощелочных вод / Л.С.Алексеев, Л.А. Зернова // Осветление и стабилизация воды: сб.науч.тр.ВНИИ ВОГЕО -М.: ВНИИ ВОДГЕО. 1988. С.37-42.

61. Алексеев Л.С. Коррозионная стойкость стальных труб, транспортирующих мягкую озёрную воду с низкой температурой / Л.С.Алексеев // экспресс-информация ВНИИС. Сер.9, вып.1. М. ВНИИС. 1985.-С.2-7.

62. Алексеев Л.С. Коррозионная стойкость некоторых конструкционных материалов в дистилляте, полученном на испарителях каспийской морской воды / Л.С. Алексеев Л.С., А.И. Егоров // Тр.института «Водгео». Вып.37. М.: ВНИИ ВОДГЕО.-1973.- С. 17-19.

63. Алексеев Л.С. Стабилизация коррозионно-активных вод/ Л.С.Алексеев //Водоснабжение и санитарная техника. 1988. - №10.-С.6-9.

64. Алексеев Л.С. Аварийность водопроводных труб / Л.С.Алексеев// Мелиорация и водное хозяйство.- 2006 -№2.

65. Егоров А.И. Основные гидравлические закономерности процесса фильтрационной стабилизации опреснённой дистилляцией воды / А.И.Егоров, Л.С. Алексеев // Водное хозяйство: тр. ин-та «ВОДГЕО». Вып.37. М.:ВНИИ В0ДГЕ0.1973.-С.ЗЗ-36.

66. Алексеев Л.С. Применение уравнения Эргуна для гидравлического расчёта стабилизационных фильтров / Л.С.Алексеев // Обводнение и сельскохозяйственное водоснабжение: экспресс-информация. Сер.З, вып.8. М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР 1974.-С.20-23.

67. Алексеев Л.С. О коэффициенте форме зёрен карбонатсодержащих материалов кальция и магния / Л.С.Алексеев // Тр.ин-та ВНИИ ВОДГЕО, вып. 39.-М.: 1972. С.54-58.

68. Алексеев Л.С. Гидравлические характеристики современных фильтрующих материалов коммунального водопровода / Л.С.Алексеев //. Инженерное обеспечение объектов строительства: экспресс-информация. Вып. 5-6. -М.: ВНИИНТПИ-1998.

69. Алексеев Л.С. К методике расчёта удельных показателей водопотребления и водоотведения в промышленности / Л.С.Алексеев, С.А.Лупичёва, Ю.П. Беличенко // Экономика водного хозяйства: сб. научн. тр. Вып.7.

70. М.Всесоюзн. н.-иссл. ин-т гидротехники и мелиорации им. А.Н.Костякова.1978.- С.28-31.

71. А.с. №1250817 СССР, МКИ3 F 28 F 25/00. Резервуар градирни Текст. / В.А. Гладков, Л.С.Алексеев, В.С.Пономаренко (СССР). № 3867612/24-06; заявл.12.0385; опубл. 15.08.86 Бюл. №30.- 2 е.: ил.

72. Антоненко Е.Ю. Реагентные методы регулирования устойчивости и разложения отработанных эмульсий и моющих жидкостей: автореф. дис. . . канд. техн. наук: 11.00.11/ Е.Ю. Антоненко.- Екатеринбург, 2000.

73. А.с. №1524657 СССР, МКИ3 F 28 С 1/00. Резервуар градирни Текст. / В.С.Пономаренко, Л.С. Алексеев, В.А.Трубников, Т.М.Дёмкина (СССР). -№4330689/24-06; заявл. 21.02.86; опубл. 23.01.89,-3 с. ил.

74. Николаенко Е.В. Использование электрофлотационной технологии в процессах утилизации жиросодержащих сточных вод: автореф. дисс. . . канд. техн. наук: 02.00.04/Е.В.Николаенко.-Челябинск, 1999.

75. А.с. № 1452550 СССР, МКИ3 В 01 D 35 / 06. Способ очистки сточных вод Текст. / Ю.П.Беличенко, А.Н.Береза, Т.Г.Рудик, Л.С.Алексеев (СССР).-4071177/23-26; заявл. 21.02.86; опубл. 21.02.89, Бюл. №3.-5с.:ил.

76. Мишта Г.П. Разработка и исследование фильтрующих материалов с переменной пористой структурой: автореф. дисс. канд. техн. наук: 05.14.16 / Г.П. Мишта.- Волгоград. 1999.

77. Гульков А.Н. Повышение эффективности магнитной обработки воды с целью рационального использования природных ресурсов: автореф. дисс. . д-ра техн. наук: 11.00.11 / А.Н.Гульков- Владивосток .-1998.

78. Francis Chris. Filtration for the millennium / C.Francis // Water and Waste treatment (Gr. Brit.). 1998.- № 41.-P.22.91 .Flussigkeitsfllter scheidet auch faserige feststofle ab Maschinenmarket 2000. -10b.- № 30-31, -P.61.

79. A.c. №1080832 СССР, МКИ3 В 01 D 35 / 06. В 01 D 27/00. Патронный фильтр Текст. / JI.C. Алексеев, В.С.Пономаренко (СССР). 3558398/23-26; заявл. 28.02.83; опубл. 23.03.84, Бюл. №11.- 4с.:-ил.

80. А.с. №1153225 СССР, МКИ3 F28/F 25/00. Резервуар градирни Текст. / Л.С.Алексеев, А.А.Говерт, B.C. Пономаренко (СССР).-3694171/24-06; заявл. 24.01.84; опубл.30.04.85, Бюл. №16.- 4с.:ил.

81. Алексеев Л.С. Стабилизация воды в оборотной системе водоснабжения путём устройства в резервуаре градирни мраморного фильтра / Л.С.Алексеев // ВНИИС -1986.- сер.9, вып. 7. -С.2-12.

82. А.с.№ 1322062 СССР МКИ3 F 28 С 1/00. Градирня Текст. / В.А.Гладков, В.С.Пономаренко, Л.С. Алексеев (СССР).- 3930066/29-06, заявл. 06.06.85; опубл. 07.07.87. Бюл. №25.- 2с.:ил.

83. А.с. №1487673 СССР МКИ3 F 28 F 25/06, 25/04. Водоразбрызгиваю-щее устройство градирни Текст. / В.С.Пономаренко, Л.С.Алексеев (СССР). -4201326/24-06; заявл. 27.02.87; опубл. 15.11.88, Бюл. №42. -2с.:-ил.

84. C02-Aussto В. // Ziel noch nicht erreicht galvanotechnik. 2000. - v.91, -№8. - P.2319

85. Калашник B.B. Рециркуляция углекислоты для подавления накипеобразования в судовых опреснителях мгновенного вскипания. Автореф. дис. .канд. техн. наук: 05.08.05 / В.В.Калашник. Одесса. 1989.

86. А.с. № 1437354 СССР МКИ3 С02 F 1/66. Способ доочистки сточных вод от примесей и устройство для его осуществления Текст. / B.C. Пономаренко, Л.С. Алексеев (СССР). 4231360/23-26; заявл. 24.04.87; опубл. 15.11.88, Бюл. №42. -7с.:-ил.

87. Алексеев Л.С. Реагентная аэростабилизация вод / Л.С. Алексеев // Инж. обеспечение объектов стр-ва: экспресс-информация. ВНИИНТПИ. 1987. - Вып.6.- С.9-16.

88. Алексеев Л.С. Способы карбонизации низкощелочной воды при её кальцинации известью/ Л.С. Алексеев // Обводнение и с.-х. водоснабжение: экспресс-информация. М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР.1988.-Вып.7.- С.8-13.

89. Винокурцев Г.Г. Защита от коррозии подземных трубопроводов и сооружений: Учеб.пособие.//Г.Г. Винокурцев, В.В.Первунин, В.А.Крупнин, А.Г.Винокурцев Ростов н/Д: Рост.гос.строит.ун-т, 2003.-124 с.

90. Егоров А.И. Исследование условий стабилизации дистиллята и повышение концентрации кальций-иона при добавке артезианской и морской воды / А.И. Егоров, Л.С. Алексеев // Гигиена и санитария.- 1971.- № 12. С. 17-19.

91. А.с. № 407840 СССР МКИ3 С 02Ь 1/06. Способ получения питьевой воды Текст. / А.И. Егоров, Л.С. Алексеев (СССР). 1696873/23-26; заявл. 09.08.71; опубл. 10.12.73, Бюл. №47.-1 с.

92. Лазарев И.П. К вопросу о приготовлении технической воды из морской и опреснённой воды / И.П.Лазарев, А.И.Егоров, Б.М. Борисов, Л.С. Алексеев/Ягодное хозяйство: тр.ин-та «Водгео». Вып.48.-М.: ВНИИ ВОДГЕО, 1973.-C.3-5.

93. Алексеев J1.C. Улучшение качества мягких вод/Л.С.Алексеев, В.А.Гладков. М.: Стройиздат, 1994. -150 с.

94. Физикохимия воды и водных растворов: Учебное пособие / А.Ф.Никифоров, Е.В. Мигалатий, В.И.Аксёнов и др. Екатеринбург: ГОУ УГ-ТУ-УПИ, 2003.- 92 с.

95. Говерт А.А. Фильтрационная стабилизация мягкой воды при пониженной температуре / А.А. Говерт, Л.С. Алексеев // Технологические процессы, схемы и конструкции сооружений водоподготовки: сб. научн. тр. ин-та «Водгео» М.: ВНИИ ВОДГЕО, 1985. -С.46-53.

96. Егоров А.И.Хемосорбция углекислоты при фильтрационной стабилизации опреснённой воды / А.И. Егоров, Л.С. Алексеев // Водоснабжение и санитарная техника.- 1973. №3.-С.5-7.

97. А.с.№ 1409595 СССР МКИ3 С 02 F 5/02.Способ стабилизации опреснённой дистилляцией солёной воды Текст. / Алексеев Л.С. (СССР).-№4069621/29-26; заявл. 21.05.86; опубл. 15.07.88, Бюл. №26.-2 с.

98. Пономаренко B.C. Градирни промышленных и энергетических предприятий: Справочное пособие / B.C. Пономаренко, Ю.И.Арефьев // Под общ. ред. B.C. Пономаренко. М.: Энергоатомиздат: 1998. - 371 с.

99. Water Treatment Storage Facilities Handbook / American Water Works Association. -N.Y.: McGraw-Hill Handbooks, 2002.

100. Алексеев Л.С. Эволюция конструкций поперечно-точных градирен / Л.С. Алексеев, Шаби Мама Ахмед Тиджани //Инженерное обеспечение объектов строительства. Вып.6. -М.: ВНИИНТПИ. 2001.- С.7-17.

101. П.Полезная модель № 17724 РФ, МКИ 7F 28 С 1/04. Градирня Текст. / JI.C. Алексеев, Шаби Мама Ахмед Тиджани (РФ). №2001100468, заявл. 11.01.2001; опубл.20.04.2001, Бюл. № 11.-2с.:ил.

102. Обработка и утилизация осадков производственных сточных вод/ С.В. Яковлев, Л.С.Волков, Ю.В.Воронов, В.Л. Волков.- М.:Химия, 1999.-448 с.

103. Алексеев Л.С. Реагентное хозяйство водопровода и канализации США/Л.С.Алексеев // Химия и технология воды.-1981.-Том 2.-№3. С. 274-276.

104. Алексеев Л.С. Перспективы применения реагентов и фильтрующих материалов для очистки воды в США/ Л.С.Алексеев//Водоснабжение и санитарная техника. 1976. - №11. - С.33-36.

105. Беличенко Ю.П. Подготовка осадков сточных вод для обезвоживания/ Ю.П. Беличенко, Л.С Алексеев // Химия и технология воды. 1989. -Том11. - №6. С.562-564.

106. А.с. № 1346594 МКИ3 С 02 F 11/14. Способ обработки осадка сточных вод Текст. / Ю.П.Беличенко, Л.С.Алексеев (СССР). 3762077 / 30-26; за-явл.05.07.84; опубл.23.10.87, Бюл., №39.-2с.

107. Кегамян Ю.Ш. Обеспечение питьевой водой г.Красноводска. А.И. Ю.Ш.Кегамян, А.И.Егоров, Л.С. Алексеев // Проблемы освоения пустынь. -1971.-№12. С.75-76.

108. Алексеев Л.С. Современные методы кондиционирования опреснённых дистилляцией солёных вод для питьевых целей / Л.С. Алексеев // Водные ресурсы. -1974 №4.С.89-95.

109. Алексеев Л.С. Производственные испытания мраморных фильтров/ Л.С.Алексеев // Обводнение и с.-х. водоснабжение: экспресс-информация -Сер.З.- Вып.4.- М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР.1975.- С.13-16.

110. Кондиционирование опреснённой дистилляцией воды / И.Г.Вахнин, В.И.Маскин, Ю.А.Рахманин и др.; под. ред. А.Т.Пилипенко.- Киев: На-ук.думка, 1990.-248 с.

111. Алексеев Л.С. США: ущерб от использования недоброкачественной воды / Л.С. Алексеев // Жилищное и коммунальное хозяйство. 1979. -№3.-С.30-31.

112. Алексеев Л.С. Свинец в водопроводной воде г.Бостона / Л.С. Алексеев // Водоснабжение и санитарная техника. 1977.- №9.-С.ЗЗ.

113. Мазаев В.Т. Контроль качества питьевой воды / В.Т.Мазаев, Т.Г. Шлепина, В.И. Мандрыкин. М.: Колос, 1999. -167 с.

114. Ш.Макаров В.Л.Коррекция минерального состава питьевой воды как метод профилактики экологически обусловленных заболеваний / В.Л.Макаров // Экол. вест. 2003.-№7.-С.52-54.

115. Пат. 2247079 Российская Федерация, МПК7 С 02 F 1/68, А 23 L 2/38. Способ получения обогащённой питьевой воды Текст. /Порохняк A.M., Гереш П. А., Денчик Н.Б., Середа М.Н. №2003106992/15; заявл. 17.03.03; опубл. 27.02.04

116. Алексеев Л.С. Извлечение глинозёма из осадков ультрафильтрацией/Л.С.Алексеев // Жилищное и коммунальное хозяйство.-1981.-№6. -С.37.

117. А.с. №1786008 СССР МКИ3С 02 F 1/66, 5/06. Способ стабилизации мягкой низкощелочной воды Текст. / Л.С.Алексеев, А.А.Антонов, В.А.Норов, В.С.Пономаренко, О.В. Винокуров (СССР) -№ 4496252/63; заявл.09.09.88; опубл.07.01.93 .Бюл. -3 с.

118. Алексеев Л.С. Нефелин-новый фильтрующий материал для стабилизации воды/Л.С.Алексеев // Известия вузов. Строительство.-2006.-№5.С.

119. Павлов Г.Д. Водоснабжение населённых пунктов северных районов / Г.Д.Павлов, Л.С. Алексеев // Водоснабжение и санитарная техника.-1987.-№З.С.7.

120. Соколов Л.И. Разработка ресурсосберегающих технологий в системах водного хозяйства металлообрабатывающих заводов: автор, дис. д-ра техн. наук: 05.21.03 / Л.И. Соколов. Архангельск. -1998.

121. Алексеев Л.С. О нормировании водопотребления и водоотведения для различных отраслей народного хозяйства / Л.С.Алексеев, Л.Р.Гаспарян, С.А.Лупичёва, Э.Х. Униговский //Экономика водного хозяйства: сб. научн. тр. Вып. 1. М.: ВНИИГиМ. 1978.-С.97-103.

122. Примин О.Г. Разработка и применение информационных технологий для оценки и обеспечения экологической безопасности и надёжности сетей водоснабжения и водоотведения города. Автор, дис.д-ра техн. наук: 03.00.16 / О.Г. Примин. М. 2001.

123. Алексеев Л.С. О структурном анализе удельных расходов водопотребления и водоотведения / Л.С.Алексеев //Проблемы прогнозирования и планирования водного хозяйтва: сб. трудов.- М.: МЭНИЛ Минводхоза СССР: 1976.-С.116-120.

124. Исаев В.Н. Структура водопотребления в жилых зданиях / В.Н.Исаев, В.А. Нечитаева // Трубопроводы и экол. 2004. - №2.-С.26-29.

125. Алексеев Л.С. Водооборот в промышленности СССР и США / Л.С.Алексеев, Ю.П. Беличенко // Научн. и практ.аспекты охраны природн. среды в Пермск.обл. в связи с перспект.развития нар. х-ва: тез. докл. конф. -Пермь: Политехи, ин-т, 1978.-С.37-38.

126. Евилевич М.А. Безотходные предприятия, очистка и рекуперация сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности: автореф. дис. д-ра техн. наук: 05.21.03 / М.А. Евилевич . М., 1986.

127. Мб.Потапов П.А. Обеспечение геоэкологической безопасности полигонов твёрдых бытовых отходов методами обработки и локализации образующегося фильтрата: автореф. дис.канд. техн. наук: 25.00.36 / П.А. Потапов. М. 2001.

128. Канализация населённых мест и промышленных предприятий /Лихачёв Н.И., Ларин И.И., Хаскин С.А. и др.; под общ. ред. В.Н.Самохина.-М.: Стройиздат, 1981.- 639 с.

129. Алексеев Л.С. Опыт перспективного регламентирования водопотребления и водоотведения в промышленности / Л.С.Алексеев //Водное хозяйство России. 2006. - № 1.

130. Россия в цифрах. 2002: Кратк. стат. Сб./Госкомстат России.-М.: 2002.-398 с.

131. Охрана окружающей среды в России: Стат. сб./ Госкомстат России.-М.: 2001.- 221 с.

132. Цены в России 2002: Стат. сб./ Госкомстат России.-М.:2002.

133. Алексеев Л.С. Контроль качества воды: учебник / Л.С.Алексеев 3-е изд., перераб. и доп. -М.: ИНФРА-М, 2004.-154 с.-(Среднее профессиональное образование).

134. Алексеев Л.С. Регламентация расхода и качества воды в агропромышленном комплексе: учебное пособие / Л.С.Алексеев М.:Рос. аг-рар.заоч.ун-т, 2006. - 160 с.

135. Методические указания по разработке норм и нормативов водопотребления и водоотведения с учётом качества потребляемой и отводимой воды / Е.Г.Войтухов, Л.С. Алексеев, Л.Я. Комендо и др. Киев: НИИПИН Госплан СССР, 1979.-152 с.

136. Экономика / Под редакцией А.С.Булатова // М.: Издательство БЭК, 1997.- 287 с.

137. Гитман Л.Дж., Джонк М.Д. Основы инвестирования / Л.Дж. Гит-ман, М.Д. Джонк // Пер. с англ.- М.: Дело. 1999. - 1008 с.

138. Гордин И.В. Динамически оптимальные системы очистки сточных вод и водоподготовки промышленных предприятий и районов: автореф. дисс.д-ра техн. наук: 05.23.04 / И.В.Гордин М.-1984.

139. Фрог Б.Н. Эколого-химические аспекты процессов водоочистки на предприятиях лесопромышленного комплекса: автореф. дисс. д-ра хим. наук: 03.00.16 /Б.Н.Фрог М.- 2002.

140. Алексеев Л.С. Технология известкования воды / Л.С.Алексеев // Комплексное использование и охрана водных ресурсов: обзорная информа-ция.Вып.2-М.: ЦБНТИ Минводхоза СССР. 1989-68 с.

141. Будыкина Т.А. Очистка сточных вод и рекуперация химикатов мокрых процессов кожевенного производства: автореф. дисс.канд. техн. наук: 05.23.04 / Т. А.Будыкина.-М.-1990.

142. Михеев Н.Н. О современных аспектах Российской водохозяйственной политики: Интервью первого заместителя Министра природных ресурсов Н.Н. Михеева // Мелиорация и водное хозяйство 2000 - № 3. - с.2-5.

143. Рубина Е.А. Использование и охрана природных ресурсов: бюл./Е.А.Рубина // 2000. -№7. с.73-75.

144. Кручинина И.А., Лисанов М.В. О ходе страхования ответственности за причинение вреда при эксплуатации опасных производственных объектов

145. И.А. Кручинина, М.В. Лисанов // Безопасность труда в промышленности.-2000, -№3,- с.24.

146. Гюнтер Л.И. Сертификация отходов сточных вод / Л.И. Гюнтер, С.Д. Беляева // Известия жил.-коммун, акад. гор. х-во и экол. 1999. - №3. -с.71-74.

147. Water Audits and Leak Detection (Awwa Manual, M36). // American Water Works Association. -1999.

148. Алексеев Л.С. Стандартизация терминологии в области водоснабжения и канализации / Л.С.Алексеев // Обводнение и сельскохозяйственное водоснабжение: обзорная информация, сер.З, вып.З. М.:ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1982.- С. 14-23.

149. Алексеев Л.С. Выражение количественных показателей солевого состава воды при переводе технической литературы США / Л.С.Алексеев // Водное хозяйство за рубежом: экспресс-информация, сер.8, вып.З М.ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1976.-С. 15-16.