автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Совершенствование технологии обработки осадков сточных вод крупных городов

На правах рукописи

Луков Сергей Александрович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД КРУПНЫХ ГОРОДОВ (НА ПРИМЕРЕ г. Н. НОВГОРОДА)

05.23 04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород - 2007

003071481

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В ГОСУДАРСТВЕННОМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ УЧРЕЖДЕНИИ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУИЮ-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Научный руководитель

кандидат технических наук, профессор Горбачев Евгений Алексеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Щербаков Владимир Иванович, кандидат технических наук, доцент Катраева Инна Валентиновна

Ведущая организация ОАО «Нижегородский сантехпроект»

Защита состоится «29» мая 2007 г в «/3 » часов на заседании диссертационного совета Д 212.162 02 при ГОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу 603950, г Нижний Новгород, ул Ильинская, 65, корпус 5, аудитория 202

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

Автореферат разослан « » апреля 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

М О Жакевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов - одна из актуальных проблем современности Взаимосвязь «вода - здоровье человека» - один из главнейших приоритетов природоохранной деятельности. Снижение уровня загрязнений водных экосистем и ликвидация их источников признается Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) главной стратегической задачей охраны здоровья населения

Очистные сооружения канализации крупных городов, как правило, выполнены по типовым проектам с традиционной технологией обработки осадков, предусматривающей их сбраживание и обезвоживание на иловых картах. Основная масса загрязнений, выделяемых в процессе очистки сточных вод на городских очистных сооружениях (ГОС), накапливается на их территории (на иловых полях, в шламонакопителях, на полигонах, в отвалах и т д ) При хранении осадков имеют место сбросы и смывы их в водоемы

Общий объем осадков, выделяемых в процессе очистки сточных вод на ГОС в городах России, колеблется в широких диапазонах и обычно составляет 0,5-1,5 % от объема сточных вод Например, на ГОС г. Н Новгорода объем осадков составляет ~ 4000 м3 в сутки Из них сброженного осадка после ме-тантенков - 0,44 %, влажностью 97,8 %, после первичных отстойников - 0,1 %, влажностью 93,8 %, после вторичных отстойников - 0,91 %, влажностью 99,37 %, уплотненного избыточного активного ила - 0,33 %, влажностью 97,5 %

Более 80 % осадков в РФ подсушиваются на иловых полях - низкоэффективных, экологически опасных сооружениях, требующих к тому же отчуждения значительных земельных участков. Низкая эффективность, отсутствие свободных земель, использование маломеханизированных процессов уборки и транспортирования осадков вызывают необходимость замены иловых площадок на высокопроизводительные механические системы обезвоживания

Обработка осадков, образующихся на ГОС, является одной из наиболее актуальных задач в области обеспечения экологической безопасности городов, в последние годы она выдвигается в число наиболее трудных, дорогостоящих и наименее разработанных проблем в области очистки сточных вод

Научно-исследовательская работа выполнялась в период с 1999 по 2005 год в соответствии с федеральной целевой программой (ФЦП) «Оздоровление экологической обстановки на реке Волге и ее притоках, восстановление и предотвращение деградации природных комплексов Волжского бассейна», Программой «Возрождение Волги» и законом Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды».

Целью диссертационной работы является совершенствование существующих и исследование новых технологически целесообразных, высокоэффективных, экологически безопасных приемов и технологий обработки осадков сточных вод (ОСВ), обладающих высоким уровнем надежности, гибкости и автоматизации

Для реализации цели поставлены и решены следующие задачи

1. Выполнена оценка существующих технологий систем обезвоживания осадков

2 Проведены исследования по интенсификации гравитационного уплотнения осадков с использованием высокоэффективных реагентов.

3. Установлены закономерности механического обезвоживания осадков с учетом расчетной зависимости процесса фильтр-прессования от основных технологических факторов (давления, вида и дозы реагента, продолжительности процесса и др )

4 Изучено влияние магнитной обработки на обезвоживание ОСВ

5 Разработаны математические модели станции и ее подсистем

6 Обоснованы и решены математические задачи оптимизации технологических параметров системы обезвоживания ОСВ.

7 Предложены математические и структурные модели иерархических систем при различных технико-экономических условиях работы

Научная новизна работы заключается*

- в комплексном проведении исследований по интенсификации гравитационного процесса уплотнения осадков с использованием высокоэффективных реагентов и омагничивания;

- в установлении закономерностей механического процесса обезвоживания осадков в зависимости от технологических факторов,

- в проведении экспериментальных и производственных исследований новых технологических приемов и схем обработки осадков,

- в получении графоаналитических зависимостей, описывающих процессы обработки осадков,

- в математической постановке и решении задач оптимизации технологических параметров

Практическая значимость и реализация работы. В результате исследований уплотнения избыточного активного ила отечественными реагентами наиболее эффективными оказались суперфосфат и «Окшара», при применении которых влажность уплотненного осадка составляет ~ 91 % Низкотемпературный нагрев уплотненного ила (~ 50-70 С) позволил сократить продолжительность уплотнения ила до 2 ч при одновременном снижении дозы реагентов

Внедрение механического обезвоживания осадка позволило снизить нагрузку на иловые поля и обеспечить их эксплуатацию без превышения регламентированной удельной нагрузки (0,9 в год) При механическом обезвоживании осадка исключается длительность его просушки на иловых полях (~3-5 лет), что является важным природоохранным фактором

На НСА был смонтирован блок из двух ленточных филыр-прессов фирмы «Andritz» (Австрия) Производительность одного фильтр-пресса до 35,5 м3/ч сброженного ила при непрерывной работе.

Годовой экономический эффект от внедрения механического обезвоживания составил 1,5 млн рублей в ценах 2006 года

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 5 всероссийских и международных конференциях в г.г. Нижний Новгород, Пенза в 1999-2006 гг

По материалам диссертации имеется 19 публикаций (12 статей, 4 тезиса докладов, три отчета, в т.ч две статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ)

Методы исследований. В диссертации проводились теоретические и экспериментальные исследования, включающие работу с моделями и натурными установками

Достоверность полученных результатов оценена с помощью современных математических методов обработки результатов Экспериментальные данные, полученные на моделях, соответствуют результатам на промышленных установках

На защиту выносятся:

- результаты комплексных исследований оценки эффективности работы существующих технологий очистки сточных вод и обработки осадков,

- результаты экспериментально-теоретических исследований с обоснованием экономической целесообразности и технической возможности работы станции по новым технологиям,

- математический подход к построению моделей, основанный на пассивном сборе информации при предварительно известных интервалах изменения отдельных факторов,

- математические модели отдельных подсистем станции аэрации;

- математическая модель процесса обезвоживания осадка

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка литературы и приложений Общий объем работы 204 страницы машинописного текста, включая 65 рисунков, 53 таблицы, библиографический список из 173 наименований и три приложения

Автор выражает особую благодарность за научную, консультативную и практическую помощь профессорам В В. Найденко и Л Н Губанову

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цель и задачи, отмечена научная новизна и практическая значимость работы

В первой главе дан литературный обзор, в котором рассматривается современное состояние обработки, обезвреживания и утилизации осадков сточных вод ГОС Отмечен вклад в развитие технологий обработки и утилизации осадков российских и зарубежных ученых.

Проанализированы состав и свойства осадков, методы обезвоживания осадков (гравитационные, механические, термические, реагентные и биохимические), направленные на подготовку последних к дальнейшему использованию или хранению, а также возможные направления утилизации осадков и их депонирования По результатам анализа литературных данных сформулированы выводы и намечены задачи исследований

Во второй главе рассмотрена технологическая схема очистки сточных вод на НСА с краткой характеристикой систем механической, биологической очистки стоков и обработки осадков. Отмечено, что способы обработки осадков сточных вод, используемые на станции, до настоящего времени имеют ряд недостатков как с экономической, так и с технологической точек зрения

Третья глава посвящена интенсификации процесса гравитационного уплотнения осадков сточных вод на НСА На первом этапе исследования проводились с избыточным активным илом, образующимся при биохимической очистке сточных вод на станции В качестве реагентов использовались сернокислое и хлорное железо, известь, серная кислота, аммофос, суперфосфат, «Окша-ра» «Окшара» - отход производства уксусной кислоты и уксуснокальциевого порошка Она представляет собой порошок темно-серого цвета, содержащий до 80 % Са804 (гипса), до 4 % уксуснокислого кальция, до 12 % серной кислоты и примесей уксусной кислоты В фракционном составе имеют преобладание частицы размером менее 1 мм (63-72 %).

Для определения технологической и экономической целесообразности применения железосодержащих коагулянтов при интенсификации процесса уплотнения активного ила проведены исследования по изучению кинетики его уплотнения Результаты этого цикла исследований приведены в виде графических зависимостей, представленных на рис 1 рН

8

7 б 5 4

Рис 1 Изменение влажности и рН уплотненного ила в зависимости от дозы реагента

7-рН ила, обработанного Fe С1з, 2-рН ила, обработанного Fe2 (SO^, 3-влажность ила, обработанного Fe2 (S04)j, -^-влажность ила, обработанного Fe С1з, 5-влажность ила в контроле Продолжительность уплотнения, в опыте-4 ч, в контроле-9 ч

Анализ графических зависимостей показывает, что применение железосодержащих коагулянтов при дозах от 5 до 25 % от сухого вещества ила неэффективно Данный цикл исследований указывает на необходимость дополнительного утяжеления хлопьев ила Предположение подтверждается экспериментальными данными, полученными при подкислении ила Подкисление ила серной кислотой незначительно снижает влажность уплотненной части Однако при этом наблюдается увеличение начальной скорости разделения жидкой и твердой фаз по мере снижения рН. Наиболее высокая скорость уплотнения достигается при рН~2,0, что, по-видимому, объясняется более интенсивным выделением свободной воды Уплотненный ил после обработки имеет удельное сопротивление в 1,5 раза выше, чем исходный (необработанный)

Исследовалась также возможность применения извести при гравитационном уплотнении ила Эксперименты свидетельствуют о том, что обработка ила

известью (-36 % СаО) приводит (после 4-часового уплотнения) к снижению влажности ила до 95,4-96,2 % Одновременно с этим рН среды поднимается до величины, обеспечивающей стабилизацию ила, что является очевидным преимуществом известковой обработки.

Совместная обработка ила известью и солями железа в различном соотношении (с целью его уплотнения) практически обеспечивала аналогичный результат Влажность уплотненного ила 95,2 % (максимальный эффект) достигалась при дозировании 16,7 % Ре2(8С>4)з и 25,2 % СаО от массы сухого вещества ила При этом объем твердой фазы снижался в 2,8 раза от исходного

Для выяснения изменения удельного сопротивления ила и влажности был выполнен специальный цикл исследований Ил обрабатывался реагентами аммофос, суперфосфат, «Окшара» Как показали опыты, с увеличением дозы реагентов (суперфосфата, «Окшары») уменьшается удельное сопротивление ила Так, при обработке неуплотненного ила суперфосфатом дозой 25 г/л удельное сопротивление ила снижается в 1,8 раза Аналогичная картина наблюдается и при использовании «Окшары» (рис. 2)

Рис 2 Изменение удельного сопротивления и влажности уплотненного ила в зависимости от дозы реагента

/-влажность ила, обработанного суперфосфатом, 2-влажность ила, обработанного «Окша-рой», 3-удельное сопротивление ила при обработке «Окшарой», ^-удельное сопротивление ила при обработке суперфосфатом

Анализ экспериментальных данных показывает, что оптимальными дозами для «Окшары» и суперфосфата являются 25 г/л, что отвечает соотношению 5 г реагента к 1кг сухого ила. Равнозначные результаты по остаточной влажности и различие в начальных скоростях уплотнения свидетельствуют о более предпочтительном использовании «Окшары»

Влияние низкотемпературного нагрева ила на скорость его уплотнения и его характеристики изучались с использованием реагентов - «Окшара» и суперфосфат Цикл исследований показал, что низкотемпературный нагрев позволяет существенно увеличить скорость уплотнения. При дозировках 5 и 15 г/л она увеличивается в 1,5-1,8 раза Это позволяет сократить продолжительность уплотнения до 1,5-2 ч, что является крайне необходимым для производственных условий, т к. имеется возможность в сокращении объема уплотнителя в 5-6 раз (рис 3-4) V, мл

500_1_

250

200

150

100 0

0 1 2 3 4 5

Рис 3 Кинетика уплотненного ила, нагретого до 70°С в присутствии суперфосфата в дозах

1- 5 г/л, 2-15 г/л, 5-25 г/л, ¥-35 г/л, 5-45 г/л

Сравнивая конечные влажности, можно отметить некоторое преимущество «Окшары», для которой при температуре 50-70 С получены одинаковые результаты. В то же время при использовании суперфосфата только при 70° С удалось получить одинаковую влажность Нагрев до 50° С не дает хорошего ре-

зультата. Анализ влияния низкотемпературного нагрева на водоотдачу ила показал следующее доза реагентов 5 г/л не позволяет снизить удельное сопротивление, дозы реагентов 15 г/л и выше положительно влияют на водоотдаю-щую способность; после 4-часового уплотнения удельное сопротивление ила значительно снижается от начального его значения (неуплотненный ил), наиболее низкие значения получены для варианта «Окшара» при +70 С, которые оказались стабильными в интервале доз «Окшары» 15-45 г/л V, мл

500

Рис 4 Кинетика уплотненного ила, нагретого до 70°С в присутствии «Окшары» в дозах

1-5 г/л, 2-15 г/л, 5-25 г/л, 4-35 г/л, 5-45 г/л

Для изучения влияния магнитного поля на обезвоживание осадков были проведены специальные исследования Омагничивание проводилось на установке АМО-25У производительностью 25 м3/ч Сила тока во всех опытах устанавливалась 10А Опыты проводились как без использования реагентов, так и с их применением Омагничивание осадка было однократным, трех- и пятикратным. Исследования показали: магнитная обработка неуплотненного ила несколько ухудшает его свойства и приводит к незначительному снижению удельного сопротивления; безреагентная магнитная обработка сброженного осадка незначительно влияет на его удельное сопротивление и ее использование в технологии обезвоживания нецелесообразно.

В четвертой главе изучены вопросы совершенствования технологий обработки осадков на НСА. Проанализированы состав осадков, поступающих на обезвоживание, стадии обработки осадка на сооружениях цеха обработки осадков (ЦОО), работа сооружений участка механического обезвоживания осадка

Для оптимизации технологических параметров работы фильтр-прессов была выполнена серия экспериментов по выбору оптимальной концентрации раствора реагентов, оптимальной скорости движения лент, оптимального давления фильтрующих лент

Результаты экспериментов по определению оптимальной концентрации раствора реагента приведены в табл. 1

Таблица 1

Номер опыта Производительность установки,мл/ч, при различных концентрациях реагента, %

0,07 0,1 0,15 0,2

1 33,8 35,2 33,1 31,0

2 34,2 35,4 33,4 31,2

3 34,4 35,7 33,3 31,2

4 34,0 35,0 33,0 30,0

5 34,2 35,0 33,4 31,3

6 33,8 34,8 32,8 30,9

7 34,1 35,2 33,0 31,0

Из табличных данных следует, что оптимальная концентрация рабочего раствора реагентов составляет 0,1 %.

Исследования по выбору оптимальной скорости движения лент проводились при давлении лент 5,0 кгс/см2 Результаты исследований приведены в табл.2

Таблица 2

Номер опьгга Влажность осадка, %, при скорости фильтрующих лент, м/мин

2,25 2,5 2,75 3,0

1 75,0 75,0 76,2 78,8

2 74,2 74,8 75,9 79,2

3 75,0 75,2 76,1 80,0

4 76,0 76,8 77,8 80,1

5 75,4 75,8 77,2 80,0

6 75,2 75,4 77,0 79,8

7 74,8 75,2 77,0 79,2

При скорости движения лент ниже 2,25 м/мин происходит выпадение осадка из роликовой зоны фильтр-пресса Эксперименты показывают, что уменьшение скорости движения лент ниже 2,5 м/мин существенного эффекта обезвожи-

вания не дает, т.к увеличивается количество загрязнений от выпадающего осадка Оптимальная скорость движения лент составляет 2,5 м/мин

Результаты выбора оптимального давления фильтрующих лент при скорости их движения 2,5 м/мин представлены в табл 3

Таблица 3

Номер Влажность Влажность обезвоженного осадка, %, при давлении фильтрующих

опыта исходного лент, кгс/см

осадка, % 3 4 5 6

1 97,2 80,0 78,5 75,7 74,2

2 97,0 79,4 78,4 75,0 74,0

3 97,0 79,7 78,5 74,8 74,2

4 96,8 79,0 77,9 74,2 73,5

5 97,2 79,8 78,2 75,9 74,8

6 97,4 80,3 78,8 77,0 75,2

7 97,5 82,0 79,4 77,8 75,4

На основании анализа и сопоставления табличных данных можно сделать вывод, что оптимальное давление лент составляет 5,0 кгс/см2, а дальнейшее его повышение до 6 кгс/см2 увеличивает содержание загрязнений в фугате (табл 4)

Таблица 4

Номер опыта Влажность поступающего осадка, % Содержание взвешенных веществ в фугате, мг/л, при давлении фильтрующих лекг, кгс/см2

3 4 5 6

1 97,2 325 380 425 625

2 97,0 340 385 410 670

3 97,0 345 370 380 560

4 96,8 355 355 450 585

5 97,2 375 400 430 630

6 97,4 350 375 375 645

7 97,5 330 380 415 710

В процессе эксплуатации использовались флокулянты феннопол К506, К508 (фирма «Кемира»), КАТ - FLOC F498 (фирма «КЕМ-ТРОН»), цетаг-87 (фирма «Сиба»), аккофлок С483 (фирма «Мицуи-Сайтек») Наиболее эффективным оказался флокулянт «Праестол - 611» (фирма Штокхаузен)

Глава пятая посвящена изучению и построению моделей с последующей оптимизацией направлений технологических систем НСА

При проектировании и эксплуатации ГОС крупных городов решается главная цель — достижение максимального эффекта работы с минимальными затра-

тами На НСА это условие может быть выполнено для получения минимального количества элементов (сооружений, агрегатов, аппаратов) в каждом цехе при достижении заданной цели:

mm[ ZjVj" (0)], (1)

i=l

где £ №(0) - общее число структурных элементов, присутствующих в ну-i=l

левой момент времени.

Структурная адаптация любой системы НСА может осуществляться в сторону роста числа элементов (+AN) или в сторону их убывания (-A7V) Тогда реальная технико-экономическая проблема управления структурами может быть представлена в следующем виде:

Ni(t) = min 'z N¡(0) ± AN(t) (2)

Приведенные зависимости (1) и (2) можно представить в символической

форме

vflpjmm

ímo t=l

| =vopjmm ^JVf(0)±AAT(/) j (3)

При анализе существующих систем (изучении особенностей их функционирования) основное внимание сосредоточено на следующих четырех элементах эксперимент, модель, показатели эффективности (критерии оптимальности), критерии решений

Критерий оптимального процесса управления данной структурой можно выразить в интегральной форме-

,хя,и., „и )Л, (4)

о ' ' Р>'

где заданная функция своих аргументов.

Задача определения оптимального управления заключается в том, чтобы подобрать такие функции времени Щ,), , ир(,), при которых критерий й получает экстремальное значение (минимальное или максимальное) Требование минимизации критерия оптимальности может быть заменено требованием мини-

мизации концевого значения координаты системы хо(0, которая определяется дополнительным дифференциальным уравнением первого порядка

^ = Л(дс,,. ,хп,и1, ,ир4); хо(0) = 0. (5)

С учетом вышеуказанных уравнений получается тождество

С=хо(Г) (6)

Формально можно устранить зависимость правых частей выражений от времени путем введения координаты х„+/ = / с помощью дополнительного дифференциального уравнения

^ = » = ,ир1), *пч(0) - 0 (7)

Для компактности уравнение (7) представляется в векторной форме:

^ = (8) ш

Принадлежность векторов х и I/ к определенной области значений и П({7) согласно вышеуказанным условиям выражается в виде обозначений. хеЙ(х); Л € П(Ц)

В дальнейшем рассматривается непрерывно управляемая система как система, обладающая динамическими свойствами Ее описание можно осуществить дифференциальными уравнениями

МО

(9)

а

где х(()еК„, 1/(1)еЯр, г е х(1) - фазовое состояние системы в текущий

момент времени Г, и (г) - действующее на систему непрерывное управление в момент времени - момент, соответствующий началу процесса управления системой, фиксированный или свободный момент времени, соответствующий окончанию процесса управления системой

Необходимым условием при синтезе модели организации является выполнение задач контроля состояния и осуществления необходимых управлений системой, что определяется в общем случае зависимостью у(О=Р[и(0Л], либо посредством уточненной функции типау($=ф[и(1), х(0с, х(0У, Г]

Процесс оптимизации разбивается на два этапа, на первом решается задача внутренней оптимизации (оптимизация параметров, определяющих техническое состояние объекта, объем и качество выпускаемой продукции на каждой установке), на втором осуществляется внешняя оптимизация (главные параметры всех установок, объем, качество и себестоимость выпускаемой продукции всей технологической схемы)

Структура модели имеет следующий вид-

где х, - факторы, определяющие работу данного агрегата, у — параметр, входящий в регрессионную модель внешней задачи

Определение коэффициентов множественной регрессии осуществляется с помощью методов оптимального управления экспериментом Планирование эксперимента позволяет варьировать одновременно все факторы и получать количественные оценки основных эффектов и эффектов взаимодействия В практике существуют условия для существования двух типов задач с применением методов планирования при активном эксперименте и с применением методов планирования при пассивном эксперименте.

Для трехмерного случая кодированный план в первом случае геометрически может быть интерпретирован в виде куба (рис 5), 8 вершин которого определяют 8 экспериментальных точек

(10)

Рис 5 Кодированный план, геометрически интерпретированный в виде куба Уравнение регрессии обладает следующими свойствами

1=1

1=1

Л

где к - число независимых факторов, N- общее число экспериментов

Коэффициенты уравнения регрессии определяются по методу наименьших квадратов следующим образом-

Ь = {хтхУхту, (12)

где х - матрица планирования эксперимента, хт- транспонированная матрица В трехмерном случае матрица моментов (хГх) имеет вид:

8 2 '

Ы 1-1

> « ,

/-1 I

< Цх01х2/ 1

а <

2*1, Х2, 1-1 1-1

¿4 8

> ■ ■>

1-1 м

(13)

Матрица, обратная матрице моментов (хтх)~', равна

(% 0 О 01

0 }& 0 0

0 0 У% 0

ООО

N

£ хсн У, N

£ *и У, N

£ *2, у,

1-1 N

£ хл У,

(14)

(15)

Таким образом, вычисляются все постоянные коэффициенты, входящие в регрессионную зависимость

я

ы Х" У' «

I Х„ У, 1-1 <

1

2 Х2, у,

1*1 %

2 У!

В общем виде любой коэффициент уравнения регрессии Ь} определяется скалярным произведением столбца у на соответствующий столбец х}, деленным на число опытов N.

К

В-ЬГ

'К 0 0 0>

0 % 0 0

0 0 К 0

0 0 0 %

Предполагается, что конечный набор параметров и интервалы их изменения заранее известны. Тогда для пространства В„ обобщенный параметр оптимизации имеет вид

Г = (16)

где У, — частные показатели, в которые предварительно преобразуются параметры; У,€ [0,1], У, У, - математические ожидания при заданных условиях эксперимента

Глава шестая посвящена построению и анализу математических моделей НСА. Сооружения, установки и агрегаты рассмотрены как множество М, которое разбивается на подмножества и образует линейное пространство Обобщенный параметр оптимизации определяется как

У =

\

/М, (17)

I 1ф1 )

где М- общий минимум для всей области О

В составе технологической схемы НСА имеются следующие основные этапы ОСВ и обработки осадков- механическая очистка, биологическая очистка, доочистка, обработка осадков На сооружения механической очистки (решетки, песколовки, первичные отстойники) и биологической очистки (аэротенки, вторичные отстойники), а также биологического пруда разработаны математические модели

Математическая модель УМОО представляется в виде

у = щх, + а2х2 + а&з + ацхрз + а2зх2хз + а;;*2/ + а^х2 2 + а33х23 (18)

Интервал изменения производительности установки у/ е

[30,0-36]

м /ч. В

нормированном виде первый параметр оптимизации имеет вид

л-л- (19)

Ухт- ~У\тт 6

Влажность поступающего осадка находится в интервале

[96,8-97,5]%

Влажность обезвоженного осадка определяется интервалом [74-78,5]%. Интервал изменения механического обезвоживания определяется границами

у2е [l5 - 25]% Большее граничное значение задается с учетом условий контракта с фирмой «Andritz». Отсюда второй параметр оптимизации

— = -^"^mm ? ИЛИ у = (20)

Уг*п ~Угт Ю

Третий параметр оптимизации определяется содержанием взвешенных веществ в фугате Границы интервала определяются величинами у3е [700-300], и тогда в нормированном виде третий параметр оптимизации имеет вид

Л--Л- -400 V }

Обобщенный параметр оптимизации принимает следующий видУ = 71-Уг З^.или у = Уг J3 . (22) Для оптимизации технологического процесса обезвоживания осадка использовались не зависимые между собой факторы, концентрация раствора реагента, %, скорость движения фильтрующих лент, м/мин; давление фильтрующих лент, кгс/см2. Интервалы изменения каждого фактора характеризуются величинами для X] х1 е [0,0,2]%, для Х2 х2 е [2,25;3,0]м/мин, для Х} хз е [з,б] кгс/см2

Получено 13 равенств, которые после математической обработки принимают следующий вид

-€,6 = -a'i-а'2 + 0,За'з + а',2- 0,За',3 - 0,3а'2з + ац + а22 + 0,09а33,

-0,385 = -0,3а', - а'2 - 0,За'з + 0,3а',2 - 0,09а',., - 0,3а'2з + 0,09а„ + ап + 0,09а33,

-0,33 = -а', - 0,За'з - 0,3 а'23 + а22 + 0,09а33,

-0,325 = 0,5а', -а'2 + 0,3а'} - 0,5а',2 + 0,15а',3 - 0,3а'2з + 0,25а,, + а22 + 0,09а33,

-0,32 = а', - а'2 - О.За'з -а',2 + 0,За',3 -0,За'23 + а,, + а22 + 0,09а33,

-0,21 = -а', - а'2 + О.За'з + а',2 + О.За',3 - 0,За'23 + а,, + а22 + 0,09а3з,

-0,415 = -а', - 0,3а'2 + О.За'з + О.За'п - 0,3a',3-0,09a'23 + а„ + 0,09а23 + 0,09а3}, (23)

-0,325 = -а', + 0,3а'2 + 0,За'3-0,3а',2 - 0,За',3 + 0,09а'23 + а„ + 0,09а22 + 0,09а 33,

-0,05 = -а', + а'2 + 0, За'3 - а',2 - 0,3a'i3 + 0,За'23 + а„ + а22 + 0,09а33,

-0,27 = -а', - 0,За'2 — а'3 + 0,3а',2 + а',3 + 0,За'23 + а„ + 0,09а22 + а33,

-0,325 = —а', - 0,3а'2 - О.За'з + 0.3а',2 + 0,За',3 + 0,09а'23 + а,, + 0.09а22 + 0.09а33.

-0,335 = -а', - 0,3а'2 + 0,За'3 + 0,3а',2 -0,3а',} - 0,09а'23 + а„ + 0.09а22 + 0,09а33,

-0,59 =-а',-0.3а'2 + а'з + 0,За'12-а',з-0,За'23 + а,, + 0,09а22 + азз

Для определения коэффициентов методами линейного программирования одно из этих равенств принято за функцию цели Равенство преобразуется так,

чтобы максимум функции от равенства был равен нулю За целевую функцию принято первое равенство. Максимальное значение этого выражения при нормированных величинах а',, а'2, ,а'2з равно 3,99. При вычитании этой величины из равенства образуется следующая функция цели

тах (-а'1 - а'2 + О.За'з + а',2 -0,3а',3 - 0,За'23 + а„ + а22 + 0,09а33 < 3,99) (24) Для доказательства существования допустимого решения складываются со 2-го по 13-е равенства (в группах по четыре равенства в каждом) и выделяются базисные переменные а',, а'2, а'з

].2а', - 4а'2 + 1,2а'3 = 1,2а',2 - 0,36а'13 + 1,2а'23 - 1,24ац - 4а22 - 0,Зба33 -1,36- 4а'! +

+0а'2 + 1,2а'3 = 0а',2 + 0,6а'¡3 + 0а'23 ~4а,,- 2,18а22 - 0,Зба33 - 0,9 - 4а- 1,2а'2+ (25) +0а' =1,2а'а + 0а',3 + 0а'23 -4а,,- 0,36а22 - 2,18а33 -1,52

Детерминант этой системы равен

1,2 -4 1,2 -4 0 1,2 4 1,2 О

= 26,29,

отсюда

а', = 0,28а',2 + 0,01а'13 + 0,06а'23 + 0,22аИ - 0,04а22 + 0,39а33 + 0,25,

а'2 = 0,Оба'п + 0,17а'¡з - 0,22а'23 + 0,44а„ + 0,41а22 + 0,51а33 + 0,44, (26)

а'3 = 0,93а'12 + 0,33а'13 + 0,21а'23 - 0,44ац - 0,93а22 + 1,01а33 + 0,08

Функция цели при определенных а',, а'г, а'з имеет вид

тях (0,299а',2- 0,701а',з- 0,227а'23 + 0,868а,, +1,941 а22- 1,208а33-4,886) (27)

В итоге решения получаемая - 0,25, а'2 = 0,44, а'з = 0,08, а',2 = 0, а',3 = 0, а'23 = 0, а,, = 0, а22 = 0, а33 = О, И тогда а/ = -0,25, а2 = -0,06, а3 = -0,42, а,2 = -0,5, а,3 = -0,5, а23 = 0,5

Допустимая модель участка механического обезвоживания осадков принимает вид

у = -0,25X1 - 0,06х2 - 0,42хз - 0,5х,х2 - 0,5х,х3 - 0,5х2х3 (28)

Для определения максимально допустимых значений факторов модели выражение последовательно продифференцировано (величина у по х,, х2, Хз) и полученные выражения приравнены к нулю, и тогда образуется система следующих уравнений

- 0,25 - 0,5лг2 - 0,5*3 =°>

- 0,06 - 0,5х, - 0,5*з = (29)

- 0,42 - 0,5х, - 0,5i2 = 0

При решении системы получаем xi = -0,23, х2 = 0,61, х3 = 0,11 В пересчете на размерные величины имеем расчетная концентрация раствора - 0,077 %; расчетная скорость движения лент - 2,4 м/мин, расчетное давление фильтрующих лент - 4,7 кгс/см2.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Осадки, накопленные на иловых полях и образующиеся на ГОС, представляют серьезную экологическую, эпидемиологическую и санитарно-гигиеническую опасность. Переработка и утилизация осадков, образующихся на сооружениях очистки сточных вод крупных городов, является одной из наиболее актуальных проблем

2 Пуск в эксплуатацию (1975-1990 гг.) сооружений биологической очистки сточных вод позволил очищать все сточные воды г Н Новгорода перед сбросом в р Волгу до утвержденных нормативов

Объем сырого осадка составляет ~ 700 м3/сут при влажности ~ 94 % и зольности ~ 40-41 % Количество избыточного активного ила составляет ~ 2900-3000 м3/сут при влажности ~ 99,2 %

3. Из испытанных отечественных реагентов для уплотнения избыточного ила станции наиболее эффективными являются суперфосфат и отходы производства уксусной кислоты «Окшара». Оптимальная доза реагентов для уплотнения ила составила 10-15 г/л (1,50-2 г/кг сухого вещества), которая обеспечивает влажность уплотненного осадка до 91%

4 Низкотемпературный нагрев ила (~ 50-70° С) существенно увеличивает начальную скорость его уплотнения, что позволяет сократить продолжительность данной стадии до 2-х ч, при одновременном снижении дозы вводимых реагентов

5. Производительность двух фильтр-прессов составляет 1600-1700 м3/сут Оптимальная концентрация раствора реагентов составляет 0,1 %, оптимальная скорость движения лент — 2,5 м/мин, оптимальное давление лент - 5 кгс/см2 Внедрение фильтр-прессов позволяет значительно снизить нагрузку на иловые поля и обеспечить их эксплуатацию без превышения регламентированной удельной нагрузки (0,9 м3/м2 в год)

6 Предложены математические и структурные модели иерархических систем и сооружений при различных технико-экономических условиях работы.

7 Разработаны математические модели отдельных сооружений станции аэрации

8 Определены оптимальные параметры работы участка механического обезвоживания осадка

9 Годовой экономический эффект от внедрения механического обезвоживания составил 1,5 млн рублей в ценах 2006 г.

Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:

1 Луков, С. А. Производственные исследования новых реагентов [Текст] / Е. А Горбачев, С. А. Луков // Изв ЖКА Гор. хоз-во и экология. - 1996 - № 4 -С 61-62

2 Луков, С. А. Проблемы обработки осадков городских сточных вод [Текст] / С А Луков // Труды аспирантов Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета. - Н. Новгород, 1998 - Сб 4 -С 32-36

3 Луков, С. А. Интенсификация процессов гравитационного уплотнения осадков [Текст] / Л Н. Губанов, С А Луков // Изв. ЖКА Гор хоз-во и экология -1999 -№4 -С. 54-58.

4. Луков, С. А. Интенсификация процессов обезвоживания осадков городских сточных вод [Текст] / Л Н. Губанов, С. А Луков, А А Машенков // Вторичные ресурсы социал -экон и технол. аспекты . сб материалов Междунар науч-практ конф -Пенза, 1999.-С 6.

5 Луков, С. А. Интенсификация процесса гравитационного уплотнения избыточного активного ила [Текст] / JI H Губанов, С. А. Луков, А А Машен-ков // Вторичные ресурсы, социал.-экон и технол аспекты : сб. материалов Междунар науч-практ. конф -Пенза, 1999 -С. 25.

6 Луков, С. А. Обработка промывных вод и осадков водопроводных станций на очистных сооружениях канализации г Н. Новгорода [Текст] / С А Луков // Архитектура и строительство-2000 : тез докл науч -техн. конф / Ниже-гор гос архитектур-строит ун-т -Н Новгород, 2000 -Ч 6 - С 37-38

7 Луков, С. А. Обработка осадков сточных вод Нижегородской станции аэрации на ленточных фильтр-прессах [Текст] / С А Луков // Архитектура и строительство-2000 : тез докл. науч.-техн. конф / Нижегор гос. архитектур -строит, ун-т.-H Новгород, 2000 -Ч. 6.- С. 38-39

8 Луков, С. А. Интенсификация обезвоживания осадков омагничиванием [Текст] / Л H Губанов, С. А Луков, H Л Лампси // Архитектура и строительство-2000 . тез докл. науч.-техн. конф / Нижегор гос архитектур -строит ун-т -Н Новгород, 2000.-Ч 6 - С 125

9 Луков, С. А. Выбор оптимального давления фильтрующих лент на ленточном пресс-фильтре VS-201F [Текст] / С А Луков, Е А. Горбачев // Водохозяйственный комплекс России: состояние, проблемы, перспективы • сб материалов 11 Всерос. науч -практ. конф. / РИО ПГСХА - Пенза, 2004. - С 78-79

10 Луков, С. А. Интенсификация процесса уплотнения избыточного активного ила [Текст] / С А. Луков, Е А. Горбачев // Водохозяйственный комплекс России состояние, проблемы, перспективы : сб материалов 11 Всерос науч-практ конф. / РИО ПГСХА -Пенза, 2004 - С 79-81

11 Луков, С. А. Интенсификация гравитационного уплотнения избыточного активного ила низкотемпературным нагревом [Текст] / С. А Луков // Сб трудов аспирантов и магистрантов. Технические науки / Нижегор гос архитектур-строит, ун-т -Н Новгород,2005 -С 120-122

12.Луков, С. А. О проблеме обработки осадков сточных вод. [Текст] / С А Луков//Сборник трудов аспирантов и магистрантов Технические науки / Нижегор. гос архитектур-строит, ун-т.-Н Новгород, 2005 —С 122-125

13.Луков, С. А. Интенсификация процесса гравитационного уплотнения осадков сточных вод [Текст] / Е. А Горбачев, С А. Луков // Великие реки -2005 • тез докл. междунар. науч.-пром. форума / Нижегор. гос архитектур -строит ун-т -Н Новгород,2005.-Т 2.-С.208-210

14. Луков, С. А. Математическая модель и оптимизация работы участка механического обезвоживания осадка [Текст] / С А. Луков, Е. А Горбачев, В H Дементьев // Города России: проблемы стр-ва, инженер обеспечения, благоустройства и экологии : сб. материалов VIII Междунар науч -практ. конф / РИО ПГСХА - Пенза, 2006. - С. 106-111

15 Луков, С. А. Интенсификация гравитационного уплотнения ила реагентами при низкотемпературном нагреве [Текст] / Е А. Горбачев, С А Луков // Достижения науки и техники АПК. — 2006 — № 12 - С 46-47*

16 Луков, С. А. Совершенствование технологии обработки осадков сточных вод в Нижнем Новгороде [Текст] / С А Луков // Водоснабжение и санитар техника -2006.-№ 12.-С 30-32*

* - публикации в изданиях, входящих в перечень ВАК РФ

Подписано в печать Формат 60x90 1/16

Бумага газетная. Печать трафаретная Объем 1 печ л Тираж 100 экз. Заказ №_

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, 603950, Н Новгород, Ильинская, 65 Полиграфический центр ННГАСУ, 603950, Н Новгород, Ильинская, 65

Введение.

Глава 1. Анализ сооружений по обработке осадков сточных вод.

1.1. Состав и свойства осадков сточных вод.

1.2. Обезвоживание осадков сточных вод.

1.2.1. Гравитационное уплотнение осадков.

1.2.2. Механическое обезвоживание осадков.

1.3. Термическая обработка осадков.

1.3.1. Классификация отходов.

1.3.2. Методы термической обработки осадков.

1.4. Утилизация осадков сточных вод.

1.5. Депонирование осадков сточных вод.

Выводы.

Глава 2. Краткая характеристика очистных сооружений

Нижегородской станции аэрации (НСА).

2.1. Технология очистки сточных вод.

2.2. Система механической очистки.

2.3. Система биологической очистки.

2.4. Система обработки осадков.

Выводы.

Глава 3. Интенсификация процесса гравитационного уплотнения осадков сточных вод.

3.1. Интенсификация гравитационного уплотнения ила реагентами.

3.1.1. Методика проведения исследований.

3.1.2. Результаты исследований.

3.2. Интенсификация гравитационного уплотнения ила омагничиванием.

3.2.1. Методика проведения исследований.

3.2.2. Результаты исследований.

Выводы.

Глава 4. Совершенствование технологий обработки осадков сточных вод на Нижегородской станции аэрации.

4.1. Состав осадков, поступающих на обезвоживание.

4.2. Сооружения цеха обработки осадков.

4.3. Оптимизация работы участка механического обезвоживания осадков.

4.3.1. Выбор оптимальной концентрации раствора реагента.

4.3.2. Выбор оптимальной скорости движения лент на фильтр-прессе.

4.3.3. Выбор оптимального давления фильтрующих лент.

4.4. Состав сооружений и анализ работы сооружений участка механического обезвоживания осадка (УМОО).

Выводы.

Глава 5. Построение моделей и оптимизация направлений технологических систем НСА.

5.1. Общее понятие по организации системы и ее модели.

5.2. Математическая модель технико-экономической системы.

Выводы.

Глава 6. Построение и анализ математических моделей НСА.

6.1. Построение насыщенных моделей отдельных сооружений.

6.2. Математическая модель и оптимизация работы участка механического обезвоживания осадка.

Выводы.

Выводы по диссертации.

Актуальность темы. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов - одна из актуальных проблем современности. Возникновение локальных кризисов и катастроф антропогенного происхождения привели к необходимости пересмотра взаимоотношений «природа - человечество» и поиска путей их гармонизации. Взаимосвязь «вода - здоровье человека» - один из главнейших приоритетов природоохранной деятельности. Снижение уровня загрязнений водных экосистем и ликвидация их источников признается Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) главной стратегической задачей охраны здоровья населения в целом.

В 1998 г. Правительством Российской Федерации принято постановление « О концепции федеральной целевой программы «Обеспечение населения России питьевой водой» и осуществлении первоочередных мероприятий по улучшению водоснабжения населения». Для обеспечения безопасного водопользования требуется решить основные задачи: обезвреживание отходов всех сфер хозяйственной деятельности; уменьшение поступления неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод в водные объекты и, в основном, доведение к 2010 г. качества воды в поверхностных питьевых водоисточниках до показателей 2-го класса по критерию пригодности для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.

С 30-х до 50-х гг. прошлого века (первый этап) при организации сбросов городских и производственных стоков значительная нагрузка возлагалась на разбавление загрязнений в водоемах. Недостатки этого метода проявились в интенсивном загрязнении водоемов.

С 50-х до 70-х гг. (второй этап) осуществлялось массовое строительство городских сооружений биологической очистки сточных вод. В процессе эксплуатации очистных сооружений было установлено, что они не справлялись с непрерывно возрастающими нагрузками по производительности, массе и химическому составу загрязнений.

Начиная с конца 70-х годов (третий этап) взят курс на создание и широкое внедрение в практику малоотходных, ресурсоэнергосберегающих технологических процессов. Накопленный опыт показал, что это направление является наиболее перспективным с учетом современных экологических требований.

В этой связи требуется разработка новых технологий по очистке сточных вод, переработке и утилизации осадков, образующихся при их очистке.

Очистные сооружения канализации крупных городов, как правило, выполнены по типовым проектам с традиционной технологией обработки осадков, предусматривающей его сбраживание и обезвоживание на иловых картах. Эта технология является несовершенной и не удовлетворяет современным требованиям, предъявляемым природоохранными службами.

Основная масса загрязнений, выделяемых в процессе очистки сточных вод на городских очистных сооружениях (ГОС), накапливается на их территории (на иловых полях, в шламонакопителях, на полигонах, в отвалах и т.д.). Часть осадка несанкционированно вывозится на сельскохозяйственные поля в качестве удобрения. В процессе хранения осадков имеют место сбросы и смывы их в водоемы. Количество влажных осадков (95-97 %), образующихся на ГОС России, составляет более 90 млн м в год, или 2,7-4,5 млн т в год по сухому веществу. При этом не более 10 % из них вывозится, подвергается утилизации, используется в промышленности или в сельском хозяйстве в качестве удобрения.

В России ежегодно образуется 360 кг отходов на одного человека, избавиться от которых можно либо переработав их, либо захоронив. Однако 90 % отходов в нашей стране захораниваются на полигонах (в развитых странах эта цифра колеблется между 40-70 %). Полигоны занимают значительные территории, зачастую не соответствуют требованиям, предъявляемым к ним, и превращаются в свалки, загрязняющие среду обитания.

Наличие в осадках большого количества промышленных отходов ограничивает возможность их использования в качестве удобрения, усложняет решение задач по утилизации в народном хозяйстве (особенно химической, строительной, энергетической и др. отраслях). В осадках ГОС содержится большое количество солей тяжелых и щелочно-земельных металлов, соединений мышьяка, кадмия, циана, ядохимикатов и других деструктированных групп соединений органических веществ неизвестного характера, возможно и канцерогенных (красители, пигменты, ПАВ и др.). Так, в осадках Нижегородской станции аэрации (НСА) после фильтр-прессов содержание металлов значительно превышает допустимые концентрации в почве: никеля в 10 раз, цинка, кадмия -более чем в 100 раз, что делает невозможным использование этих осадков в качестве органического удобрения для сельскохозяйственных культур.

Общий объем осадков, выделяемых в процессе очистки сточных вод на ГОС в городах России, колеблется в широких диапазонах и обычно составляет 0,5-1,5 % от объема сточных вод. Например, на ГОС г. Н. Новгорода объем осадков составляет ~ 4000 м в сутки (0,47 % от объема сточных вод). Из них: сброженного осадка после метантенков - 0,44 %, влажностью 97,8 %; после первичных отстойников - 0,1 %, влажностью 93,8 %; после вторичных отстойников - 0,91 %, влажностью 99,37 %; уплотненного избыточного активного ила - 0,33 %, влажностью 97,5 %.

Анализ осадков сточных вод на НСА свидетельствует, что по основным показателям он соответствует осадкам очистных станций гг. Москвы, Харькова, Тольятти, С.-Петербурга, Калинина и др. Вместе с тем осадки станции аэрации г. Н. Новгорода несколько отличаются от аналогичных осадков станций других городов. Так, осадок первичных отстойников при влажности 93,8 % и органической части 61,0 % содержит в своем составе свинца, цинка, меди соответственно до 300, 2200 и 3200 мг/кг сухого вещества. В нем присутствует значительное количество нефтепродуктов, фосфора, азота.

Более 80 % осадков в стране подсушиваются на иловых полях - низкоэффективных, экологически опасных сооружениях, требующих, к тому же, отчуждения значительных земельных участков. Низкая эффективность, отсутствие свободных земель, использование маломеханизированных процессов уборки и транспортирования осадков вызывают необходимость замены иловых площадок на высокопроизводительные методы обезвоживания - механические, повышения эффективности первоначальной обработки осадков (отстаивания, уплотнения и др.).

Разработка рациональной технологии предварительной подготовки осадков представляет в каждом конкретном случае весьма трудную инженерно-экономическую задачу, решение которой требует проведения сложных экспериментальных исследований. Выбор рациональной технологии обработки осадков зависит от объема, физико-химических свойств осадков, стоимостных и других показателей.

Переработка и утилизация осадков, образующихся на сооружениях биологической очистки городских сточных вод, является одной из наиболее актуальных задач в области обеспечения экологической безопасности городов.

Обработка осадков в последние годы выдвигается в число наиболее трудных, дорогостоящих и наименее разработанных проблем в области очистки сточных вод. Целью обработки осадков является получение конечного продукта, свойства которого обеспечивают возможность его утилизации, использования в качестве товарного продукта и минимизации ущерба, наносимого окружающей среде.

Научно-исследовательская работа выполнялась в период с 1999 по 2005 год в соответствии с федеральной целевой программой (ФЦП) «Оздоровление экологической обстановки на реке Волге и ее притоках, восстановления и предотвращения деградации природных комплексов Волжского бассейна - Программа «Возрождение Волги» и закона Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды».

Целью диссертационной работы является совершенствование существующих и исследование новых технологически целесообразных, высокоэффективных, экологически безопасных приемов и технологий обработки осадков сточных вод (ОСВ), обладающих высоким уровнем надежности, гибкости и автоматизации.

Для реализации цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Выполнена оценка работы существующих технологий систем обезвоживания осадков.

2. Проведены исследования по интенсификации процессов гравитационного уплотнения осадков с использованием высокоэффективных реагентов.

3. Установлены закономерности механического обезвоживания осадков с учетом расчетной зависимости процесса фильтр - прессования в зависимости от основных технологических факторов (давления, вида и дозы реагента, продолжительности процесса и др.) и на основе экспериментальных данных получены расчетные зависимости процесса фильтр-прессования.

4. Изучено влияние магнитной обработки на обезвоживание ОСВ.

5. Разработаны математические модели НСА и отдельных ее подсистем.

6. Обоснованы и решены математические задачи оптимизации технологических параметров системы обезвоживания осадков.

7. Предложены математические и структурные модели иерархических систем при различных технико-экономических условиях работы.

Научная новизна работы заключается:

- в комплексном проведении исследований по интенсификации гравитационного процесса уплотнения осадков с использованием высокоэффективных реагентов и омагничивания;

- в установлении закономерностей механического процесса обезвоживания осадков в зависимости от технологических факторов;

- в проведении экспериментальных и производственных исследований новых технологических приемов и схем обработки осадков;

- в получении графоаналитических зависимостей, описывающих процессы обработки осадков;

- в математической постановке и решении задач оптимизации технологи ческих параметров. !

Практическая значимость и реализация работы. В результате исследований уплотнения избыточного активного ила отечественными реагентами наиболее эффективными оказались суперфосфат и «Окшара», при применении которых влажность уплотненного осадка составляет ~ 91 %. Низкотемпературный нагрев уплотненного ила 50-70° С) позволил сократить продолжительность уплотнения ила до 2 ч при одновременном снижении дозы реагентов.

Внедрение механического обезвоживания осадка позволило снизить нагрузку на иловые поля и обеспечить их эксплуатацию без превышения реглад л ментированной удельной нагрузки (0,9 м /м в год). При механическом обезвоживании осадка исключается длительность его просушки на иловых полях (3-5 лет), что является важным природоохранным фактором.

На участке механического обезвоживания осадков (УМОО) был смонтирован блок из двух ленточных фильтр-прессов фирмы "Andritz" (Австрия). Проj изводительность одного фильтр-пресса до 35,5м /ч сброженного ила при непрерывной работе. Размеры здания позволяют разместить 5-6 ленточных фильтр-прессов данного типа.

Годовой экономический эффект от внедрения составил 1,5 млн. рублей в ценах 2006 г.

Апробация работы. Основные положения диссертации изложены и одобрены на международной научно-практической конференции «Вторичные ресурсы: социально-экономические и технологические аспекты», г. Пенза, 1999; на научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и студентов «Архитектура и строительство-2000», г. Н. Новгород, 2000; на целевом профессионально-ориентированном семинаре по проблемам реализации новых конкурентоспособных отечественных технологий «Очистка, переработка и утилизация осадков и илов станций биологической очистки сточных вод», г. Н. Новгород, 2002; на II Всероссийской научно-практической конференции «Водохозяйственный комплекс России: состояние, проблемы, перспективы», г. Пенза, 2004; на VII Международном научно-промышленном форуме «Великие реки - 2005», г. Н. Новгород, 2005; на VIII Международной научно-практической конференции «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии», г. Пенза, 2006; на научных семинарах кафедры водоснабжения и водоотведения ННГАСУ в 1999-2006 гг.

На защиту выносятся:

- результаты комплексных исследований оценки эффективности работы существующих технологий очистки сточных вод и обработки осадков;

- результаты экспериментально-теоретических исследований с обоснованием экономической целесообразности и технической возможности работы станции по новым технологиям;

- математический подход к построению моделей, основанный на пассивном сборе информации при предварительно известных интервалах изменения отдельных факторов;

- математические модели отдельных подсистем станции аэрации;

- математическая модель процесса обезвоживания осадка.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 12 статей, 4 тезиса докладов на международных, всероссийских и региональных семинарах и конференциях, 3 отчета по научно-исследовательской работе.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Общий объем работы 204 страницы машинописного текста, включая 65 рисунков, 53 таблицы, библиографический список из 173 наименований и трех приложений.

Выводы по диссертации

1. Переработка и утилизация осадков, образующихся на сооружениях очистки сточных вод крупных городов, является одной из наиболее актуальных проблем.

Осадки, накопленные на иловых полях и образующиеся на ГОС, представляют серьезную экологическую, эпидемиологическую и санитарно-гигиеническую опасность.

2. Пуск в эксплуатацию (1975 - 1990 гг.) сооружений биологической очистки сточных вод позволил очищать все сточные воды г. Н. Новгорода перед сбросом в р. Волгу до утвержденных нормативов.

Объем сырого осадка составляет ~ 700 м3/сут при влажности ~ 94 % и зольности -40-41 %. Объем избыточного активного ила составляет ~ 2900 - 3000 м3/сут при влажности ~ 99,2 %.

3. Из испытанных реагентов для уплотнения избыточного ила станции наиболее эффективными являются суперфосфат и отходы производства уксусной кислоты «Окшара». Оптимальная доза реагентов ила 10 - 15 г/л (1,5 - 2 г/кг сухого вещества), что обеспечивает влажность уплотненного осадка -91%.

4. Низкотемпературный нагрев ила (~ 50-70° С) существенно увеличивает начальную скорость его уплотнения, что позволяет сократить продолжительность данной стадии до 2-х ч, при одновременном снижении дозы вводимых реагентов.

5. Производительность двух фильтр-прессов составляет 1600 - 1700 м3/сут. Оптимальная концентрация раствора реагентов составляет ~ 0,1 %, оптимальная скорость движения лент - 2,5 м/мин, оптимальное давление лент - 5 кгс/см2. Внедрение фильтр-прессов позволяет значительно снизить нагрузку на иловые поля и обеспечить их эксплуатацию без превышения регламентирован

3 2 ной удельной нагрузки (0,9 м /м в год).

6. Предложены математические и структурные модели иерархических систем при различных технико-экономических условиях работы.

7. Разработана математическая модель НСА и отдельных ее подсистем.

8. Определены оптимальные параметры работы участка механического обезвоживания осадка.

9. Годовой экономический эффект от внедрения механического обезвоживания составил 1,5 млн. рублей в ценах 2006 г.

1. Найденко, В. В. Великая Волга на рубеже тысячелетий. От экологического кризиса к устойчивому развитию. Т. I, II. Найденко В. В. Нижний Новгород: Издательство «Промграфика», 2003. - 368 е., ил.

2. Яковлев, С. В. Водоотведение и очистка сточных вод / Яковлев С. В., Воронов Ю. В. Учебное пособие для вузов: - М.: АСВ, 2002. - 704 е., ил.

3. СНиП 2.04.03-85*. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1986. - 72 с.

4. Возная, Н. Ф. Химия воды и микробиология. М.: Высшая школа, 1979. - 340 е., ил.

5. Гоухберг, М.С. Проблемы обработки осадков сточных вод на станциях аэрации // Водоснабжение и санитарная техника, 1992. № 4. С. 4-5.

6. Обработка и удаление осадков сточных вод. В 2-х т. Обработка осадков / Пер. с англ. Т. А. Карюхиной, И. Н. Чурбановой, И. X. Заена. М.: Стройиздат, 1985. Т.1.-236 с.

7. Туровский, И. С. Обработка осадка сточных вод. М.: Стройиздат, 1988. -256 е., ил.

8. Обработка и утилизация осадков сточных вод / Материалы семинара -М.: МДНТП им. Ф. Э. Дзержинского, 1978. 148 с.

9. Обработка и удаление осадков сточных вод. Утилизация и удаление осадков / Пер. с англ. А. А. Виницкой, 3. Н. Макаренко. М.: Стройиздат, 1986. Т.2. - 248 с.

10. Евилевич, А. 3., Евилевич, М. А. Утилизация осадков сточных вод.- Л.: Стройиздат, 1988. 247 е., ил.

11. Жужиков, В. А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. М.: Химия, 1980. - 400 е., ил.

12. Люберецкая станция аэрации. Рекламный проспект-М.:ЛС А, 1997.-3 с.

13. Нижегородская станция аэрации. Рекламный проспект. Нижний Новгород, МУП «Водоканал», 1997. - 1 с.

14. Очистные сооружения района Южное Бутово г. Москвы. Рекламный проспект. М.: МГП «Водоканал», 1997. - 9 с.

15. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. Справочник проектировщика под ред. В. Н. Самохина. М.:Стройиздат, 1981.-638 с.

16. Кайфман, Н. М., Френкель, Б. Н. Использование новых видов отходов в производстве стекла // Стекло и керамика, 1985. № 10.

17. Войтович, В. А. Об использовании гальванических шламов / Труды 1-й науч.-технич. конф. в области охраны окружающей среды. Н. Новгород, 1993.

18. Улицкий, В. А. Использование отходов гальванических производств в цементных композициях / Межотраслевой науч.-техн. сборник. М.: 1991.

19. Аветисян, П. К., Адам, Ф.Г. Обработка и утилизация осадков сточных вод на крупных станциях аэрации // Водоснабжение и санитарная техника, 1992. №7. С. 29-30.

20. Аграноник, Р. Я. Проблемы обработки и утилизации осадков сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника, 1995. №1.-С.2-3.

21. Амбросова, Г. Т., Гвоздев, В. А., Коровкина, О. В. Техническое состояние и проблемы эксплуатации станций аэрации крупных городов Сибири // Изв. вузов. Строительство, 1997. № 5. С. 85-89.

22. Ахназарова, С. JL, Кафаров, В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. М.: Высшая школа, 1978. - 319 с.

23. Баскина, Н. М., Кузнецов, М. Ф. Утилизация осадка городских сточных вод в качестве удобрения / Научно-практическая конференция «Человек и окружающая среда»: Тез. докл. Ижевск, 1989. - С. 55-56.

24. Бендек, П., Папп, Ф. Проблемы утилизации осадков сточных вод, содержащих тяжелые металлы. Исследование методов интенсификации и повышения эффективности очистки и доочистки сточных вод.-М.: Мир, 1979.-345 с.

25. Благовещенская, 3. К., Грачева, Н. К., Могиндовид, JI. С. Утилизация осадка сточных вод // Химизация сельского хозяйства. 1989. № 10. - С. 73-76.

26. Брезкунова, В. С., Горбачев, М. С. и др. К вопросу утилизации осадка сточных вод / Гигиенические аспекты в проблемах окружающей среды. М.: 1987.-С. 85-88.

27. Гольдфарб,Л.Я., Туровский, И.С., Беляева, С.Д. Опыт утилизации осадков городских сточных вод в качестве удобрения. М.:Стройиздат,1986. - 58 с.

28. Гумен, С. Г. Обработка и утилизация городских сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника, 1995. № 4. С. 6-8.

29. Гумен, С. Г., Болыпеменников, Я. А., Марич, К. В. Обработка осадков сточных вод на центральной станции аэрации Санкт-Петербурга // Водоснабжение и санитарная техника, 1998. № 10. С. 13-15.

30. Данилович, Д. А., Козлов, М. Н., Аджиенко, В. Е., Эпов, А. Н., Вериги-на, Е. JI. Перспективные технологии в области обработки осадков сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника, 1996. № 1. С. 12-14.

31. Дрозд, Г. Я., Братиун, В. И., Литвинов, Г. Ф. О возможности переработки осадков сточных вод в строительные материалы // Водоснабжение и санитарная техника, 1992. № 4. С. 8-9.

32. Есин, А. М. Совершенствование технологии обработки осадков городских сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника, 1997. № 2. С.30-31.

33. Иваненко, П. В., Боскова, П. Г. Экологические проблемы города и утилизация отходов. Самара: Книжное издательство, 1993. - 124 с.:, ил.

34. Иорансон, И. Современные методы очистки сточных вод и утилизации осадка // Водоснабжение и санитарная техника, 1996. № 1. С. 29-30.

35. Ишков, А. Г. Проблемы утилизации шлама станций аэрации в Московском мегаполисе // Водоснабжение и санитарная техника, 1996. № 1. С. 20.

36. Кармазинов, В. А. Экономика природопользования ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» // Водоснабжение и санитарная техника, 1997. № 12.-С. 2-5.

37. Касатиков, В. А. Агрохимические свойства осадков городских сточных вод и торфоиловых компостов // Агрохимия, 1996. № 8-9.- С. 87-96.

38. Касатиков, В. А. Утилизация осадков сточных вод и бытовых отходов // Водоснабжение и санитарная техника, 1990. № 3. С. 23-25.

39. Покровская, С. Ф., Касатиков, В. А. Использование осадков городских сточных вод в сельском хозяйстве. М.: ВНИИТЭИагропром, 1987. - 59 с.

40. Hall, J. Е. Sewage sludge production, treatment and disposal in the European union // Journal of the Chartered Institution of water and Environment Management, 1995. Vol. 9. No 4.- P. 335-343.

41. Crohn, DM. Design of Long-Term sludge-loading rates for forests under uncertainty//Journal of Environmental Engineering, 1995. Vol. 121. No 9.-P. 625-632.

42. Don, Augenstein, Wise, D., Dat, N., Kheien, N. Composting of municipal sewage waste and sludge: Potential for fuel gas production in a developing country // Recourses, Conservation and Recycling, 1996. Vol. 16.-P. 265-279.

43. Tay, J. H., Show, K.Y. Municipal wastewater sludge cementitious and blended cement materials // Cement and Concrete Composites, 1994. Vol. 16.- P. 3948.

44. Celik, Т., Bayasi, Z. Performance of clay-blended sludge aggregate //Concrete Internatio nal Journal, 1995. January.- P. 63-65.

45. Hiraoka, M. Advanced sludge thermal processes in Japan // Water Science and technology, 1994. Vol. 30. No 8.- P 139-148.

46. Lu, G. Q., Lau, D. D. Characterization of sewage sludge derived adsorbents for H2S removal//Gas Separation and Purification, 1996. Vol. 10. No 2-P. 103-111.

47. Chiang, P. C., You, J. H. Use of sewage sludge for manufacturing adsorbents // Canadian Journal of Chemical engineering. Vol. 65, 1987.- P. 922-927.

48. Agerbaek, M.L., Keiding, K. Using streaming Potential in Determination of

49. Optimal Conditioning of Wastewater sludge. Optimal Dosing of Coagulants and Flocculants. IWSA-IAWQ Workshop: Germany, 1994. P. 53-64.

50. Benninger-Truax, M., Taylor, D.H. Municipal sludge metal contamination of old-field ecosystems: Does liming and tilling affect remediation. // Environ. Toxicol. Chem, 1993. Vol. 12. P. 1931-1943.

51. Bierman, P.M., Rosen, C.J., Bloom, P.R. and Nater, K.A. Soil Solution Chemistry of Sewage-Sladge Incinerator Ash and Phosphate Fertilizer Amended Soil // Journal of Enviromental Quality, 1995. Vol.24. No. 2-P.279-285.

52. Bustamante, H.A. and Waite T.D. Innovative techniques for the handling and reuse of water treatment plant sludges // Water Supply, 1995. Vol. 13.-P. 233-238.

53. Copeland, A., Vandermeyden, C. and Cornwell, D.A. Residual benefits // Civil Engineering: New York, 1995. Vol. 65. No. l-P.70-72.

54. Cutforth, SJ. Preliminary results of the anaerobic biotreatability of the effluent from the wet-air oxidation of sewage sludge // Journal of the Chartered Institution of Water and Enviromrnt Management, 1995. Vol. 9. No. 3-P. 231-235.

55. Davis, R.D. Planning the best strategy for sludge treatment and disposal operation // Water Science and Technology, 1994. Vol.30. No 8-P. 149-158.

56. Flexible working // Water & Enviroment International, 1994. Vol. 4. No 33. -P.24.

57. Fukui, Т., Murakami, T. and Ichikawa, M. The behavior of ash components in the sludge melting process // Water Science and Technology, 1994. Vol.30.No 8- P. 197207.

58. Hemme, A. and Ay, P. Municipal Sludge Properties and Floccula-tion Behaviour // Filtration and Separation, 1994. Vol. 31. No. 6-P. 647-651.

59. Houng, K.H. Contribution of organic materials to crop production // Proceedings of Workshop on the Reasonable Application Techniquec of Organic Fertilizers: Taiwan, 1995. Vol. 11-12-P. 59-71.

60. Hydraulic and computing power combine for state-of-the-art sludge dewatering // Filtration and Separation, 1996. Vol. 33. No.l-P. 25-27.

61. Kawasaki, K., Matsuda, A., Mizukawa, Y. Compression characteristics of excess activated sludges treated by freesing-and-thawing process // Journal of Chemical Engineering: Japan, 1991. Vol. 24-P. 743-748.

62. McBride, M.B. Toxic Metal Accumulation from Agriculural Use of Sludge: Are USEPA Regulations Protective? // Journal of Enviromental Quality, 1995. Vol.24. N. 1-P. 5-18.

63. Sommers, L. E. Chemical composition of sewage sludge and analysis of their potential use as fertilizers // J. of environmental Quality, 1977. Vol. 6. № 2- P. 225-232.

64. Tatemoto Yuji, Bando Yoshiyuki, Yasuda Keiji, Nakamura Masaaki, Azegami Muneo. Effect of CaO addition on rotted material // J. Chem. Eng. Jap.-1999.-32. №4.-P. 549-552.

65. Tay, J.H., Show, K.Y. Utilization of municipal wastewater sludge as building and construction materials // Journal Resources, Conservation and Recycling, 1992.Vol. 6. P- 191-204.

66. Toshio Kasai, M.Matsuda, T.Suzuki. Technology of liquation sewage sludge // Kobe Steel Eng. Repts, 1991. V.41. № 4.- P. 119-122.

67. Tyagi, R.D., Couillard, D., Tran, F. Heavy metals removal from anaerobi-cally digested sludge by chemical and microbiological methods // Envir. Pollut, 1988. V.50-P. 295-316.

68. Urbain, V., Block, J.C., Manem, J. Bioflocculation in activated sludge: an analytic approach // Water Resoursc, 1992. Vol. 27. No. 5.- P. 829-838.

69. Vesilind, P.A. and Chen, J.L. Effect of preagitation on Freeze-Thaw-Conditioned Sludge Dewaterability // Journal of Cold Regions Engineering, 1994. Vol. 8.No.4.-P. 113-120.

70. Vesilind, P.A. The role of water in sludge dewatering // Water Environment Research, 1994. Vol. 66- P. 4-11.

71. Vesilind, P.A., Hung, W-Y., Martell, C.J. Agitationand filterability offreeze/ thawed sludge // Journal of Cold Regions Engineerung. ASCE, 1991. Vol. 5. No. 2-P.77-83. '

72. Warman, P.R., Termeer, W.C. Composting and evalution of racetrack manure, grass clipping and sewage sludge // Bioresoursce Technology, 1996. Vol.55. No. 2-P. 95-101.

73. Wennmg, H.P. Utilization of sewage sludge // Chcm.«Ind.-Techn,-1989. V.61. № 4.- P.277.

74. Wong, L., Henry, J.G. Biological removal and chemical recovery of metals from sludge // In Proceedings of the 39th Industrial Waste Conference, 1984. P. 515-520.

75. Woolf, G. Germans give sludge treatment a helping hand // Chemical Engineer. 1994. No. 568 P. 24-25.

76. Yang Т., Zall, R.R. Removal of metols from sludge using chitosan columns. // Industrial Water Engineering V. 21. N 4 - P. 16-20.

77. Yashiki, D., Murakami, T. Operational results of melting system for sewage sludge // Water Science and Technology, 1990. Vol.20.- P. 1773.

78. Фильтр-пресс камерный автоматический ЧМ. Назначение. Технические характеристики. Основные особенности. Преимущества http // www. mecanik. spb. ru/voda/chm/chm.htm.

79. Исследование новых типов сооружений на канализационной сети и для очистки сточных вод г. Ленинграда. Обезвоживание осадков сточных вод на центрифугах: Отчет о НИР / Ленингр. инж.-строит. ин-т. Инв. № Б 962389. Л.: 1977. -25 с.

80. Корпус обезвоживания осадка сточных вод с 10 (8) центрифугами ОГШ-502К-4: Типовой проект 902-2-243. М.: ЦИЩ 1978.

81. Гамов, В.И. Обезвоживание осадков сточных вод на фильтр прессах с применением присадочных материалов: Автореф. диссерт. на соиск. учен, степени канд. техн. наук - М.:, 1987.-26 с.

82. Канализация населенных мест и промышленных предприятий / Под общ. ред. В. Н. Самохина. 2-е изд. перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1981. - 639 е., ил.

83. Фильтры для жидкостей: Каталог ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. М.: 1974. -246 с.

84. Определение основных параметров работы фильтр-прессов ФПАКМ при обезвоживании осадков нейтрализованных кислых железосодержащих сточных вод: Отчет о НИР / Волгоград, инж.-строит. нн-т. Инв. № Б 596154. М.: 1978. - 154 с.

85. Сгустительное оборудование. Каталог / В. Ю. Липманович, JI. Л. Смирен-номудренская. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1991.- 9 с.

86. Туровский, И. С., Агрононик, В. Я., Буланова, А. М. и др. Флотационное уплотнение и центрифугирование осадков сточных вод на станции аэрации Хоста-Кудепса // Водоснабжение и санитарная техника, 1982. № 12. С. 22-25.

87. Туровский, И. С. Обезвоживание осадков сточных вод на барабанных вакуум-фильтрах. -М.: Стройиздат, 1980. 180 с.

88. Аграноник, Р. Я. Технология обработки осадки сточных вод с применением центрифуг и ленточных фильтр прессов. М.: Стройиздат, 1985. - 144 е., ил.

89. Найденко, В. В., Губанов, Л. Н. Очистка и утилизация промстоков гальванического производства. Н. Новгород: «Деком», 1999. - 368 е., ил.

90. Аграноник, Р. Я. Выбор оптимального режима давления процесса фильтрования. Теоретические основы химической технологии, 1982. Т. 16. № 4.

91. Аграноник, Р. Я. К вопросу об оптимальном режиме давления отжима осадка. Теоретические основы химической технологии, 1983. Т. 17. № 1.

92. Липманович, В. Ю. Использование гидроциклонов для центробежного обезвоживания осадков сточных вод // Хим. и нефт. машиностроение, 1988. №11.-С.18-19.

93. Очистка производственных сточных вод / С. В. Яковлев и др. М.: Стройиздат, 1985. -316 е., ил.

94. Классен, В. И. Омагничивание водных систем. М.: Химия, 1978. -240 е., ил.

95. Дзиминскас, Ч. А., Луков, А. Н., Голубев, Н. В. и др. Опыт работы Нижегородского водоканала по водоснабжению и водоотведению. Киров: КОГУП «Кировская областная типография», 2002. - 232 е., ил.

96. Санитарная очистка и уборка населенных мест: Справочник / А. Н. Мирный, Н. Ф. Абрамов, Д. Н. Беньямовский и др.; Под ред. А. Н. Мирного. -2-е изд. перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1990. - 413 е., ил.

97. Таубман, Е. И., Бильдер, 3. Д. Термическое обезвреживание минерализованных промышленных сточных вод. Л.: 1975.101. «Дегремон». Технические записки по проблемам воды. М.: 1983. Т. 1-2.

98. Туровский, И. С., Агрононик, Р. Я., Гольдфаррб Л. Л. Обезвоживание и обезвреживание осадков сточных вод // Водоснабжение и канализация. М.: 1977, вып. 3.

99. Канализация // Яковлев С. В., Карелин Я.А., Жукав А. И., Колобанов С. К.-М.: Стройиздат, 1975. 632 е., ил.

100. Сулла, М. Б., Фихман, С. А. Применение энтропийного показателя для оценки эффективности сгустительных устройств // Водоснабжение и санитарная техника, 1972. № 11. С. 7-13.

101. Авторское свидетельство 1456379 (СССР). Иловая площадка / Авт. изобрет. Г. С. Кучеренко. Опубл. в Б. И., 1989. № 5.

102. Ковалев, В. В., Банд, М. И. Изучение процессов электрохимической очистки горячих сточных вод и фазово-дисперсных превышений осадков // Методы анализа и очистки природных и сточных вод. Кишинев, 1985. - с. 3.

103. Алексеев, В. И., Винокурова, Т. Е., Пугачев, Е. А. Проектирование сооружений переработки и утилизации отходов сточных вод с использованием элементов компьютерных информационных технологий: Учебное пособие. -М.: Издательство АСВ, 2003. 176 е., ил.

104. Тришина, Т. А., Ульянов, В. Ф. Сельскохозяйственное использование ОСВ // Химизация сельского хозяйства, 1992. № 1.-С. 94-99.

105. Мерзлая, Г. Б. Сельскохозяйственная утилизация осадков сточных вод г. Москвы // Сб.: Решение экологических проблем г. Москвы.- М.: 1994,-С. 12-14.

106. Экологически безопасное использование сточных вод и животноводческих стоков в сельском хозяйстве: Сб. научн. трудов / Алтайское хозрасчетное подразделение НПО «Прогресс». Барнаул, 1995. - 505 с.

107. ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрения.

108. Матин, 3. Р. Бионеорганическая химия токсичных ионов металлов // в кн. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. Пер. с англ.- М.: Мир, 1993.- С. 45-46.

109. Френк, Т., Коста, М., Эйхенбергер, И. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. Пер. с англ. М.: Мир, 1993.- 366 с.

110. Хеммонд, П. Б., Фолкс, Э. К. Токсичность иона металла в организме человека и животных // в кн. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов, пер. с англ // М.: Мир, 1993.- С. 155-158.

111. Тимофеева, С.С. Современное состояние технологии регенерации и утилизации металлов сточных вод гальванических производств // Химия и технология воды, 1999. Т. 12. № 3.

112. Кудельская, Г. А., Маркова, Н. П., Памелько, Г. М. Обработка и утилизация осадков промышленных сточных вод. -Киев: УкрНИИНТИ, 1982.-44 с.

113. Кузьменкова, А. М. Использование компоста из бытовых отходов в качестве органического удобрения и биотоплива // Агрохимия, 1975. №6.-С. 145-152.

114. Матвиенко, Н. И., Мамонтов, Ю. Б. К расчету установок теплового обеззараживания осадков сточных вод // Наука и техника в городском хозяйстве. Киев: 1989. № 71-С. 44-48.

115. Луков, С.А. Производственные исследования новых реагентов / Е.А. Горбачев, С.А. Луков // Изв. ЖКА. Городское хозяйство и экология. 1996. № 4.-С.61-62.

116. Луков, С.А. Проблемы обработки осадков городских сточных вод //Труды аспир. Нижегород. гос. архит.-строит. ун-та. С6.4.-Н. Новгород: ННГАСУ, 1988.-С.32-36.

117. Луков, С.А. О проблеме обработки осадков сточных вод // Сб. трудов аспирантов и магистрантов. Технические науки. Н.Новгород: ННГАСУ, 2005. -С.122-125.

118. Луков, С.А. Интенсификация процессов гравитационного уплотнения осадков // Изв. ЖКА. Городское хозяйство и экология. 1999. № 4.-С.54-58.

119. Луков, С.А. Интенсификация процессов обезвоживания осадков городских сточных вод // Сб. материалов Междун. научн.-практ. конф. «Вторичные ресурсы: социально-экономические и технологические аспекты».-Пенза,1999.-С.6.

120. Луков, С.А. Интенсификация процессов гравитационного уплотнения избыточного активного ила // Сб. материалов Междун. научн.-практ. конф. «Вторичные ресурсы: социально-экономические и технологические аспекты».-Пенза, 1999.-С.25.

121. Луков, С. А. Выбор оптимального давления фильтрующих лент на ленточном пресс-фильтре VS-201F // Водохозяйственный комплекс России: состояние, проблемы, перспективы: сб. материалов II Всероссийской научн.-практ. конф.-Пенза:РИО ПГСХА, 2004.-С.78-79.

122. Луков, С.А. Интенсификация процесса уплотнения избыточного активного ила // Водохозяйственный комплекс России: состояние, проблемы, перспективы: сб. материалов II Всероссийской научн.-практ. конф. Пенза: РИО ПГСХА, 2004.-С.79-81.

123. Луков, С.А. Интенсификация гравитационного уплотнения избыточного активного ила низкотемпературным нагревом // Сб. трудов аспирантов и магистрантов. Технические науки. Н. Новгород: ННГАСУ, 2005.-С.120-122.

124. Утсум, Э.В., Утсум, З.В. Введение в кибернетическое моделирование. -М.: Энергия, 1971.

125. Сетров, М.П. Методологические принципы построения единой организационной теории АН СССР «Вопросы философии», 1969. № 5.

126. Терещенко, В.И. Организация и управление (опыт США). М.: Экономика, 1965.

127. Мамиконов, А.Г. Управление и информация. -М.: Наука, 1975.

128. Ханика, П. Новые идеи в области управления. Руководство для управляющих. М.: Прогресс, 1969.

129. Месарович, М., Мако, О. Такохора, И. Теория иерархических многоуровневых систем. М.: Мир, 1973.

130. Антер, М. Кибернетика и развитие. М.: Мир, 1970.

131. Винер, Н. Кибернетика. -М.: Советское радио, 1958.

132. Борель, Э. Вероятность и достоверность. -М.: Наука, 1964.

133. Хорофас, Д.Н. Системы и моделирование. -М.: Мир, 1967.

134. Стаховский, Р.И. Метод изохром в решении задач оптимального управления. -М.: Энергия, 1967.

135. Полик, Л. Численные методы оптимизации. М.: 1974.

136. Цехмистро, И.Э. Диалектика множественного и единого. М.: Мысль, 1972.

137. Полак, Л.С. Лагранж и вариационные принципы механики и физики. -М-Л. Главная редакция научно-технической литературы, 1977.

138. Вигнер, Е. Этюды симметрии. М.: Мир, 1971.

139. Шамбадаль, П. Развитие и приложение понятия энтропия. М.: Наука, 1967.

140. Пирс, Дж. Символы, сигналы, шум. Закономерности и процессы передачи информации. М.: Мир, 1967.

141. Дементьев, В.Н. Обобщенный параметр оптимизации при исследовании технических систем. Научно-технический информационный сборник «Автоматизация и связь в нефтяной промышленности», вып. 11. М.: 1992.

142. Дементьев, В.Н., Пируян, JLA. Чебышевские приближения в моделировании рабочих процессов в компрессорах. Экспресс информация. Серия «Автоматизация и телемеханизация в нефтяной промышленности», вып. 9. -М.: 1991.

143. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. М.: Стройиздат, 1988. - 640 е., ил.

144. Корн, Г., Корн, Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. -М.: Наука, 1968.- 720 е., ил.

145. Зуховицкий, С.И., Авдеева, Л.И. Линейное и выпуклое программирование. -М.: Высшая школа, 1967.

146. Налимов, В.В., Чернова, Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М-Л.: Наука, 1965.

147. Ахнизарова, С.А., Кафаров, В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. М.: Высшая школа, 1978.

148. Неймарк, Ю.И., Ланда, П.С. Стохастические и хаотические колебания. -М.: Наука, 1987.

149. Пемель, М. Моделирование сигналов и систем. -М.: Мир, 1981.

150. Найденко, В.В., Губанов, Л.Н. Методология оптимизации унифицированного оборудования для очистки сточных вод // Известия ЖКА Городское хозяйство и экология, № 4. М.: 1999. - С. 38-44

151. Розоноер, Л.И. Принцип максимума Попрягина Л.С. в теории оптимизации систем // Автоматика и телемеханика, № 10. М.: 1959.

152. Колмогоров, А.Н., Фомин, С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. -М.: Наука, 1968.

153. Котов, А.В. Обезвреживание и утилизация осадков сточных вод малых населенных пунктов: Автореф. диссерт. на соиск. учен, степени канд. техн. наук: Н.Новгород: ННГАСУ, 2005. 22 с.

154. Филин, В.А. Обезвреживание осадков городских сточных вод реагентами на аминокислотной основе: Автореф. диссерт. на соиск. учен, степени канд. техн. наук: Н.Новгород: ННГАСУ, 2005. 24 с.

155. Добрынский, О.А., Дорогова, JI.C. Совершенствование технологии концентрирования избыточного активного ила // Гидролизная и лесохимическая промышленность, № 8. М.: 1988. - С.5-7.

156. Добрынский, О.А., Сенюшин, М.Н. Вакуум-сушка уплотненного активного ила // Гидролизная и лесохимическая промышленность, № 5. М.: 1988.-С.2-3.

157. Фирсов, А.И., Добрынский, О.А. Утилизация сброженного осадка сооружений лесохимических стоков // Сб.материалов Междун. научн.-практ. конф. «Экология и безопасность жизнедеятельности». Пенза, 2002. -С. 197-200.

158. Луков, С.А. Интенсификация процесса гравитационного уплотнения осадков сточных вод/Е.А. Горбачев, С.А. Луков // Межд. научн.-пром. форум «Великие реки-2005». Тез. докладов. Том 2. Н.Новгород: Нижегород. гос. ар-хит.-строит. Ун-т, 2005. С.208-210.

159. Пыльев, Ю.П. Возможность. Элементы теории и применения. М.: Эдиториал УРСС, 2000. - 192 с.

160. Данилович,Д.А., Козлов, М.Н., Мойжес, О.В. Надежность эксплуатации сооружений биологической очистки городских сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника, 2006. № 1, часть 1. С. 33-37.

161. Таварткиладцзе, И.М., Кравчук, А.М., Нечипор, О.М. Математическая модель расчета вертикальных отстойников с перегородкой // Водоснабжение и санитарная техника, 2006. № 1, часть 2. С. 39-42.

162. Луков, С.А., Горбачев Е.А., Дементьев, В.Н. Математическая модель и оптимизация работы участка механического обезвоживания осадка // Города

163. России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии: сб. материалов VIII Межд. научн.-практ. конф. Пенза: РИО ПГСХА, 2006-С.106-111.

164. Луков, С.А. Совершенствование технологии обработки осадков сточных вод в Нижнем Новгороде // Водоснабжение и санитарная техника, 2006. № 12. -С.30-32.

165. Горбачев, Е.А., Луков, С.А. Интенсификация гравитационного уплотнения ила реагентами при низкотемпературном нагреве // Достижения науки и техники АПК, 2006. № 12. С.46-47.