автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Совершенствование узла "аэрация - илоразделение" малых и средних станций биологической очистки сточных вод

На правах рукописи

□□3488244

КЛИМУХИН ИЛЬЯ ВЛАДИМИРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УЗЛА «АЭРАЦИЯ - ИЛОРАЗДЕЛЕНИЕ» МАЛЫХ И СРЕДНИХ СТАНЦИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

05.23.04 Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 о ЛЕН 2009

Волгоград-2009

003488244

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

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

кандидат технических наук

Ведущая организация

СЕРПОКРЫЛОВ НИКОЛАЙ СЕРГЕЕВИЧ

МОСКВИЧЕВА ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно -строительный университет»

КАЛМЫКОВ НИКОЛАЙ ИВАНОВИЧ ВКХ КЭЧ-2 г. Ростов-на-Дону

ГОУ ВПО «Южно-Российский государственный технический университет» (Новочеркасский политехнический институт)

Защита состоится «25» декабря 2009г. в /О часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.026.05 при ГОУ ВПО Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1 (корп. Б ауд. 203)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета

Автореферат разослан «25» ноября 2009г.

Ученый секретарь

диссертационного совета 1 г Юрьев Ю. Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В связи с реализацией государственных программ высокими темпами развивается гражданское строительство. Большинство существующих комплексов ВКХ нуждаются в модернизации. В сложившихся условиях реконструкция этих объектов с использованием инновационных технологий позволит избежать нерациональных затрат и обеспечить необходимые эксплуатационные качества. В рамках решения этих задач стоит и проблема совершенствования узла «аэрация - илоразделение» на станциях очистки сточных вод малой и средней производительности.

Ввиду ряда технологических преимуществ, метод биологической очистки повсеместно распространен и определяет себестоимость процесса. Основным элементом эксплуатационных затрат на станциях с аэротенками является оплата электроэнергии на растворение кислорода и перемешивание. Тенденции к использованию энергосберегающих технологий, появление нового оборудования и материалов определяют условия для совершенствования энергоемких процессов.

В составе современных очистных станций системы аэрации являются сложным и ненадежным элементом. Традиционные конструктивные решения илоотделителей, за исключением радиальных, не соответствуют современным требованиям к обеспечению их эксплуатационной надежности. Известны решения по модернизации илоотделителей путем их переоборудования в тонкослойные. Несмотря на то, что теория тонкослойного илоразделения глубоко изучена, конструктивное оформление технических решений далеко от совершенства.

В связи с этим изучение массообменных характеристик новых аэраторов, установление зависимости объемного коэффициента массопередачи от их технологических и конструктивных параметров, совершенствование конструкций тонкослойных илоотделителей и разработка методики расчета усовершенствованного узла «аэрация - илоразделения» являются важными научными и практическими отраслевыми задачами.

Цель диссертационной работы - оценка эффективности инженерных решений по усовершенствованию узла «аэрация - илоразделение» на базе применения водосливных аэраторов и ячеистых тонкослойных модулей при биологической очистке городских сточных вод на станциях малой и средней производительности и получение расчетных зависимостей для проектирования реальных сооружений с использованием предлагаемого оборудования.

Для достижения поставленной цели потребовалось комплексное решение ряда взаимосвязанных задач, основными из которых являлись:

1. Изучение массообменных характеристик и описание математической модели процесса массопередачи для водосливных аэраторов ВАр;

2. Разработка конструкции и метода расчета системы аэрации на базе ВАр;

3. Исследование процесса отстаивания в илоотделителях с ячеистыми тонкослойными модулями усовершенствованной конструкции;

4. Определение оптимальных гидравлических нагрузок на вторичный отстойник с ячеистыми тонкослойными модулями при различных параметрах иловой смеси;

5. Определение основных технико-экономических показателей и области применения системы аэрации на базе ВАр и тонкослойных илоотделителей.

Основная идея работы заключается в повышении эффективности процесса «аэрация - илоразделение» за счет использования энергии гидравлического прыжка и оптимизации гидродинамического режима тонкослойного отстаивания.

Методы исследований - оптические, физико-химические, биохимические методы анализа отобранных проб из экспериментальных и производственных установок, обобщение известных научных и технических результатов, обработка экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПЭВМ.

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

Научная новизна полученных результатов:

• усовершенствована математическая модель процесса биологической очистки сточных вод в аэробных условиях за счет введения критериального уравнения массопередачи в блок массообмена;

• разработан метод расчета усовершенствованного процесса аэрации струйного типа;

. выявлена взаимосвязь гидравлической нагрузки в зоне илоразделения с концентрацией, возрастными, зольными и седиментационными характеристиками суспендированной микрофлоры.

Практическое значение полученных результатов: . усовершенствованная математическая модель положена в основу разработанного

алгоритма расчета струйной системы аэрации;

• выявленная зависимость гидравлической нагрузки от дозы ила по объему и обоснованный принцип организации сбора и отведения осветленной воды позволили разработать рекомендации для усовершенствования метода расчета процесса тонкослойного илоразделения.

Реализация результатов работы:

Результаты диссертационной работы использованы ОАО «Институт «Ростовский Водоканалпроект», ООО «Ростипрогражданпром», ООО «Ростовагропромпроект», ООО «Ростовгипрошахт», ЗАО «ПНИИВиВ», НП «Компания «ЭКОС», ООО «Евразийский - проектные решения» при разработке проектной документации для строительства новых и реконструкции действующих очистных сооружений, производительностью 2,0 - 35,0 тыс. м3/сут в г. Югорске, ст. Багаевской, г. Ростове-на-Дону, г. Зверево, п. Лазаревское, ОАО «ГМК «Норильский никель».

На защиту выносятся следующие основные научные положения:

• представленная математическая модель позволяет установить зависимость параметров процесса струйной аэрации от входных и выходных показателей процесса окисления, кинетики биохимических реакций и закономерностей массопередачи, обеспечивающих повышение эффективности очистки сточных вод;

• массообмен при реализации процесса струйной аэрации описывается критериальным уравнением, используемым для расчета расхода и свободного напора рабочей жидкости, параметров гидравлического прыжка, периода аэрации, коэффициента массопередачи, входящих в блок уравнений массообмена усовершенствованной математической модели;

• установленная зависимость гидравлической нагрузки в зоне реализации процесса тонкослойного отстаивания от физических свойств, микробиологических особенностей и седиментационных характеристик иловой суспензии может быть использована при расчете результирующих параметров процесса гравитационного илоразделения;

• повышение эффективности разделения иловой смеси в зоне тонкослойного отстаивания может обеспечиваться оптимизацией параметров организации сбора и отведения осветленной воды;

• предложенные алгоритм расчета и рекомендации позволили разработать конструкции водосливных аэраторов ВАр и усовершенствовать ячеистые тонкослойные модули, а также обеспечили возможность их проектирования для станций биологической очистки сточных вод малой и средней производительности.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на: Международной научно-практической конференции института инженерно-экологических систем РГСУ (Ростов-на-Дону, 2004 - 2009 гг.), «Техновод» (Казань, 2005 г., Калуга, 2008 г.), «Экологическая безопасность городов юга России и рациональное природопользование», (Ростов-на-Дону, 2004, 2006 г.), «Яковлевские чтения», (Новочеркасск 2008 г., Москва, 2009 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 16 печатных работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получено 3 патента РФ. Общий объем публикаций - 2,3 печатных листа, личный вклад автора в публикации - 70%.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа имеет общий объем - 129 страниц основного текста, содержит 18 таблиц, 26 рисунков, 110 формул, библиографический список из 183 наименований и 8 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, её научная новизна и практическая значимость, определены цели и задачи исследований.

В первой главе диссертации на основе обзора отечественной и зарубежной технической литературы, а также патентной информации, проведен анализ конструктивных решений и условий работы узла «аэрация - илоразделение» малых и средних станций биологической очистки сточных вод.

В практике очистки сточных вод используются пневматические, механические, пневмомеханические, струйные и эрлифтные аэраторы.

Применение новых материалов и оборудования для диспергирования воздуха позволило повысить надежность известных систем аэрации, но не исключить имеющиеся у них недостатки: кольматация, повышенный износ, вибрация, коррозия рабочих элементов, низкая эффективность, высокая стоимость и сложность эксплуатации воздуходувного оборудования.

Струйные системы аэрации на базе водосливных аэраторов ВАр лишены перечисленных недостатков, что обуславливает целесообразность их применения в процессах биологической очистки сточных вод, но их внедрение сдерживается отсутствием адаптированных к новому оборудованию массообменных и энергетических характеристик, а также методов расчета.

В рамках существующих строительных объемов интенсификация работы аэротенков достигается увеличением концентрации биомассы, что требует симбатного повышения производительности вторичных отстойников. Применение

тонкослойных модулей позволяет создать оптимальные условия для осаждения, увеличить коэффициент использования объема и сократить продолжительность пребывания биомассы в условиях, вызывающих снижение ее активности.

Конструкция блоков ячеистых модулей из полимеров не требует дополнительного каркаса, что обуславливает ее малый вес; шевронное сечение элементов стабилизирует процесс сползания твердой фазы; малые гидравлические радиусы обеспечивают ламинарный режим в тонкослойных элементах. Важным преимуществом ячеистых тонкослойных модулей является отсутствие зазора между смежными рядами и возможность адаптации к любым формам резервуаров. Однако их применение сдерживается несовершенством существующих методов расчета, не учитывающих седиментационные характеристики иловой суспензии при определении допустимой гидравлической нагрузки, базирующихся на упрощенном подходе к организации системы сбора осветленной воды только на основе допустимой удельной нагрузки на водослив.

Обозначенные проблемы обуславливают актуальность изучения и совершенствования узла «аэрация - илоразделение».

Во второй главе изложены общие подходы к математическому моделированию процесса биологической очистки сточных вод применительно к узлу «аэрация - илоразделение», включающему три блока: блок кинетических уравнений, блок уравнений материального баланса и блок уравнений массообмена.

1. Блок кинетических уравнений, при выборе которых учитывается полнота определения входящих в них констант для сточных вод различного состава, описывает потребление кислорода, субстрата, синтез продуктов метаболизма и рост биомассы. Анализ зависимостей, предлагаемых различными авторами, привел к выводу о целесообразности использования уравнения бисубстратной ферментативной реакции, предложенного сотрудниками ВНИИ ВОДГЕО для определения скорости потребления субстрата, применяемого для расчета аэротенков, дополненного членом, учитывающим средний возраст биомассы в биореакторе:

Р = Ртах----1---1,047Ы5 --7=1 (1)

ИтахЬех-С0+Кь-С0+К0-Ьех 1 + ф-а,

где В - средний возраст биомассы, сут,

I - температура обрабатываемой жидкости, °С.

2. Блок уравнений материального баланса по загрязнениям и кислороду при установившемся режиме процесса для аэротенка-смесителя

Q Len (^en)

pai(l-s)W

WdLcx(Cex)

(1 +R)QLex(Cex) /Вторичный тонкослойный| отстойник

RQLex(Cr)

- по органическим загрязнениям, оцениваемым БПК„,

откуда

Len-Q-dt+Lex-R-Q-dt-Lex(l+R)-Q-dt = p-ai(l-s)-W-dt+W-dLex,

^f = |(Le„-Lex)-p-ai(l-s);

(2)

(3)

(4)

- по растворенному кислороду

(Си, +К-Сг)-(3-(к-Сех(1 + К)-(3,<Й =

где ку -объемный коэффициент массопередачи, ч"1,

Яо- удельный расход кислорода воздуха, мг02/мгБ1ЖПолн, Ср - равновесная концентрация растворенного кислорода, мг02/л, откуда

%- = -Яо-р-а1а-8)-КСех-Сеп)+К(Сех-Сг)]»^ + ку(СР-Сех). (5)

dt \У

Для установившегося процесса, то есть для Q = const, Lcl Т = const - производные dLex/dt=0 и dCex/dt=0.

Согласно последнему, из уравнений (3) и (5) получается

Q

atm

arp-0-s)'

k _g0-p-ai(l-s) | [(Cex -Cen) + R-(Cex -Cr)]

Cp -cex

const, a, = const,

(6) (7)

*аПт>'(Ср Сех) где 1а,т - период аэрации, ч.

Вторым членом уравнения (7) в практических расчетах можно пренебречь. Заменив в (7) сомножитель а;-р-(1—э) выражением из (6), окончательно получим

_ Чо '(Len -Lex) 4-i

'atm "(Ср -Сех)

(8)

Уравнения (6) и (8) являются расчетными для аэротенков-смесителей с учетом ку. 3. Блок уравнений массообмена.

Применение метода размерностей .и пи-теоремы позволило предположить наличие регрессионной зависимости для объемного коэффициента массопередачи ку для описания процесса массообмена в аэротенках с водосливными аэраторами.

kv -Wp/Qu = А-(Яесж)ь .(D3KB /d3KB)4Z/H)d -(Z/LK)e, (9)

где A,b,c,d,e - коэффициенты уравнения регрессии; WP- объем зоны обслуживания, м3; Q„- циркуляционный расход, м3/с; Rec)K~ число Рейнольдса в сжатом сечении;

DJKB, d3KB - соответственно эквивалентные диаметры зоны обслуживания и колонны, м; Z - высота расположения водослива колонны над отметкой дна водобойного лотка, м; Н - напор воды над водосливом с тонкой стенкой, м; Lk - длина водобойного лотка, м.

Уравнение (9), состоит из пяти безразмерных критериальных комплексов, каждый из которых учитывает зависимость работы ВАр от технологических параметров проектируемой конструкции и свойств аэрируемой жидкости:

• kv'Wp/Qu- кратность обмена и глубину реактора;

• Re„ - расход жидкости, подаваемый насосом, а также периметр водослива или удельный расход на погонный метр водослива центральной трубы аэратора;

. D-jKB/d:)KB - величину зоны обслуживания одного аэратора;

. Z/H и Z/LK — соотношения, позволяющие установить параметры водослива и водобойного колодца для формирования совершенного гидравлического прыжка. С учетом представленной математической модели процесса были конкретизированы основные задачи экспериментальных исследований. В третьей главе дано описание экспериментальной установки (LxBxH=2,0x0,5x3,5m, рис.1), изложены методики и материалы исследований, получены зависимости для описания процесса массопередачи, позволяющие определить технологические параметры ВАр, а также рассчитать объемный коэффициент массопередачи аэрационного сооружения. Для определения значений объемного коэффициента массопередачи использовалась методика переменного дефицита кислорода

Рис. 1. Схема экспериментальной установки.

1 - аэрационный резервуар; 2 - полая аэрацион-ная колонна с водосливным отверстием; 3 - водобойный лоток с водосливом с тонкой стенкой; 4 - циркуляционный насос; 5 - расходомер; 6 - задвижка рециркуляции; 7 - задвижка подачи на аэрацию; 8 - датчик растворенного кислорода.

Анализ результатов опытов (табл. 1) показывает, что все величины, входящие в критериальные комплексы уравнения (9), оказывают существенное влияние на значение объемного коэффициента массопередачи.

Таблица 1 - Результаты экспериментальных исследований ВАр

Ъ,м Оц, М3/с и /(см) 7Ж 7ЛК Ку20> ч"1 ОС, г02/(м3-ч) Е, кг02/ (кВт-ч)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0,2 0,0042 0,070 55777 1,662 0,286 2,64 23,372 1,83

0,4 0,0042 0,070 55644 3,324 0,571 3,64 32,269 2,08

0,6 0,0042 0,070 55911 4,986 0,857 4,05 35,924 1,97

0,2 0,0062 0,103 84978 1,251 0,182 2,12 18,787 0,99

0,4 0,0062 0,103 89621 2,503 0,364 3,44 30,548 1,36

0,6 0,0062 0,103 89621 3,754 0,545 4,21 37,363 1,35

0,2 0,0091 0,152 105528 1,864 0,364 6,48 57,478 2,08

0,4 0,0101 0,168 118730 1,715 0,267 11,11 98,546 2,64

0,6 0,0097 0,162 113252 2,657 0,400 6,62 58,719 1,40

0,2 0,0104 0,173 125704 0,837 0,133 4,94 43,818 1,39

0,4 0,0101 0,168 122510 1,715 0,267 10,97 97,304 2,61

0,6 0,0097 0,162 118496 2,657 0,400 6,92 61,380 1,46

0,2 0,0110 0,183 129755 0,800 0,133 3,60 31,932 0,96

0,4 0,0110 0,183 127994 1,599 0,267 10,45 92,647 2,29

0,6 0,0110 0,183 129755 2,399 0,400 9,67 85,737 1,79

Значения объемного коэффициента массопередачи ку возрастают с увеличением высоты расположения водослива колонны над уровнем дна водобойного лотка Ъ от 0,2м до 0,6м. Однако при увеличении значений от 0,4м до 0,6м ку либо увеличивается незначительно, либо даже уменьшается. Это подтверждает имеющиеся сведения из технической литературы об оптимальной для водослива величине Ъ, равной 0,45 -0,50м. Максимальные значения ку были получены при величинах удельной нагрузки на водослив цуд = 0,168 - 0,183м3/(с-м), при дальнейшем увеличении нагрузки на водослив значения ку практически не изменяются.

Необходимо отметить существенное влияние на процесс массопередачи длины водобойного колодца, которая совместно с величиной яуд определяют тип гидравлического прыжка. Наилучшие результаты имеют место при стабильном совершенном гидравлическом прыжке. Более низкие значения ку получены при затопленном прыжке и прыжке «волна».

Обработка результатов опытов выполнялась с использованием программы «Статистика» 6.0 на ПЭВМ. Для математической модели, описывающей эксперимент, были определены коэффициенты регрессии шести различных зависимостей.

и

Наилучшие статистические показатели были получены для зависимости (10).

( (к -V/ У| '8 - —

<3ц

^экв

Ч^экв J

+ь

'4-

= А+Ь,-1ё(11е01()+Ь2-1ё

Обработка результатов позволила определить значения коэффициентов регрессии уравнения (10): А = -И,6345; Ь,= -0,2051; Ь2= 12,8858; Ь3= -0,5065; Ь4= 0,4101.

Величина коэффициента множественной регрессии и коэффициента детерминации Кмн2 = 0,917 близка к единице, что говорит о хорошем приближении линии регрессии к наблюдаемым данным и о возможном построении качественного прогноза процесса аэрации ВАр с использованием уравнения (10).

Уровень значимости (10) р=0,0373 < 0,05 также подчеркивает достоверность результатов. Все величины коэффициентов регрессии значимы на уровне значимости 0,05, за исключением коэффициента Ь|, имеющего 12%-й уровень значимости. Величина рассчитанной статистики Дарбина - Уотсона, равная 1,56 < 1,96 - табличного значения при 5%-ом уровне значимости, свидетельствует об отсутствии автокорреляции и некоррелированности остатков принятой модели, что подтверждается сравнением экспериментальных данных и значений, рассчитанных по уравнению (10).

Установленные технологические параметры ВАр ОС = 60 - 98 г02/(м3,ч) и ку = 6,5 - 11,0ч"1 превосходят показатели большинства традиционно применяемых отечественных пневматических аэраторов, а по технико-экономическим показателям Е = 2,1 - 2,6 кгОг/(кВт-ч) идентичны механическим аэраторам. Это позволяет использовать ВАр в качестве систем аэрации на станциях очистки сточных вод малой и средней производительности и в качестве оборудования для насыщения воды кислородом в аэрационных сооружениях любой производительности.

В четвертой главе изложены материалы исследований узла «аэрация -илоразделение»: процесса аэробной биологической очистки сточных вод в биореакторе периодического действия с водосливным аэратором ВАр на полупроизводственной установке (ЬхВхН=3,1х2,Зх2,5м, рИС 2) и процесса илоразделения в производственных условиях в действующем вторичном отстойнике (ЬхВхН=9,5х8,5х4,5м, рис. 5), оборудованном ячеистыми тонкослойными модулями, и выполнено обоснование организации системы сбора осветленной воды в отстойниках с тонкослойными модулями.

На этапе полупроизводственных исследований проверяли согласование параметров водосливной системы аэрации на водопроводной воде и в условиях насыщения кислородом воздуха реальных сточных вод на очистных сооружениях. Водосливной

аэратор был установлен в торцевой части лотка очищенных сточных вод ОСК ОАО «ПО Водоканал г. Ростова-на-Дону» и отделен от основного потока непроницаемой перегородкой.

Рис.2. Схема полупроизводственной установки.

1 - полая подающая колонна; 2 - подпорная стенка; 3 - зубчатый водослив; 4 - погружной осевой или импеллерный насос; 5 - водобойный колодец.

Значения объемных коэффициентов массопередачи в биореакторе периодического действия определялись по балансу растворенного кислорода с учетом динамики его потребления на окисление органических загрязнений и эндогенное дыхание активного ила (рис. 3).

| у = 2Е-08х3 - ЗЕ-05х2 + 0,0153х И2 = 0,9786.

у = 1Е-08х3 - 1Е-05х2 + 0,0078х

! у -8Е-09х3 + 1Е-05х2 - 0,0076х +1,653' I * ~~ - ___Ыг = 0,9413

600

Время аэрации, мин

.... динамика изменения концентрации 02 без учета его потребления;

__динамика изменения концентрации 02 при отключенном аэраторе;

_динамика изменения концентрации с учетом его потребления;

Рис.3. Динамика изменения содержания кислорода в сточной жидкости при работающем и отключенном ВАр в биореакторе периодического действия.

Изучено влияние на процесс потребления кислорода в биореакторе с ВАр характеристик иловой смеси (доза 0,5 - 3,5г/л, зольность 0,25 - 0,3, возраст 3 - 5сут.) и их влияние на процесс массообмена при нормативной биологической очистке городских сточных вод. При этом значения ку определялись по (И), полученному путем решения системы уравнений (6) и (8), (рис. 4).

д0-агр-(1-5) -1

"V ——~ г : >ч ■

(П)

(СР — Сех)

Полученные зависимости подтверждают тезис о необходимости учета характеристик биомассы в аэротенках при расчете систем аэрации.

Технологические параметры ВАр при очистке реальной сточной жидкости: ку = 7,7 - 11,0 ч-', ОС = 60 - 95 г02/(м3-ч), Е = 2,2 - 2,5 кг02/(кВт-ч) удовлетворительно согласуются с данными, полученными на водопроводной воде, рекомендуются к использованию при проектировании.

? И "

3"

>

а

в 9 а

3

о.

г =

и

Я а ■в* -в-п о ■X в 3 ■ в г

<и Л

Ю

О

—о— 8=0,25; В=3сут; —д— 8=0,25; В=4сут; —о— 8=0,25; В=5сут; —•—8=0,30; В=3сут; —*—8=0,30; В=4сут; —■— 8=0,30; В=5сут;

Рис.4. Зависимость требуемых значений коэффициентов массопере-дачи от дозы ила в аэротенке при различных зольности и возрасте активного ила.

0,5

1,5 2,5

Доза ила, а:, г/л

3,5

В связи с тем, что характеристики иловой смеси в условиях интенсификации биологической очистки путем повышения концентрации биомассы в аэротенке оказывают существенное влияние на процесс илоразделения, на втором этапе были проведены производственные исследования процесса илоразделения во вторичных отстойниках, оборудованных ячеистыми тонкослойными модулями.

Задачами данного этапа производственных исследований являлись:

1) определение интервала гидравлической нагрузки qa на тонкослойные модули в зависимости от дозы ила по объему в аэротенке, при которых вынос взвешенных веществ из отстойника не превышает 15мг/л;

2) влияние конструктивных решений (схемы расположения и количества лотков сбора осветленной воды) на эффективность работы тонкослойного отстойника.

Воздух |

Исследуемая производственная установка (рис. 5), производительностью 14,0 тыс. м3/сут, входит в состав первой очереди комплекса очистных сооружений канализации ОАО ПП «Ростовская Станция Аэрации» г. Ростова-на-Дону.

Исследовалась работа вторичного тонкослойного отстойника на одной секции, площадью 80,75м2 при расходах иловой смеси в интервале 300 - 900м3/ч. Гидравлическая нагрузка на тонкослойные модули высотой 1,50м с размерами ячеек 130x84мм при этом составляла 0,396 - 1,189м3/(м2-ч).

Зависимость гидравлической нагрузки на тонкослойный отстойник от величины илового индекса и концентрации биомассы определяли через дозу ила по объему:

1У = ■ 1ь см3/дм3, (12)

где а, - доза ила по весу или концентрация активного ила, г/дм3, 1| - иловый индекс, см3/г.

Рис.5. Схема производственной установки.

I - аэротенк; 2 - вторичный тонкослойный отстойник; 3 - тонкослойные модули; 4 - биореактор доочистки с ершовой загрузкой;

5 - лотки сбора осветленной воды;

6 - эрлифт; 7 - приямок; 8 - лоток возвратного ила из вторичного отстойника; 9 - струенаправля-ющий щит; 10 - система регенерации тонкослойных модулей;

II - распределительный лоток иловой смеси аэротенка.

Расход иловой смеси регулировался с помощью шиберов на впускных окнах исследуемого вторичного отстойника. Соотношение расходов возвратного активного ила и осветленной жидкости регулировалось производительностью эрлифта.

Результаты производственных исследований (рис. 6) показывают устойчивую зависимость (13) гидравлической нагрузки на вторичный тонкослойный отстойник от дозы ила по объему в аэротенке, рекомендуемую к использованию на практике.

= 494,43 • 1у-М75\ м3/(м2-ч). (13)

Обязательным условием надежной работы тонкослойного отстойника является равномерность распределения гидравлической нагрузки, обеспечиваемая равенством потерь напора на пути движения воды от верха тонкослойных модулей до переливных кромок сборных лотков (14), обеспечивающих отвод воды.

Ьь-с-Ьфс; (14)

где Ьь-с, Ь(1.с - потери напора на пути движении осветленной воды от точки Ь к

точке с и, соответственно, от точки (I к точке с (рис. 7).

Рис.6.

Зависимость гидравлической нагрузки на вторичный тонкослойный отстойник от дозы ила по объему в аэротенке.

450

Доза ила по объему, 1у, см3/дм3

Рис.7. Расчетная схема установки сборных лотков в отстойнике с тонкослойными блоками.

1 - тонкослойные модули; 2 - лотки сбора и отвода осветленной воды; а, Ь, с, С], </ и - диктующие точки.

А1 1]

Из обобщения гидравлических расчетов с использованием уравнения Дарси -Вейсбаха и теоремы Пифагора, методом итераций получена зависимость расстояния между водосливными кромками смежных сборных лотков от глубины воды над поверхностью тонкослойных модулей (15).

а<К'-У12, м, (15)

где а - расстояние между водосливами смежных сборных лотков, м,

К - глубина воды над поверхностью тонкослойных модулей, м.

Несоблюдение (15) приводит к различной гидравлической нагрузке на отдельные зоны тонкослойных блоков и повышенному выносу взвешенных веществ над этой зоной.

Оптимальные значения параметров К (рис. 8) находятся в пределах от 0,29 до 1,15м. При этом параметр К = 0,29м является критической величиной, при дальнейшем уменьшении которой лотки перекрывают рабочую площадь модулей, что создает дополнительное сопротивление на выходе из тонкослойных элементов и приводит к их кольматации. Увеличение К, в свою очередь, приводит к росту капитальных затрат, в связи с необходимостью увеличения строительной глубины емкости.

Параметрическая совместимость системы «аэротенк + вторичный тонкослойный

отстойник» при использовании тонкослойных модулей для оптимизации процесса

илоразделения в сочетании с водосливными аэраторами ВАрдля интенсификации

работы аэротенков в условиях повышенных доз ила, полностью отвечает

технологическим потребностям повышения производительности очистных

сооружений без увеличения их конструктивных размеров, а полученная зависимость

для организации системы сбора осветленной воды в тонкослойных отстойниках

позволяет обеспечить высокую

эффективность очистки сточных вод в

этом технологически неразделимом блоке.

Рис.8. Зависимость максимального расстояния между лотками сбора осветленной воды от высоты их

0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 .,0 1,1 1,2 расположения над

тонкослойными модулями.

К, м

В пятой главе приведено описание рекомендуемых технологических схем и конструктивных решений интенсификации узла «аэрация - илоразделение», разработанных при участии автора для 5-ти объектов. Представлена методика расчета сооружений биологической очистки с суспендированной микрофлорой с аэраторами ВАр и ячеистыми тонкослойными модулями, позволяющая на практике в зависимости от расхода сточных вод, состава и концентрации содержащихся в них загрязнений, необходимой степени очистки определить оптимальное соотношение объемов аэротенка и вторичного тонкослойного отстойника.

Выполнен сравнительный технико-экономический анализ использования ВАр. Экономический эффект по приведенным затратам от применения ВАр в качестве оборудования для насыщения очищенной сточной жидкости кислородом на станции производительностью 230,0 тыс. м3/сут по сравнению с механическими и пневматическими аэраторами составил 0,381 и 4,050 млн. руб./год соответственно, а в качестве системы аэрации на станции производительностью 1,4 тыс. м3/сут - 1,164 млн. руб./год. Предотвращенный экологический ущерб водным ресурсам по БПКП0Лн и взвешенным веществам в результате замены во вторичном отстойнике производительностью 57,5 тыс. м3/сут трубчатых тонкослойных модулей на ячеистые составил 5,146 млн. руб./год.

На основании анализа результатов расчетов, выполненных для различных исходных данных, разработаны и представлены общие рекомендации по конструированию и эксплуатации узлов «аэрация - илоразделение» для станций биологической очистки сточных вод малой и средней производительности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано решение проблемы повышения эффективности работы узла «аэрация - илоразделение» на базе применения энергосберегающих аэраторов ВАр и бескаркасных ячеистых тонкослойных модулей при биологической очистке городских сточных вод на станциях малой и средней производительности. По результатам теоретических и экспериментальных исследований молено сделать следующие основные выводы:

1. Обосновано, что совершенствование работы узла «аэрация - илоразделение» на станциях биологической очистки сточных вод малой и средней производительности с повышенными концентрациями активного ила достигается совместным применением аэраторов ВАр в аэротенках и ячеистых тонкослойных модулей во вторичных отстойниках.

2. Процесс массопередачи для аэратора ВАр описан с помощью системы дифференциальных уравнений, включающей кинетическое уравнение для скорости изъятия загрязнений, уравнения материального баланса по загрязнениям и растворенному кислороду и уравнение массообмена. Подтверждена статистически значимая корреляция результатов расчетов, выполненных по уравнениям математической модели, с данными экспериментальных исследований.

3. Для аэратора ВАр определена зависимость объемного коэффициента массопередачи от конструктивных и технологических параметров системы аэрации.

4. Аппаратурная совместимость системы «аэротенк + вторичный тонкослойный отстойник» при использовании ячеистых модулей для оптимизации процесса илоразделения в сочетании с аэраторами ВАр отвечает технологическим потребностям повышения производительности очистных сооружений без увеличения их конструктивных размеров, а полученная зависимость для организации системы сбора осветленной воды в отстойниках, позволяет обеспечить нормативную эффективность очистки по БПКполн и взвешенным веществам до' 15мг/л.

5. Разработанная методика расчета узла «аэрация - илоразделение» на базе использования аэраторов ВАр и ячеистых тонкослойных модулей позволяет на практике в зависимости от расхода сточных вод, состава и концентрации содержащихся в них загрязнений, необходимой степени очистки определить оптимальное соотношение объемов аэротенка и вторичного тонкослойного отстойника и их основные технико-экономические показатели.

6. Технико-экономический анализ позволяет рекомендовать использование ВАр в качестве системы аэрации на станциях очистки сточных вод малой и средней производительности и в качестве оборудования для насыщения воды кислородом в

аэрационных сооружениях любой производительности.

7. Предложенные технологические схемы, конструктивные решения и рекомендации внедрены на двух действующих объектах, используются в практике проектирования семи организаций.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ОТРАЖЕНО

В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ Публикации в ведущих рецензируемых научно-технических журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Климухин, И.В. Опыт использования ячеистых тонкослойных модулей при реконструкции очистных сооружений канализации г. Ростова-на-Дону. [Текст] / И.В. Климухин, C.B. Посупонько, В.Д. Климухин, А.Ю. Скрябин, C.B. Носов // Водоснабжение и санитарная техника. - 2009. - №11. - с. 50-54.

2. Климухин, И.В. Водосливные аэраторы - решение проблем малых и средних станций аэрации. [Текст] / Н.С. Серпокрылов, C.B. Посупонько, В.Д. Климухин, С.Ф. Бояренев, И.В. Климухин // Водоснабжение и санитарная техника. - 2005. - №6. - с.30-33.

3. Климухин, И.В. Программный комплекс расчета эрлифтных установок. [Текст] / C.B. Посупонько, В.Д. Климухин, И.В. Климухин // Водоснабжение и санитарная техника. - 2003. -№7. - с. 17-20.

Патенты

4. Климухин, И.В. Патент РФ на изобретение №2364686 по заявке №2008108872. «Ламель и модуль из собранных в пакет ламелей» / C.B. Посупонько, В.Д. Климухин, И.В. Климухин, М. Маргграфф.

5. Климухин, И.В. Патент РФ на полезную модель №42521 по заявке №2004124805. Водосливной аэратор поверхностного типа / C.B. Посупонько, В.Д. Климухин, И.В. Климухин, C.B. Клюева, Н.В. Климухина.

6. Климухин, И.В. Патент РФ на изобретение №2220113 по заявке №2002126859. Устройство для аэрации жидкости / C.B. Посупонько, В.Д. Климухин, И.В. Климухин, C.B. Клюева, Н.В. Климухина.

Отраслевые издания и материалы конференций

7. Климухин, И.В. Параметры совместимости системы «аэротенк + вторичный отстойник» в очистке сточных вод малых населенных мест. [Текст] / И.В. Климухин // «Строительство 2009»: сб. матер, междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит, ун-т. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2009. - с.72-74.

8. Климухин, И.В. Производственный анализ режима работы сооружений биологической очистки сточных вод по окислительной мощности. [Текст] / И.В.

Климухин, Н.С. Серпокрылов, А.Ю. Скрябин, C.B. Посупонько, В.Д. Климухин, C.B. Носов // Производственно-технический и научно-практический журнал «Водоочистка, Водоподготовка, Водоснабжение», 2008, №8. - с.27-29.

9. Климухин, И.В. Минимизация энергозатрат систем аэрации очистных сооружений канализации. [Текст] / И.В. Климухин, C.B. Посупонько // Совершенствование систем водоснабжения и водоотведения по очистке природных и сточных вод: межвузовский сб. науч. трудов / Самарск. гос. арх. -строит, ун-т. - Самара, 2008. - с.181-183.

10. Климухин, И.В. Технологические показатели работы вторичных отстойников с ячеистыми тонкослойными модулями в производственных условиях. [Текст] / И.В. Климухин, C.B. Посупонько, C.B. Носов // «Строительство 2008»: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2008. - с.24-25.

11. Климухин, И.В. Перспективы использования ячеистых тонкослойных модулей при реконструкции очистных сооружений канализации г. Ростова н/Д. [Текст] / И.В. Климухин, C.B. Посупонько, C.B. Носов // Технологии очистки воды «Техновод 2008»: материалы IV Междунар. науч.-практ. конф., г. Калуга, 26-29 февр. 2008 г. / Юж. - Рос. гос. техн. ун-т.(НПИ). Новочеркасск: «Оникс+», 2008. - с. 198-201.

12. Климухин, И.В. Сравнительная характеристика энергетических затрат различных систем аэрации. [Текст] / И.В. Климухин // «Строительство-2007»: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2007. - с.14-16.

13. Климухин, И.В. Результаты производственных исследований водосливного аэратора. [Текст] / И.В. Климухин // «Строительство-2006»: сб. матер, междунар. науч.-практ. конф./ Рост. гос. строит, ун-т. - Ростов-на-Дону: РГСУ, 2006. - с.45-47.

14. Климухин, И.В. Перспективы использования тонкослойных модулей и загрузок из полимеров в практике очистки сточных вод. [Текст] / И.В. Климухин, Н.С. Серпокрылов, В.Д. Климухин, C.B. Посупонько, А.П. Стасюк // «Экологическая безопасность городов юга России и рациональное природопользование»: сб. матер, конф./ Под ред. А. А. Зайцева. - М.: РАЕН, 2006. - c.l 11-113.

15. Климухин, И.В. Сравнительный расчет тонкослойных отстойников различной конструкции. [Текст] / И.В. Климухин, Н.С. Серпокрылов, В.Д. Климухин, C.B. Посупонько // Технологии очистки воды «ТЕХНОВОД-2005»: сб. матер, междунар. II науч.-практ. конф. - Казань: 2005. - с.144-148.

16. Климухин, И.В. Новые аэраторы для очистных сооружений малой и средней производительности. [Текст] / Н.С. Серпокрылов, И.В. Климухин, С.Ф. Бояренев C.B. Посупонько, // «Строительство-2004»: Материалы Юбилейной Междунар. науч.-практ. конф. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2004. - с.24-25.

КЛИМУХИН ИЛЬЯ ВЛАДИМИРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УЗЛА «АЭРАЦИЯ - ИЛОРАЗДЕЛЕНИЕ» МАЛЫХ И СРЕДНИХ СТАНЦИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

05.23.04 Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов.

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 18.11.2009г. Печать цифровая. Бумага офсетная. Гарнитура тайме. Формат 60x84 1/16. Уч.-издл. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 1518 344006 г. Ростов-на-Дону, ул. Суворова, 19.

Введение.

1. Анализ конструктивных решений и условий работы узла «аэрация-илоразделение» на малых и средних станциях биологической очистки сточных вод.

1.1. Требования к качеству очищенных сточных вод.

1.2. Классификация систем аэрации и их основные параметры.

1.3. Классификация систем илоразделения и их основные параметр.

1.4. Теоретическое обоснование целесообразности использования схем с высокими коэффициентами рециркуляции в процессах биологической очистки сточных вод.

Выводы по первой главе и постановка задач исследований.

2. Математическая модель процессов биологической очистки сточных вод в аэробных условиях.

2.1. Общие принципы построения математической модели процесса очистки сточных вод в аэробных биореакторах.

2.2. Блок кинетических уравнений.

2.3. Блок уравнений материального баланса.

2.4. Блок уравнений массообмена.

Выводы по второй главе.

3. Методы и результаты экспериментальных исследований.

3.1. Исследования массообменных свойств водосливных аэраторов.

3.1.1. Описание экспериментальной установки.

3.1.2. Методика определения объемного коэффициента массопередачи.

3.1.3. Объемный коэффициент массопередачи и его зависимость от физических свойств жидкости и технологических параметров работы аэрационного сооружения.

Выводы по третьей главе.

4. Полупроизводственные и производственные исследования узла «аэрация — илоразделение».

4.1. Исследования процесса аэробной биологической очистки сточных вод в биореакторе периодического действия с водосливным аэратором ВАр.

4.1.1. Задачи полупроизводственных исследований.

4.1.2. Описание полупроизводственной установки.

4.1.3. Методика полупроизводственных исследований.

4.1.4. Анализ результатов полупроизводственных исследований.

4.2. Производственные исследования процесса илоразделения в отстойнике, оборудованном тонкослойными модулями.

4.2.1. Задачи производственных исследований.

4.2.2.Описание производственной установки.

4.2.3. Методика производственных исследований.

4.2.4. Анализ результатов производственных исследований.

Выводы по четвертой главе.

5. Рекомендуемые схемы компоновок и конструктивного оформления при интенсификации узла «аэрация-илоразделение» и методы их расчета для сооружений аэробной биологической очистки сточных вод с суспендированной микрофлорой.

5.1. Примеры конструктивных решений интенсификации узлов «аэрация-илоразделение».

5.2. Методика технологического расчета усовершенствованного узла «аэрация-илоразделение»

5.2.1. Расчет аэрационного сооружения на базе ВАр.

5.2.2. Расчет илоотделителя с ячеистыми тонкослойными модулями.

5.3. Технико-экономический анализ результатов оптимизационного расчета интенсификации узлов «аэрация-илоразделение».

5.3.1. Сравнительный анализ использования ВАр для аэрации сточной жидкости в аэротенках.

5.3.2. Сравнительный анализ использования ВАр для насыщения кислородом очищенных сточных вод перед их сбросом в водоем.

5.4. Оценка предотвращенного экологического ущерба в результате применения ячеистых тонкослойных модулей во вторичных отстойниках.

5.5. Общие рекомендации по эксплуатации интенсифицированного узла аэрация-илоразделение».

Выводы по пятой главе.

В настоящее время в нашей стране в связи с принятием и реализацией целого ряда государственных программ (образование, медицина, социальное жилье и др.) высокими темпами развивается гражданское и жилищное строительство. Связанное с этим расширение городских территорий ■ • предопределяет необходимость быстрого развития систем водоснабжения и канализации поселений. В свою очередь, малые, средние и крупные города, где эта проблема стоит наиболее остро, как правило, уже обеспечены очистными сооружениями водопровода и канализации. Децентрализация объектов ВКХ путем строительства дополнительных новых сооружений хотя и имеет место, но связана с высокими капитальными затратами, необходимостью изъятия из оборота для целей нового строительства больших земельных участков, как правило, находящихся в частной собственности, необходимостью кардинального изменения схем водонесущих коммуникаций большой протяженности. В то же время большинство существующих очистных комплексов, построенных в последние 20 — 30 лет, нуждаются в модернизации и капитальном ремонте для обеспечения возможности продолжения их эксплуатации.

В сложившихся условиях осуществление реконструкции и технического перевооружения действующих объектов ВКХ на базе использования новой техники и инновационных технологий позволит избежать нерациональных затрат, обеспечить необходимые эксплуатационные качества этих объектов, соответствующие современным требованиям.

Анализируя возможности решения этих задач применительно к предприятиям по очистке сточных вод, нами была рассмотрена проблема интенсификации работы наиболее распространенных на практике сооружений биологической очистки в аэробных условиях, а именно совершенствование узла «аэрация - илоразделение» на станциях очистки сточных вод малой и средней производительности.

Ввиду ряда технологических преимуществ, метод биологической очистки получил повсеместное распространение и, являясь на многих станциях основным процессом, определяет себестоимость очистки сточных вод в целом. При этом, основным элементом эксплуатационных затрат на сооружениях с аэротенками является оплата электроэнергии, затрачиваемой на растворение кислорода, перемешивание и циркуляцию иловой смеси. В реальных условиях энергетические затраты составляют 1,5 — 2,5 кВт-ч/кг снятой БГЖП0ЛН, увеличиваясь в 1,2 — 1,5 раза при использовании аэробной стабилизации. Развивающиеся в настоящее время тенденции к использованию энергосберегающих и инновационных технологий, вызванные возрастающим дефицитом и удорожанием энергоносителей, появление на Российском рынке обширного спектра нового оборудования и материалов предопределяют необходимость и формируют условия для поиска подходов к совершенствованию энергоемких процессов и аппаратов в биологической очистке сточных вод.

В составе современных очистных станций системы аэрации, несмотря на их большое разнообразие, продолжают оставаться весьма сложным, недостаточно надежным и сравнительно слабоизученным элементом. Традиционные технические и конструктивные решения илоотделителей на действующих станциях биологической очистки, за исключением радиальных отстойников, применяемых только на сооружениях большой производительности, не соответствуют современным требованиям к обеспечению их эксплуатационной надежности. Известны конструктивные решения, предлагаемые рядом отечественных авторов по модернизации традиционных илоотделителей путем переоборудования в тонкослойные отстойники, вызванные интенсивным развитием в последние годы производства различных изделий из полимерных материалов. Несмотря на то, что теория процесса разработана в начале XX века и глубоко изучена, конструктивное оформление технических решений далеко от совершенства в связи с применением для изготовления тонкослойных модулей изделий и материалов, предназначенных для иного целевого использования. Положение усугубляется тем, что имеются лишь отрывочные сведения об исследованиях тонкослойных модулей в процессах илоразделения.

В связи с этим изучение массообменных характеристик новых аэраторов, установление зависимости объемного коэффициента массопередачи от их технологических и конструктивных параметров, совершенствование » « конструкций тонкослойных илоотделителей и разработка методики расчета усовершенствованного узла «аэрация - илоразделения» являются важными научными и практическими отраслевыми задачами.

Цель работы - оценка эффективности инженерных решений по усовершенствованию узла «аэрация — илоразделение» на базе применения водосливных аэраторов и ячеистых тонкослойных модулей при биологической очистке городских сточных вод на станциях малой и средней производительности и получение расчетных зависимостей для проектирования реальных сооружений с использованием предлагаемого оборудования.

Для достижения поставленной цели, в работе решались следующие задачи:

• изучение массообменных характеристик и описание математической модели процесса массопередачи для водосливных аэраторов ВАр;

• разработка конструкции и метода расчета системы аэрации на базе ВАр; исследование процесса отстаивания в илоотделителях с ячеистыми тонкослойными модулями усовершенствованной конструкции;

• определение оптимальных гидравлических нагрузок на вторичный отстойник с ячеистыми тонкослойными модулями при различных параметрах иловой смеси; определение основных технико-экономических показателей и области применения системы аэрации на базе ВАр и тонкослойных илоотделителей. Объект исследования — городские сточные воды. Предмет исследования - процесс аэрация - илоразделение.

Основная идея работы заключается в увеличении эффективности и снижении энергозатрат процесса «аэрация — илоразделение» малых и средних станций биологической очистки сточных вод за счет повышения растворения кислорода в жидкости путем использования энергии гидравлического прыжка и оптимизации гидродинамического режима тонкослойных ячеистых ф * илоотделителей.

Методы исследований — оптические, физико-химические, биохимические методы анализа отобранных проб на экспериментальных и производственных установках, аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, обработка экспериментальных данных методами математической статистики и корреляционного анализа с применением ПЭВМ.

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

Научная новизна полученных результатов:

• усовершенствована математическая модель процесса биологической очистки сточных вод в аэробных условиях за счет введения критериального уравнения массопередачи в блок массообмена;

• разработан метод расчета усовершенствованного процесса аэрации струйного типа;

• выявлена взаимосвязь гидравлической нагрузки в зоне илоразделения с концентрацией, возрастными, зольными и седиментационными характеристиками суспендированной микрофлоры.

Практическое значение полученных результатов: . усовершенствованная математическая модель положена в основу разработанного алгоритма расчета струйной системы аэрации;

• выявленная зависимость гидравлической нагрузки от дозы ила по объему и обоснованный принцип организации сбора и отведения осветленной воды позволили разработать рекомендации для усовершенствования метода расчета процесса тонкослойного илоразделения.

Реализация результатов работы:

Результаты диссертационной работы использованы ОАО «Институт «Ростовский Водоканалпроект», ООО «Ростипрогражданпром», ООО «Ростовагропромпроект», ООО «Ростовгипрошахт», ЗАО «ПНИИВиВ», НП «Компания «ЭКОС», ООО «Евразийский — проектные решения» при разработке проектной документации для строительства новых и реконструкции действующих очистных сооружений, производительностью 2,0 - 35,0 тыс. о м /сут в г. Югорске, ст. Багаевской, г. Ростове-на-Дону, г. Зверево, п. Лазаревское, ОАО «ГМК «Норильский никель».

На защиту выносятся следующие основные научные положения:

• представленная математическая модель позволяет установить зависимость параметров процесса струйной аэрации от входных и выходных показателей процесса окисления, кинетики биохимических реакций и закономерностей массопередачи, обеспечивающих повышение эффективности очистки сточных вод;

• массообмен при реализации процесса струйной аэрации описывается критериальным уравнением, используемым для расчета расхода и свободного напора рабочей жидкости, параметров гидравлического прыжка, периода аэрации, коэффициента массопередачи, входящих в блок уравнений массообмена усовершенствованной математической модели; установленная зависимость гидравлической нагрузки в зоне реализации процесса тонкослойного отстаивания от физических свойств, микробиологических особенностей и седиментационных характеристик иловой суспензии может быть использована при расчете результирующих параметров процесса гравитационного илоразделения;

• повышение эффективности разделения иловой смеси в зоне тонкослойного отстаивания может обеспечиваться оптимизацией параметров организации сбора и отведения осветленной воды;

• предложенные алгоритм расчета и рекомендации позволили разработать конструкции водосливных аэраторов ВАр и усовершенствовать ячеистые тонкослойные модули, а также обеспечили возможность их проектирования для станций биологической очистки сточных вод малой и средней производительности.

Личный вклад соискателя: постановка цели исследования, формулировка задач; разработка методики исследований; систематизация, обработка и анализ полученных результатов; формулировка выводов и разработка рекомендаций; участие в проектном и производственном внедрении.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на: Международной научно-практической конференции института инженерно-экологических систем РГСУ (Ростов-на-Дону, 2004 — 2009 гг.), «Техновод» (Казань, 2005 г., Калуга, 2008 г.), «Экологическая безопасность городов юга России и рациональное природопользование», (Ростов-на-Дону, 2004, 2006 г.), «Яковлевские чтения», (Новочеркасск 2008 г., Москва, 2009 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 16 печатных работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получено 3 патента РФ. Общий объем публикаций - 2,3 печатных листа, личный вклад автора в публикации - 70%.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа имеет общий объем — 129 страниц основного текста, содержит 18 таблиц, 26 рисунков, 110 формул, библиографический список из 183 наименований и 8 приложений.

Выводы по третьей главе:

1. Получено уравнение регрессии для описания процесса массопередачи, позволяющее определить технологические параметры водосливного аэратора.

2. Установлены экспериментально оптимальные конструктивные параметры водосливного аэратора: Ъ = 0,45 - 0,50м, qУд = 0,168 - 0,183м /(м-с). Уравнение регрессии при данных параметрах адекватно описывает эксперимент.

3. Полученные в результате обработки материалов экспериментальных исследований технологические параметры водосливного аэратора ОС = 60 —

Ч 1

98 г02/(м -ч) и ку = 7 — 11ч" превосходят показатели большинства традиционно применяемых отечественных пневматических аэраторов, а по технико-экономическим показателям Е = 2,3 — 2,6 кг02/(кВт-ч) идентичны параметрам механических аэраторов, что позволяет использовать их в качестве систем аэрации на станциях очистки сточных вод малой и средней производительности и в качестве оборудования для насыщения воды кислородом в аэрационных сооружениях любой производительности.

4. Полупроизводственные и производственные исследования узла «аэрация - илоразделение»

4.1. Исследования процесса аэробной биологической очистки сточных вод в биореакторе периодического действия с водосливным аэратором ВАр

4.1.1. Задачи полупроизводственных исследований • »

Полученные результаты исследований водосливного аэратора на чистой воде позволили сделать вывод о преимуществе данного вида аэратора, в части насыщения кислородом воздуха чистой воды над другими аэраторами для станций различной производительности.

Таким образом, задачей этапа полупроизводственных исследований является проверка применимости ранее полученных данных водосливной системы аэрации на чистой воде в условиях насыщения кислородом воздуха реальных сточных вод на очистных сооружениях г. Ростова-на-Дону ОАО «1111 Ростовская Станция Аэрации».

4.1.2. Описание полупроизводственной установки

Исследование водосливного аэратора в полупроизводственных условиях выполняли на полупроизводственной установке, схема которой приведена на рис. 4.1. Фотоматериалы полупроизводственной установки представлены в прил. 2 на рис. П 2.1, П 2.2.

Установка состоит из полой подающей колонны круглого сечения 1 с водосливом 3, к которой присоединен водобойный колодец 5 с таким же водосливом 3. Для перемешивания и подачи сточной воды в колонну установлен осевой погружной насос 4, расход которого определялся и уточнялся по р-Н характеристике.

Эксперимент проводился на специально изготовленной из листовой стали установке с диаметром подающей колонны с1=0,316м, диаметром водобойного колодца Б=1,700м и длиной подающей колонны 1,600м.

Для построения С)-Н характеристики водосливного аэратора на очистных сооружениях канализации была проведена первая часть экспериментальных исследований, сущность которых заключается в следующем: водосливной аэратор поднимали над свободной поверхностью воды на высоту Ьгеом-0,4-^0,8м.

Далее, при работе водосливного аэратора на конкретной Ьгеом определялся средний по сечению напор воды Нвод на водосливе центральной трубы аэратора.

По формуле истечения воды через водослив (3.6) находили расход сточной жидкости перетекающей через колонну.

Полученные результаты приведены в табл. 4.1, характеристика Р-Н представлена на рис. 4.1.

Р-Н характеристики при различных высотах водослива водосливного аэратора Вар над уровнем воды в лотке очищенных сточных вод

1. Худенко Б.М., Шпирт Е.А. Аэраторы для очистки сточных вод. - М.: Стройиздат, 1973. — 112с.

2. Попкович Г.С., Репин Б.Н. Системы аэрации сточных вод. М.: Стройиздат, 1986. - 136 с.• t

3. Яковлев C.B., Воронов Ю.И. Водоотведение и очистка сточных вод. —1. М.:АСВ, 2002.-704 с.

4. Синев О.П. Интенсификация биологической очистки сточных вод. Киев: Техшка, 1983. - 110 с.

5. Канализация населенных мест и промышленных предприятий // Справочник проектировщика. / Под ред. В.Н. Самохина М. Стройиздат, 1981. - 638 с.

6. Калицун В. И. и др. Гидравлика, водоснабжение и канализация: Учеб. пособие для вузов 4-е изд. перераб. и доп. — М.: ОАО «Издательство «Стройиздат», 2004. - 397с.: ил.

7. Яворский Б.М., Детлаф A.A. Справочник по физике. М.: Наука, 1979г. 356с.

8. A.M. Курганов. Гидравлические расчеты водоснабжения и водоотведения // Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. — JL: Стройиздат. Ленинградское отделение, 1986.— 440с.

9. А.Д. Альтшуль, Л.С. Животовский и др. // Гидравлика и аэродинамика. Учебник для ВУЗов. М.: Стройиздат, 1987. — 414с.

10. Техническая информация фирмы «Rehau» по аэраторам Raubioxon, Copyright by Rehau 316.610 RU 9.03, 2006. 48c.

11. Техническая информация фирмы «Экополимер» по аэраторам Аква-Про, Интернет, Официальный сайт фирмы, http://www.ecopolymer.com.

12. Ленский Б.П. Проектирование и расчет очистных сооружений канализации (Сооружения биологической очистки сточных вод): Учеб. пособие. — Ростов н/Д: РИСИ, 1988.- 100 с.

13. Серпокрылов Н.С., Климухин И. В., Смоляниченко А. С. и др. Экспериментально-теоретическое исследование рабочих параметров аэраторов RAUBIOXON фирмы REHAU. Отчет по НИОКР Рехау. -Ростов н/Д, 2007г.-88с.

14. Яковлев C.B, Карелин Я.А., Жуков А.И., Колобанов С.К. Канализация. Учебник для вузов. Изд. 5-е перераб. и доп., М., Стройиздат, 1975 г. — 632с.

15. Чугаев P.P. Гидравлика: Учебник для вузов. — 4-е изд., доп. и перераб. Д.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. - 672 е., ил.

16. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М., Химия, 1973г.

17. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. 4-е изд., перераб. и доп. М. Химия, 1985.

18. Oumeraci H. Hydromechanik und Kuesteningenieurwesen. Vorlesungsumdruck fuer das Grundfach. Technische Universitaet Braunschweig, Ausgabe April, 1999. -338 S.

19. Колобанов C.K., Ершов A.B., Кигель M.E. Проектирование очистных сооружений канализации. Киев, Будивельник. 1977 г.

20. Мешенгиссер Ю.М. Теоретическое обоснование и разработка новых полимерных аэраторов для биологической очистки сточных вод: Автореф. дис. д-ра техн. наук. М.: ФГУП «НИИ ВОДГЕО», 2005.

21. Ingenieria de aguas residuales: tratamiento, vertido i reutilizacion. Mexico: Metcalf & Eddy. - 1996, 1485 с.

22. Cornel P., Wagner M., Rutze U. Sauerstoffzufurvermogen und SauerstoffVertag der RAUBIOXON Rohrbelufter. - Darmstadt: Technische Universitet Darmstadt. -1999.- 15 c.

23. Kalinske A. Powerconsumption for oxygenisation and mixing // Air and Water pollution. 1963, №5. -p.12-14.

24. Finn R. Agitation aeration in the laboratory and in industry // Bacteriological views.-№18, 1954, p.254-274.

25. Pasveer A. Oxygenisation of water with air bubbles Sew. and Ind. Wastes. 1955, №9- 1130c.

26. Coy С. Гидродинамика многофазных систем. M.: Мир, 1971-536c.

27. Технические условия ТУ 4859-002-48268309-2003 «Аэратор водосливной типа ВАр».

28. C.B. Посупонько, Н.С. Серпокрылов, И.В. Климухин, В.Д. Климухин, С.Ф. Бояренев. Водосливные аэраторы решение проблем малых и средних станций аэрации // Водоснабжение и санитарная техника. — 2005. № 6.

29. Knop Е., Bischofsberger W., Stahlman V. Versuche mit verschiedenen Belueftungssystemen im technischen Masstab. Essen, 1964. 138s.

30. Ферстер Э., Ренц Б. Методы корреляционного и регрессионного анализа. -М.: Финансы и статистика, 1983.-е. 102, 124.

31. Иванова В.М., Калинина В.Н. и др. Математическая статистика. Учебник для техникумов. Под ред. А. М. Длина, М., «Высш. школа», 1975, 398с. с ил.

32. Боровиков В.А. Статистика. Искусство анализа данных на компьютере: Для профессионалов. 2-е изд. — СПб.: Питер, 2003. 688с. и ил.

33. СНИП 2.04.03-85 Нормы проектирования. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат, 1985. - 75 с.

34. Проектирование сооружений для очистки сточных вод / Всесоюз. комплекс н и. и конструкт. - технолог, ин - т. водоснабжения, канализации, гидротехн.сооружений и инж. гидрогеологии. М: Стройиздат, 1990 - 192 с ил. (Справ, пособие к СНиП).

35. Пособие по проектированию сооружений для очистки и подготовки воды (к СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.» // НИИ КВОВ АКХ им. К.Д. Памфилова М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989 г., - 128с.

36. Keogh Е., Ervine D. Air entrainment rate and diffusion pattern of plunging liquid jets // Chem. Eng. Sci. 1981. -V.36. -p.l 161-1172.

37. Ray M. Comparison of the operation and performance the oxygenation and aeration systems // Effluent and Water Treatment. — 1983. V. 23, №9. - p.365-369.

38. Бирюков В.В., Кантере В.М. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза. М.: Наука, 1985, - 237с.

39. Ш. Аиба, А. Хемфри, Н. Миллис. Биохимическая технология и аппаратура. М.: Пищевая промышленность, 1975. - 287с.

40. Батунер JI.M. Процессы и аппараты органического синтеза и биохимической технологии. М.: Химия, 1966. — 520с.

41. Корольков К.Н. О факторах, определяющих производительность биологических установок. Труды 3-го Всесоюзного водопроводного съезда. -М., 1930.-c.29.

42. Корольков К.Н. О расходе воздуха при очистке сточной жидкости в аэротенке. Труды 5-го Всесоюзного водопроводного съезда. — М., 1934. — с. 17.

43. Hunken К. Untersuchungen iiber den Reinigungsverlanf und den Belebtschlammverfahren. -Mtinchen, 1960. s.67.

44. Cabe Mc.Br., Eckenfelder W., Westley Jr. BOD removal and sludge growth in the activated sludge process. J. WPCF, vol.31, 1961. p.625.

45. Eckenfelder W., Weston R. Kinetics of biological oxidation. Biological Treatment Sewage Industries Wastes, vol.1, 1956. -p.87.

46. Eckenfelder W. Designing biological oxidation system for industrial wastes. J. Wastes Ind., vol. 32.- № 5,6,7, 1961.

47. Schulze K.L. The activated sludge process, as continuous flow culture. J. Water Sewage Works. №1, 1965. - p. 175.

48. Revella C.S., Walter R., Revera M. A. Bio-oxidation describing the BOD reaction. J. Water Sewage Works. № 5, 1964. - p. 265.

49. Monod J. The Growth of Bacteria Cultures. Ann.Rev.Microbial. № 3, 1949. -p.371.

50. Скирдов И.В., Дмитриева А.А., Швецов B.H. Влияние концентрации активного ила на скорость биологического окисления.- В кн.: Очистка промышленных сточных вод. Сб. трудов М.: ВНИИ ВОДГЕО, вып.43, 1974. -с.50-53.

51. Яковлев С.В., Скирдов И.В., Швецов В.Н. Применение технического кислорода для биохимической очистки сточных вод. // Водоснабжение и санитарная техника. М.: Стройиздат, 1972. - № 4, - с. 8-12.

52. Промышленная микробиология: Учебное пособие для вузов по специальностям «Микробиология» и «Биология» / З.А.Аркадьева, A.M. Безбородов, И.Н. Блохина и др.; под редакцией Н.С. Егорова. — М.: Высшая школа, 1989. 688 е.: ил. 129,630.

53. Таубе П.Р., Баранова А.Г. Химия и микробиология воды. — М.: Высшая школа, 1983.-280 с.

54. Ronald L. Droste and Jatinder К. Bewra. Mechanical blending of mixed liquor in batch activated sludge system. J. WPCF, vol. 34. № 10, 1965. - p.168.

55. Жмур Н.С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М.: Акварос, 2003. — 512с.

56. Правила охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами. №1166-74. М.: Министерство здравоохранения СССР, 1974 г.

57. Emde W. Beitrag zu Versuchen zur Abwasserreinigung mit belebtetem Schlamm. Veroeffentichungen des Institutes fuer Siedlingwasserwirtschaft der TH Hannover. 1972, s. 18-40.

58. Разумовский Э.С. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных пунктов. М., Стройиздат, 1978 г.

59. Eckenfelder W., O'Connor D. Biological waste treatment, Oxford, 1961.

60. Федоров Н.Ф., Шифрин C.M. Канализация. М., «Высшая школа», 1968 г.

61. Иванов В.Г., Семенов В.П., Симонов Ю.М. Применение тонкослойных отстойников в целлюлозно-бумажной промышленности. М.: Лесная промышленность, 1989. — 176 с.

62. Bischof, Wolfgang: Abwassertechnik — 10. neubearb. u. erw. Aufl. — Stuttgart: Teubner, 1993.-630s.

63. ГОСТ 25150-82 (CT СЭВ 2085-80). Государственный стандарт СССР. Канализация. Термины и определения. — Сентябрь, 1983г. — 8с.

64. ГОСТ 2.105-95. Межгосударственный стандарт. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам. Госстандарт РФ от 8 августа 1995 г. N 426. — 25с.

65. А .Я. Карелин, Б.Н. Репин и др. Исследование окислительной способности эжекторных аэраторов на крупномасштабной установке // Водоснабжение и санитарная техника. 1981. №6.

66. Семеновский Ю.В., Акулышш В.А., Пыжиков B.C. Эжекционная система аэрации в установках для очистки малых количеств сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 1980. №7.

67. Макалатия Г. Я. Гидрокомпрессор струйного типа для очистки сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 1986. №9.

68. Ленский Б.П., Михайлов М.М., Радченко А.П. Результаты исследований аэраторов струйного типа. // Водоснабжение и санитарная техника—1981 г.— №4.

69. Яковлев C.B., Скирдов И. В., Швецов В. Н. Биологическая очистка производственных сточных вод. — М.: Стройиздат, 1985.

70. Тоуо К., Miyanami К. Oxygen transfer in jet mixers // Chem. Eng. Journ. -1982. — V. 24. — p.89-97.

71. Кореннов Б.Е. Исследование водовоздушных эжекторов с удлиненной цилиндрической камерой смешения. / Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1980.

72. Демура М.В. Проектирование тонкослойных отстойников. Киев.: Будивельник, 1981. — 50 с.

73. В.В. Мисюра, JI.H. Клянина. Руководство к решению задач по эконометрике с использованием IJLLllI Microsoft Excell. В 2-х частях. Р-н-Д., РГСУ, 2007, 89с.

74. Реконструкция очистных сооружений канализации г. Ростова-на-Дону (I и П очереди). Технико-экономическое обоснование. ОАО «Северо-кавказский Гипрокоммунводоканал», 1998 г.

75. Отчет по технологической наладке работы I очереди реконструируемых очистных сооружений канализации г. Ростова-на-Дону. ООО СКП «Росводоканал», г. Ростов-на-Дону, май 2007 г.

76. Константинов Н.М. И др. Гидравлика, гидрология, гидрометрия: Учеб. для вузов: В 2ч. Под ред. H. М. Константинова. М. Высш. шк., 1987. - 604с.

77. Camp T.R. Studies of Sedimentation basis assign // Sewage and Industrial Wastes. 1955.-N L-p.25-30.

78. Уранзаяа Б. Обоснование выбора основных параметров систем водооборота и аэрации водных объектов. Автореферат диссертации. М.: 2006г. — 20с.

79. Помогаева В.В. Повышение эффективности струйной аэрации естественных водоемов и биологических прудов. Автореферат диссертации. М.: 2009г.- 16с.

80. Евилевич М.А., Брагинский Л.Н. Оптимизация биохимической очистки сточных вод. — Л.: Стройиздат. Ленингр. отд-ние, 1979. — 160с.

81. Klimukhin I., Pabsch J., Holweg P. Erhoehung der Wirksamkeit von bestehenden Klaranlagen unter Einsatz von Festbettmaterial und Lamellenseparatoren. Masterarbeit, Universitaet Lueneburg, 2006. — 90s.

82. Михайлов M.M. Обоснование применения аэраторов струйного типа для биологической очистки сточных вод. Автореферат диссертации. М.: 1984г. — 16с.

83. C.B. Яковлев, И. В. Скирдов, Б. Ф. Сальников. Исследование работы гидравлического эрлифтного аэратора. Водоснабжение и санитарная техника №1, 1984г. -с.3-5.

84. JI.H. Брагинский, М.А. Евилевич, В.И. Бегачев и др. Моделирование аэрационных сооружений для очистки сточных вод — Л.: Химия. Ленингр. отд-ние, 1980.- 144с.

85. Кафаров В.В. Основы массопередачи. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1979. -439с.

86. Мишуков Б.Г., Протасовский Е.М. Исследование процессов массопередачи в аэротенках с пневмомеханическими и струйными аэраторами. — В кн.: Новые методы и сооружения для водоотведения и очистки сточных вод. Л.: Ленингр. инж. строит, ин-т, 1980. 144с.

87. Строганов С.Н., Корольков К.Н. Биологическая очистка сточных вод. — М.: Госстройиздат, 1934. — 93с.

88. Базякина H.A. Баланс кислорода при работе аоротенка на полную очистку.- М.: Изд-во «Власть Советов», 1936г. 37с.

89. Кубота X. Моделирование аэротенков эрлифтного типа. Перевод №В-47800 с японского языка статьи из журнала «Кэмикару эндзиния-рингу». — 1979. -Т. 24.-№11.-с. 921-925.

90. Fischerstom G. Sedimentation in rechtangular basins Proceeding // American Society of Civil Eng. 1955. - 81, N 687. - p. 687- 691.

91. Culp G., Hansen S., Richardson G. High rate sedimentation in Water treatment Works // G. AWWA. 1968. - 60, N 6. - p.681 - 697.

92. Yao K.M. Theoretical study of high rate sedimentation // G. WPCE. 1970. -42, N 2. -p.218.

93. Hasen S. Theory of Sedimentation lamella settlers. Trans. ASCF, 1904.-53p.

94. Радциг В.А. Отстойник новой системы // Бюллетень ВХО им. Менделеева.- 1940. -№ 9.-С. 16-20.

95. Бабаев И.С., Шварцман Н.Д., Ахмедов H.A. Опыт применения тонкослойных отстойников в технологических процессах очистки воды // ОИ ЦБНТИ Минводхоза СССР.- М., 1979. 47 с.

96. Вольфтруб JI. И. Осветление природных сточных вод в контактной зернистой среде и тонкослойных отстойниках // Повышение качества очищаемой воды : Материалы семинара МДНТП им. Дзержинского. — М., 1977 — С.42-48.

97. Вольфтруб Л.И. Интенсификация работы станций очистки природных вод с использованием тонкослойных блоков // Интенсификация действующих систем водоснабжения на основе внедрения новой техники и технологии. — М. : Знание, 1986.-24 с.

98. Иванов В.Г. Исследования по интенсификации работы отстойников для очистки нефтесодержащих сточных вод предприятий железнодорожного транспорта. Автореф. дис. канд. техн. наук. JL, ЛИИЖТ, 1973. 20 с.

99. Экспериментальные исследования полочных отстойников для осветления мутных вод / Симонов Ю.М., Павлов М.С., Иванов В.Г., Виноградов Н.И.

100. ЦНИИС Госстроя СССР, НТЛ, раздел «Б» . 1974. - № 5. - С.5 - 10.

101. Иванов В.Г. Расчет полочных отстойников: Труды ЛИИЖТа. Л., 1976. — 393с. - с.14-20.

102. Иванов В.Г. Оценка влияния затухающих пульсаций на осаждение частиц в тонкослойных отстойниках / Водоснабжение и водоотведение на железнодорожном транспорте : Меж. вуз. сб. трудов ЛИИЖТа. Л., 1980. -С.32 -36.

103. Иванов В.Г. Математическая модель агломерации частиц в процессе тонкослойного осаждения / Водоснабжение, водоотведение и гидравлика на железнодорожном транспорте : Сб.трудов ЛИИЖТа. — Л., 1985. С. 21 - 25.

104. Корабельников В.М. Исследование процесса осаждения взвеси в тонкослойных отстойниках // Совершенствование расчета подачи и распределения воды и методов ее очистки : Сб. трудов АКХ. М.,1976. — в. 130.- С.83-92.

105. Кедров Ю.В. Исследование особенностей гравитационного выделения грубодисперсной примеси в тонком слое. Автореферат дис. канд. техн. наук. — М.,ВНИИ ВОДГЕО,1974. 20 с.

106. Калицун В.И., Николаев В.Н., Омаров М.А. Исследование тонкослойного разделения иловых смесей во вторичных радиальных отстойниках // Водоснабжение и канализация : Сб. трудов МИСИ . М.,1984. - С. 102-106.

107. Карелин Я.А., Соколов А.Г. Экспериментальные исследования очисткисточных вод от эмульгированной нефти в напорном полочном отстойнике // • »

108. Проектирование водоснабжения и канализации. Сер.2. -1968. № 48.-10 с.

109. Павлов М.С. Испытание горизонтальных напорных пластинчатых отстойников // Водоснабжение и санитарная техника. 1976. - № 7. -С. 11 - 13.

110. Иванов В. Г., Симонов Ю. М., Черников В. А. Испытания эффективности работы тонкослойного радиального отстойника на стоках ЦБП // Водоснабжение и водоотведение на железнодорожном транспорте : Сб. трудов ЛИИЖТа. Л., -1982. - С.37-42.

111. Шпаковский Э.П. Исследование процессов седиментации грубодисперсных примесей в тонкослойных отстойниках. Автореферат дис. канд. техн. наук. — Минск, БИСИ, 1974. 20с.

112. Скрипник В. Н. Моделирование тонкослойных отстойников // Химия и технология воды. 1987. - 9. № 6. - С.483-486.

113. Черников H.A. Интенсификация работы отстойных сооружений для очистки нефтесодержащих сточных вод. Автореферат дис. канд.техн.наук. — Л.,ЛИИЖТ, 1978.-23 с.

114. Гнедин К.В. Режим работы и гидравлика горизонтальных отстойников.-Киев : Будивельник, 1974. — С.69 -71.

115. Очистка природных и сточных вод в больших городах с применением тонкослойных отстойников // Проблемы больших городов : ОИ МГЦНТИ. — М.,1983.- 29 с.

116. Forsell В., Hedstrom В. Lamella sedimentation compact separation Technique // G. WPCE. 1975. - 47 , N 4. - p.834 - 842.

117. Отстойник для очистки шахтных вод / М. К. Флорова, Ю. А. Хайт, Р. П. Азараева, Н. В. Шилко // Водоснабжение и санитарная техника. — 1986. № 9. — С. 19-20.

118. Slechta A.F., Conley W.R. Recent experiment in plant scale application of the settling tube concept // G. WPCE. -1971. -43, N 2. p. 1724-1738.

119. Meiss W. Lamellenabscheider Taschenbuch der Wartinger // Abwasser behandlung. - 1977. -N 2. -S.613-625.

120. Brusman I., Cornelissen I., Filers H. Improved oil separation in gravity separators // G. of the Water Pollut. Contr. Federation. 1962. - N 1. - p.34.

121. Fials A., Pokorny M. Lameleve ustanovaky SIGMA // Lameleve ustanovaky : Sb. Prednasek celestatniho seminare. Bratislava, 1978. - c. 91-99.

122. Lamelevy ustanovak. SIGMA. Brno, 1979. -5 c.

123. Norrison I. Plats separators for redinering waste Water // The Oil and Gas G. — 1970. 68, N 50. - p.68.

124. Hedstrom В., Olgard G. Lamella Sedimentation acompact separation technique // The Axel Johnsch Institute for Industrial Research. Stockholm. 1972. — 12 p.

125. Schlitter W.E. Lamellenklarer Kompaktgerate mit hoeher Leistung // Raumausnutzung Sauberheit Technik. - 1976. — N 9. - S.17-20.

126. Канно Акио, Ионэфузава Гацуо. Исследование работы горизонтальных отстойников с наклонными перегородками при низких температурах воды // Коте Ссуй. — 1968. — С.1123-1129.

127. Мотидзуки Нобуо. Характерные особенности и эксплуатация отстойников с наклонными пластинами системы Уно // Коте Ссуй. № 144. - С.2355-2361.

128. Найто Сатихо, Сюто Набуо. Теоретический анализ процесса осаждения в отстойниках с наклонными перегородками // Суйдо Кекай Дзаеси. 1969. — С.1125-1130.

129. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. В.2 ч. / JI.A. Кульский, И.Т. Гороновский, A.M. Когановский, А.М.Шевченко. — Киев:

130. Наукова Думка, 1980. 1206 с.

131. Холланд Ф., Чапман Ф. Химические реакторы и смесители для жидкофазных процессов / Пер. с англ. Ю. И. Лазьяна, Г. М. Татаринцевой, под редакцией Ю. М. Жорова. М. : Химия, 1974. - С.28-34.

132. Ахназарова C.JL, Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. — М. : Высшая школа, 1978. — 319 с.

133. Лобачев П.В., Шевелев Ф.А. Измерение расхода жидкостей и газов в системах в системах водоснабжения и канализации. М.: Стройиздат, 1985. -424 с.

134. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Е. В. Аметистов, В. А. Григорьев и др.: Под общ. редакцией В. А. Григорьева и В. М. Зорина. — М.: Энергоиздат, 1982. — 512 с.

135. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям: Коэффициенты местных сопротивлений и сопротивления трения. — М., Л.: Госэнергоиздат, 1960. - 464 с.

136. Яблонский B.C. Краткий курс технической гидродинамики. — М.: Госиздат физико-математической литературы, 1961. — 351 с.

137. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: Учебное пособие. В. 10 т. Гидродинамика 4-е изд. стер. - М. : Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. -С.111-254.

138. Броунштейн Б.И., Щеголев В. В. Гидродинамика массо- и теплообмена в колонных аэраторах. Л.: Химия, 1988. - 265с.

139. Серпокрылов Н. С., Климухин И. В. и др. Сравнительный расчет тонкослойных отстойников различной конструкции // Технологии очистки воды «ТЕХНОВОД-2005»: Материалы II Международной науч. практ. конф., посвященной 1000 лет Казани. — Казань: 2005,- 218с.

140. Rozkudolek J., Usezovani v sikmen omezenim porostoru // Lameleve ustanovaky: Sb. Prednasek celestatniho seminare. — Bratislava, 1978. — c.2-17.

141. Патент РФ на изобретение №2364686 по заявке №2008108872 от 06.03.2008г. «Ламель и модуль из собранных в пакет ламелей» / И.В. Климухин,

142. C.B. Посупонько, В.Д. Климухин, M. Маргграфф.

143. Заявка на получение патента РФ на изобретение №2009102793 от 28.04.2009г. «Устройство для очистки воды, приспособление для крепления модулей тонкослойных сепараторов и система регенерации модулей тонкослойных сепараторов», авторы И.В. Климухин и др.

144. СанПиН 2.1.5.980 — 00. Санитарные правила и нормы. Гигиенические требования к охране поверхностных вод.

145. ГОСТ 15.372-879. Охрана природы. Гидросфера. Вода для рыбоводных хозяйств. Общие требованиям нормы.

146. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Издательство «Наука». Москва, 1976. 212 с.

147. Иерусалимский Н.Д. Основы физиологии микробов. — М.: изд. АН СССР, 1963.-315с.

148. Ф. Уэбб. Биохимическая технология и микробиологический синтез. М.: Медицина, 1969. - 560с.

149. Трушаков В.Н., Цирлин A.M., Никитенко A.M., Ходов Г.Д. О кинетике окисления водного раствора сульфита натрия в присутствии ионов кобальта. // Прикладная химия, том 2, 1975. с.6-9.

150. Ю.В. Семеновский, A.M. Стрижов. Эжекторно эрлифтные аэраторы. // Водоснабжение и санитарная техника, 1992, №9. - с. 19-21.

151. Кулжинский В.И., Ленский Б.П., Михайлов В.А. Технико экономическое обоснование проектных решений по канализации: Учебное пособие. — Ростов н/Д: РИСИ, 1989. - 73с., ил.

152. Регламент эксплуатации системы регенерации ячеистых тонкослойных модулей вторичного отстойника №2 1-ой очереди ОСК г. Ростова-на-Дону. ПП «Ростовская Станция Аэрации», 2008г. — 5с.

153. Скирдов И.В., Швецов В.Н. Математическая модель процессов биологической очистки. // Тр. ин-та / ВНИИ ВОДГЕО. 1978. Вып. 76.

154. Методика определения предотвращенного экологического ущерба. Госкомитет РФ по охране окружающей среды. М., 1999г. - 71с.

155. Доскина Э.П. Методы очистки сточных вод желатиновых заводов. Автореферат дис. канд. техн. наук. М., МИСИ, 1971. — 12с.

156. Морозова K.M. Принципы расчета систем биологической очистки сточных вод. // Водоснабжение и санитарная техника. — 2009г. — №1. — с.26-31.

157. Яковлев C.B., Швецов В.Н., Скирдов И.В., Бондарев A.A. Технологический расчет современных сооружений биологической очистки сточных вод // Водоснабжение и санитарная техника. — 1994г. — №2. — с.2-5.

158. Очистные сооружения канализации ст. Багаевская Ростовской области. -Рабочий проект. — ООО «Ростовагропромпроект»: — Ростов-на-Дону., 2004г.

159. Степанов C.B., Стрелков А.К., Степанов A.C., Швецов В.Н., Морозова K.M., Каленюк В.А. Биологическая и биомембранная очистка сточных вод нефтехимического производства. // Водоснабжение и санитарная техника. 2009г. №7. - с.55-60.

160. Официальный сайт ОАО «ПО Водоканал» г. Ростова-на-Дону -www.vodokanal.rnd.ru/press-center/news/470.htm

161. Стрелков А.К., Степанов C.B., Степанов A.C., Кирсанов A.A., Губа И.Г. Интенсификация процессов биологической очистки на очистных канализационных сооружения г. Самары. // Водоснабжение и санитарная техника. 2009г. ч.2. - №7. - с.30-37.

162. Пономарев В.В. Разработка струйных аэрирующих устройств для биохимической очистки сточных вод. Автореферат дис. канд. техн. наук. — М., МИСИ, 1984. 22с.

163. Морозова K.M. Развитие технологий биологической очистки сточных вод и принципы их расчета: Материалы 8 Междунар. Конгресса «Вода: экология и технология» «Экватек - 2008». — М., 2008г.

164. Климухин И.В. Опыт использования ячеистых тонкослойных модулей при реконструкции очистных сооружений канализации г. Ростова-на-Дону. Текст. / Посупонько C.B., Климухин В.Д., Скрябин А.Ю., Носов C.B. // Водоснабжение и санитарная техника. — 2009. -№11.

165. Климухин И.В. Результаты производственных исследований водосливного аэратора. Текст. / Климухин И.В. // «Строительство-2006»: Материалы Международной научно-практической конференции. — Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т, 2006. с.45-47.

166. Климухин И.В. Экспериментальная оценка некоторых технологических показателей современных аэраторов. Текст. / Серпокрылов Н.С., Павлюк И.А., Смоляниченко A.C., Лесников И.И., Тихонов A.B. // «Вода: Технология и экология». 2007, №4. - с.21-29.