Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
Андреев Сергей Юрьевич
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ РАБОТЫ
КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ДИСПЕРГИРОВАННЫХ
ВОДОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ
Специальность 05.23.04
Ц
Водоснабжение, канализация, строительные
системы охраны
водных
ресурсов
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание
ученой степени
доктора
технических наук
Пенза 2007
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высншего профессионального образования Пензенский государственный унинверситет архитектуры и строительства
Научный консультант: |
доктор
технических наук, профессор |
Официальные оппоненты: |
доктор
технических наук, профессор |
доктор
технических наук, профессор |
|
доктор
технических наук, профессор |
|
Ведущее предприятие: |
Научно-производственная фирма Экополимер |
Защита состоится л ____________ 2007 г. в ________ часов на заседании диснсернтационного совета ДМ 212.184.02 при ГОУ ВПО Пеннзенский государстнвенный университет архитектуры и строительства по аднресу: 440028, г.аПенза, ул. Г.аТитова, 28, корпус 1, конференц-зал.
С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Государственного образовательного учреждения высншего профессионального образования Пензенский государственный унинверситет архитектуры и строительства.
Автореферат разослан л __________ 2007 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Т.В. Алексеева
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Сброс бытовых и промышленных сточных вод в открытые водоемы является существенным фактором, приводящим к ухуднншению их состояния. Масштабы антропогенного воздействия в нанстоящее время превысили донпустимые границы, обусловленные способнноснтью водонемов к самоочищению. Это привело к увеличению в водоисточниках фоновых значений как общего содержания органических веществ, так и отндельных токнсичных компонентов.
Актуальность проблемы загрязнения понверхнностных вондоемов сточными водами связана не только с природонохнраннными и рыбонхонзяйственными ценлянми, но и с необходимостью преодоления больших труднноснтей, возникающих в процессе водоподготовки для питьевого и промышленного водоснабжения из загрязненных и эвтрофированных вондоемов.
Российские требования к качеству сточных вод, сбрасываемых в водоем, являются одними из наиболее жестких в мире. Так, например, требования к качеству сточных вод, сбрасываемых в открытые водоемы, стран членов ЕС по БПК и взвешенным веществам составляют 15Ц20 и 20Ц30 мг/л, а для Роснсии соответственно 3Ц6 и 6Ц15 мг/л. Жесткие требования, предъявляемые к канчестнву сточных вод, существуют на фоне ограниченных финансовых вознможннноснтей предприятий, имеющих на своем балансе очистные сооружения. Все это обусловливает необходимость применения новых технологических и констнрукторских решений в области очистки сточных вод.
Во многих технологических схемах очистки хозяйственно-бытовых и произнводнственных сточных вод, связанных с процессами перемешивания, аэрации и флотации используются гентерогенные динамические системы вода-воздух.
В настоящее время назрела необходимость применения энергосберегающих технологий и аппаратов для получения гетерогенных водовоздушных систем, контнонрые не требуют существенных затрат при реконструкции очистных соорунженний и позволяют значительно интенсифицировать процессы механической и бионлогической очистки сточных вод. Новое технологическое оборудование должно быть простым в изготовлении, встраиваться в существующие тинпонвые реншения очистнных станций без значительных капитальных и экспнлуантанцинонных затрат.
Таким образом, разработка высокоэффективных и экономичных технонлонгий интенсификации ранбонты канализационных очистных сооружений с иснпольнзованием диснпергированнных водовоздушных смесей является весьма акнтуальной проблемой.
Как показали исследования, такие технологии могут быть реализованы с понмощью вихревых аппаратов, в которых предусматривается обработка турнбунлентнонго потока водовоздушной смеси в неоднородном электрическом поле.
Работа проводилась в соответствии с комнплексной Феденральнной целевой пронграммой Экология и природные ресурсы России (2002Ц2010 гг.) и Пронграмннмой социально-экономического развития Пеннзеннской области на 2002Ц2010 гг..
ЦЕЛЬ РАБОТЫ - научное обоснование и разработка энергосбереганющих техннологий интенсификации работы сооружений очистки производстнвенных и бытовых сточных вод с использованием диспергированых водонвозндушных смесей, полученных в вихревых аппаратах.
Для достижения поставленной цели оказалось необходимо решить слендуюнщие основные задачи:
- теоретическое обоснование эффективности использования диснпернгинронванннных водонвозндушнных смесей, полученных при воздействии на них понвыншеннной турнбунлентнности и неоднородного электрического поля в вихревых апнпанрантах для интенсинфинкации механнинчеснкой и биологической очистки сточнных вод;
- проведение экспериментальных исследований и анализ работы вихнренвых апнпаратов различных конструкций для получения диснпергированных вондовоздушных смесей;
- проведение экспериментальных исследований технологий интеннсифнинканции рабонты канализационных очистных сооружений с использованием диснпернгированных водовоздушных смесей, полученных в вихревых аппаратах;
- промышленное внедрение новых энергосберегающих технологий иннтеннсификации работы кананлинзационных очистных сооружений с испольнзонванием диспергированных вондонвоздушных смесей;
- разработка научно обоснованных методик расчета и рекомендаций по пронекнтированию предлагаемого апнпанратурного оформления новых технонлонгий интенсификации работы кананлинзационных очистных сооружений;
- расчет технико-экономического обоснования эффективности использонванния предлагаемых техннологий с использованием аппаратов для создания диспергированных водовоздушных смесей.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА исследований заключается в следующем:
Ц разработаны теоретические модели, описывающие процессы дифнфузии кислорода в воду из всплывающих воздушных пузырьков, установлены тернмондинамические условия, определяющих их устойчивость и дробление;
- на основе термодинамического подхода получены теоретические моденли, описывающие процессы работы водовоздушных перемешинваюнщих устройств;
Ц теоретически обоснована и экспериментально доказана эффективность использования вихревых аппаратов с наложением электрического потенциала для получения водовозндушнной смеси необходимого дисперсного состава и ганзоннасыщения для интенсификации процессов механической и биологической очистнки сточных вод;
Ц определены оптимальные условия проведения процесса флотационной очистннки производственных сточных вод с использованием диспергированных в неоднородном электрическом поле турбулентных водовоздушных смесей;
Ц разработан новый метод интенсификации работы мелкопузырчатой пневнннмантической системы аэрации, предусматривающий дополнительное пенреннмешинвание аэрационного объёма и создание эффекта противотока за счет вихревых эрлифтных потоков;
Ц получены эмпирические зависимости, адекватно описывающие повыншенние эффективности механической и биологической очистки сточнных вод в результате предварительной обработки вихревого потока их смеси с воздухом и активным илом;
Ц определены закономерности повышения ферментативной активности возвратного ила аэротенков в результате обработки его смеси с воздухом в неноднородном электрическом поле;
Ц разработаны технологические и конструктивные решения энергонсбенренгаюнщего оборудования, используемого для получения диспергированных вондовоздушных смесей, обеспечивающих интенсификацию работы сооружений очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ работы заключается в создании, апнронбировании и внедрении в Поволжском регионе технологий и оборудования для получения диспергированных водовоздушных смесей, используемых в целях интенсификации работы канализационных очистных сооружений, отличающихся, экономичностью, простотой изготовления и эксплуатации.
Предложена и апробирована в промышленных условиях новая высонконэфнфекнтивная технология флотационной очистки мазутосодержащих сточнных вод ТЭ - с использованием тонкодиспергированных водовоздушных смесей;
Предложена и апробирована в промышленных условиях комбининронваннная технология аэрирования иловой смеси аэротенков, предусматривающая сонвместнное использование мелкопузырчатых пневматических аэраторов и перенменшивающих вихревых эрлифтных устройств (ВЭУ);
Разработана и доведена до стадии практической реализации технология предварительной обработки городских сточных вод в вихревых гидрондиннамических устройствах (ВГДУ);
Предложена и апробирована на промышленных очистных сооружениях техннонлогия активации потока возвратного ила аэротенков путем утилизации его изнбыточной энергии при последовательной обработке в эжекторе и электнронгиднрондинамическом устройстве (ЭГДУ);
Разработаны рекомендации по проектированию и расчету аппарантурнного оформления технологических схем интенсификации работы канализационнных очистных сооружений, предусматривающих использование диспергинронваннных водовоздушных смесей.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ. Разработанные автором новые техннологии интенсификации работы канализационных очистных сооружений внеднрены на ряде объектов в Пензенской и Самарской областях. В частности:
- Технология тоннкого диспергиронванния водовоздушной смеси внедрена на участннке флонтанционной очистки заманзученного стока ТЭЦ-1 г.аПензы пронизннвондинтельнностью 1200 м3/сут. Среднегодовой экономический эффект от внедннрения преднлагаемой техннологии составил 1,9 млн. руб. в ценах 2007 года.
- Комбинированная технология аэрирования иловой смеси аэротенков внеднрена на канализационных очистных сооружениях г.аКаменка Пензенской области, производительностью 8700 м3/сут. Среднегодовой экономический эфнфект от внедрения составил 0,22 млн. руб. в ценах 2007 года.
- Технология предварительной обработки городских сточных вод в вихнренвых гидродинамических устройствах с добавлением избыточного активнного ила внедрена на канализационных очистных сооружениях г.аСердобска Пенннзенской области, производительностью 17000 м3/сут. Среднегодовой эконнонминчеснкий эффект от внедрения составил 0,5 млн. руб. в ценах 2007 года.
- Технология активации потока возвратного ила аэротенков путем утинлинзации его избыточной энергии внедрена:
- на канализационных очистных сооружениях г.аТольятти Самарской области производинтельнностью 290000 м3/сут. Среднегодовой экономический эффект от внеднрения соснтанвил 13,5 млн. руб. в ценах 2007 года;
- на канализационных очистных сооружениях г.аЗаречного Пензенской области произвондиннтельнностью 30000 м3/сут. Среднегодовой экономический эффект от внеднрения составил 2,2 млн. руб. в ценнах 2007 года.
НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:
Ц результаты теоретических и эксперименнтальнных исследований технонлонгичеснких процессов получения диснпергированнных водовоздушных смесей и их иснпольнзонвания для интенсификации работы канализационных очистных сооружений;
- энергосберегающие технологии интенсификации работы очистных соноружений с использованием процесса диспергирования водовоздушных сменсей в вихревых аппаратах;
Ц конструктивные решения аппаратов и оборудования для предлагаемых технологий получения водовоздушных смесей;
Ц методики расчета и рекомендации по проектированию аппаратурного оформления предлагаемых технологий интенсификации работы канализанциноннных очистных сооружений;
Цатехнико-экономический анализ предлагаемых технических решений, понзвонляющих интенсифицировать работу канализационных очистных сонорунжений.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты ранботы докладывались и обсуждались на 16 международных и всероссийских коннференциях в гг.аПензе, Томске, Кемерово, Тюмени.
По теме диссертации опубликованы семь монографий, более 80 работ в научно-технических журналах и трудах конференций, (в том числе 12 статей в журналах, рекомендованных ВАК). Получены 3 патента, подтверждающие новизну научно-технических решений.
ИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА. Вклад автора в получении научных рензульнтатов состоял в непосредственном руководстве всеми этапами работ (понстанновка задачи, проведение исследований и производственных испытаний, обработка, анализ и обсуждение полученных результатов).
Диссертант участвовал во внедрении всех разработанных им технологий интенсификации очистки сточных вод на объектах коммунального хозяйства и промышленности на стадии проектирования, изготовления оборудования, монтажа и проведения пуско-наладочных работ.
Под руководством автора по теме диссертационной работы были поднгонтовнлены и успешно защищены девять диссертаций на соискание ученой стенпени кандидата технических наук.
ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ ПОЛУЧЕННЫХ ПОнЛОннЖЕНИЙ, ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ. Достоверность полунченнных результатов оценена с помощью современных математических методов обнработки экспериментов. Научные положения работы построены на резульнтантах анализа обширных технологических экспериментов, проведенных в лабораторных и промышленных условиях. При постановке экспериментов были использованы современные общепринятые методики, оборудование и приборы. Экспериментальные данные, полученные на моделях, соответнстнвунют результатам, полученным при промышленном внедрении.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация изложена на 320 странницах машинописного текста, содержит 19 таблиц, 117 рисунков и состоит из введения, 7 глав, основных выводов, библиографического списка иснпольнзонванной литературы, включающего 241 названия и приложений.
Автор выражает благодарность и глубокую признательность завендуюнщему кафедрой информационно-вычислительных технонлонгий Пензенского ГУАС доктору химических наук, профессору А.Н. Коншенву за поннлезные сонвенты и помощь, оканзанную при выполнении диссертационной работы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность проведения исследований по теме диссертационной работы, сформулирована цель и дана общая ханракнтериснтинка работы.
В первой главе представлен аналитический обзор современных техннонлоннгий очистки сточных вод, предусматривающих использование водовоздушнных смесей. Анализ экспериментальных данных, полученных отечестнвенннынми и зарубежными исследователями, показал, что наличие и характер пронцеснсов перемешивания сточных вод оказывают значительное влияние на эфнфективность их последующей механической и биологической очистки.
Показано, что из многих применяемых способов макромасштабного и микнромасштабного перемешивания сточных вод наиболее экономичным, техннологически эффективным и универсальным является гидропневматический способ, при котором перемешивание стоков осуществляется заранее поднгонтовленной водовоздушной смесью с заданным дисперсным составом возндушных пузырьков.
Так как на большинстве сооружений очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод применяется низконапорное оборудование (нансосы, воздуходувки), то для получения водовоздушных смесей требуемой дисперсности и газонасыщения наиболее целесообразным является иснпольнзование компактных и простых в изготовлении вихревых аппаратов, обеснпенчинвающих наибольшую степень утилизации энергии при турбулизации вондовоздушных потоков.
Приведены рекомендуемые значения критериев Фруда и Кемпа при ранбонте вихревых аппаратов для создания диспергированных водовоздушных сменсей, а также обоснованы конструктивные решения при проектировании таких устройств.
Рассмотрено влияние электрического потенциала на процесс диснпернгинронванния водовоздушных смесей.
Показано, что в ряде случаев при механической и биологической очистке сточнных вод воздействие постоянного электрического потенциала на преднванринтельнно создаваемую водовоздушную смесь приводит к существенному увенлинчению эффекта очистки сточных вод.
Во второй главе приводится анализ теоретических основ процессов очистнки сточных вод с использованием водовоздушных смесей. На основании понлученных уравнений энергетического баланса дается определение условий обеснпечения устойчивости и диспергирования водовоздушных пузырьков в воднной среде. Использование данных условий на стадиях расчета и проекнтинронвания вихревых аппаратов позволяет создавать конструкции, обеспенчинваюнщие получение водовоздушных смесей требуемого дисперсного состава и ганзоннасыщения. Рассматнринванютнся режимы всплывания одиночного пузырька в жидкости с учетом изнменения его основных геометрических характеристик.
Одним из основных свойств пузырька воздуха является дисперсность (раздробленность) - признак, связанный с его размерами и геометрией. Ввондятся следующие понятия, характеризующие степень дисперсности пунзырька:
1.аЛинейный размер пузырька dп.аПоскольку поперечный разрез пузырька всегда представляет собой круг, за его линейный размер принимается дианметр поперечного сечения dп, имеющего наибольшую площадь fп.
2. Дисперсный размер пузырька δп - отношение объема пузырька Wп к площади его поверхности Sп.
3.аКоэффициент дисперсности Кд - отношение линейного размера пунзырьнка dп к его дисперсному размеру δп.
4. Коэффициент формы пузырька Кф - отношение площади поверхности пузырька Sп к площади его поперечного сечения fп.
Анализ зависимости скорости свободного всплывания vп воздушного пунзырьннка от диаметра (линейного размера) dп позволил вынденлить слендуюнщие режимы.
1. Режим ламинарного всплывания пузырька воздуха. Пузырек воздуха при данном режиме всплывания сохраняет шарообразную форму. Диаметр пунзырьнка воздуха на верхней границе ламинарного режима всплывания имеет значение dпа=а0,132⋅10Ц3 м, скорость всплывания при этом vпа=а0,0082 м/с.
2.аРежим ламинарного всплынванния пузырька воздуха со скользящим принстенночным слоем. В отличие от твердой сферы в рассматриваемом ренжинме для пунзырьнка воздуха сонхранняется закон Стокса, наблюдается эффект пронскальнзынвания, обусловнленнный подвижностью наружных слоев поверхности пузырька. Дианметр пузырька воздуха на верхней границе рассматриваемого режима dпа=а0,510Ц3 м, скорость всплывания vп = 0,135 м/с (точка 2 рис.а1).
3. Переходный режим всплнынванния пузырька воздуха со скольнзянщим принстеночным слоем.
Диаметр пузырька воздуха на верхней границе переходного режима всплынннвания dпа=а1,3710Ц3 м, скорость всплывания vпа=а0,37 м/с. В рассматринваенмом режиме скорость всплывания пунзырьнка воздуха может быть определена по уравнению vпа=а273,3dп, м/с.
Рис. 1. Зависимость коэффициента дисперсности Kд (А) и коэффициента формы Kф (Б) пузырька воздуха от его диаметра dп
4. Турбулентный режим всплынванния пузырька воздуха. При турнбуннлентнном режиме равенство дейстннвующих на пузырек воздуха сил сохраняется, но равнномерное сжантие его поверхности уже не может скомнпенсировать действие увелинчинваюнщейся силы Архимеда, вследнствие чего пронисходит денфорннмация пузырька, сфера сплюнщинвается и превращается в сфенроид. Изменение формы пунзырька приводит к увенличению коэффинцинента гидравнлинченского сопротивнленния ζ. Вознросшее сопротивление изменивншейнся форнмы сплющеннного пунзырьнка воздуха обусловливает уменьншение скорости всплывания vп. Анализ фотографий всплывающих пузырьков в воде при температуре воды Та=а20аС позволил получить зависимости изменения коэффициентов диснперсности Кд и формы Кф от диаметров пузырьков воздуха приведенные на рис.1. При турнбунлентном режиме всплывания скорость пузырька возндуха может быть опнренденлена по уравнению м/с, конэфнфинциент дисперснос-ти - по уравнннению ; конэффициент форнмы - по уравнению . Дианметр пунзырьнка воздуха на верхней граннинце турбулентного ренжима всплынванния dпа=а5⋅10Ц3 м, скорость всплынвания vпа=а0,21 м/с (точки 4, рис. 1).
5. Турбулентное всплывание пузырька воздуха в области автонмондельнноснти режима движения. В рассматриваемом режиме всплывания пузырька возндуха прекращается его деформация, что обусловливает постоянство значений коэффициента форнмы Кфа=а2,27а=аconst (см. рис.а1) и коэффициента гиднравнлинческого сонпронтивления . Изменение конэфнфициента дисперсноснти в соответствии с уравннением обнуснловннливает отклонненние от квадннратичного закона изнменнения скорости всплынванния пузырька возндунха. В рассматриваемом режиме всплывания скорость пузырька возндуха может быть определена по уравнению .
Анализ закономерностей изменения скоростей всплывания пузырьков при увеличении их диаметров позволил выдвинуть преднпонлонженние о взаинмосвязи режимов всплывания пузырьков с режимами массопередачи киснлорода возндуха в жидкость. В обнщем виде кинетику массопередачи кислорода воздуха в воду из вспнлынваюнщенго пузырька принято описывать уравнением:
, (1)
где - скорость массопередачи, кг/с; КL - коэффициент массопередачи границы раздела фаз пузырек-жидкость (пленочный коэффициент маснсонпередачи), м/с; А - площадь раздела фаз газ-жидкость, м2; Сн - концентрация насыщения газом жидкости, кг/м3; С - концентрация растворенного газа в жиднкости, кг/м3.
Теория псевдостационарной молекулярной диффузии ЛьюисаЦУитмена расннсматривает процесс массопередачи с поверхности псевдотвердого сфенринческого пузырька воздуха, что соответствует ламинарному режиму всплынванния пузырьков диаметром менее dпа=а0,12310Ц3 м. В соответствии с теорией ЛьюисаЦУитмена пленочный коэффициент маснсонпередачи может быть опренденлен по формуле , м/с; где Dсд - коэффициент псевдостанцинонарнной диффузии, м2/с; y - толщина границы раздела фаз газ-жидкость, м.
Пленночная теория Хигби (теория пенетрации: теория проницания) раснсматривает процесс ненстанционарной молекулярной диффузии через скольнзящую лобнновнляюнщуюся в процессе всплывания пузырька границу раздела фаз. Условия, положенные в основу теонрии Хигби, обеспечиваются при ланминнарном режиме всплывания пунзырьнков воздуха со скользящим пристеночным слоем и переходном режиме всплынвания пузырьков воздуха, имеющих диаметры dпа=а0,12310Ц3Е1,3710Ц3 м.
В соответствии с теорией Хигби пленочный коэффициент массопередачи может быть определен по формуле: , где Dнд - коэфнфинцинент нестационарной молекулярной диффузии, значение которого отлично от знанчения Dсд, м2/с.
В теории П.В.аДанквертса рассматривается процесс непрерывного обнновнления поверхности деформированного воздушного пузырька под действием обнранзующихся на ней турбулентных вихрей. Активное образование турнбунлентнных вихнрей возможно лишь в режимах турбулентного всплывания денфорнминронваннных пузырьков воздуха, имеющих диаметр более чема1,3710Ц3 м. В соотнветнствии с теорией П.В.аДанквертса пленочный коэффициент массонпередачи может быть определен по формуле: , где Dтд - коэфнфициент турбнунлентнной диффузии, значение которого отлично от значений Dсд и Dнд, используемых ЛьюисомЦУитменом и Хигби, м2/с; S - фактор обновнленния, величина, обратная времени полного обновления поверхности пунзырьнка воздуха, сЦ1.
В своей теории П.В.аДанквертс не приводит какого-либо конкретного поднннхода для определения величины фактора обновления поверхности гранницы раздела фаз.
Было предложено определять S как отношение секундной работы, сонвершаемой силами гидродинамического сопротивления Агс, к поверхнностнной энергии пузырька воздуха Еσ:
; ,
где - сила гидродинамического сопротивления, Н; Ц раснстоняние, м, на которое перемещается пунзынрек воздуха за время, , с; σп - конэфнфинциент поверхностного натяжения, Дж/м2.
Тогда
. (2)
Поскольку при турбулентном всплывании пузырька воздуха устанавнлинванетнся режим динамического равновесия действующих на него сил: силы Архимеда FА; силы гидродинамического сопротивления Fго; силы поверхностного натянженния Fпн (FАра=аFгса=аFпн), то по аналогии с выражением (2) фактор S также может быть определен по форнмулам:
; (3)
. (4)
Таким образом, с учетом формулы (4), пленочный коэффициент маснсонпередачи для турбулентных режимов всплывания деформированных пунзырьков воздуха может быть определен по формуле:
. (5)
В отличие от формулы Хигби , описывающей процесс маснсопередачи в режимах всплывания сферических пузырьков воздуха со скольнзящим приграничным слоем формула (5) учитывает изменение геометрии поверхности пузырьков воздуха в процессе их деформации (дополнительно учитывается коэффициент дисперсности Кд), вследствие чего ее испольнзонвание будет более корректно при описании массопередачи в турбулентных режимах всплывания деформированных пузырьков воздуха.
Во второй главе приводится вывод уравнений для определения конэфнфинциента истощения концентрации кислорода в воздухе внутри пунзырька в пронцессе его всплывания Кги и для определения коэффициента использования киснлорода Ки:
; (6)
, (7)
где - объемный
коэффициент массопередачи одиночного
пунзырьнка воздуха, сЦ1;
ψ - абсорбционная
константа Бунзена; Тп
- прондолнжительность
всплывания пузырька воздуха, с; Сп - изменение
концентрации кислорода в воздухе внутри
пузырька за время его всплывания,
кг/м3;
Скв
- коннцентрация кислорода
в воздухе, кг/м3.
Во второй главе также дается анализ процесса барботирования как спонсонба пенремешивания жидкости. Приводится вывод системы уравнений, опинсынваюнщих работу перемешивающих эрлифтных устройств. Рассматривается понлонжительное влияние, которое оканзывает пневматическое перемешивание на различные технологические пронцессы очистки воды. Достигаемый эффект объяснняется одновременным протеканием по крайней мере четырех пронцеснсов: 1) специнфинческим механинчеснким перемешиванием воды всплывающими пузырьками воздуха; 2) обнранзованием границы раздела фаз (газЦжидкость), обладающей избыточной понверхностной энергией и выступающей в роли катализатора происнхондянщих процессов; 3) десорбцией (отдувкой) из воды летучих соединнений; 4) нансынщеннием воды кислородом воздуха, приводящим к повышению уровня Еh и снинжению электрокинетического потенциала содержащихся в воде примесей.
Специфические процессы, связанные с барботированием жидкости, понзвоннляют получить усреднение ее характеристик не только на макроуровне (проннцесс макросмешения), но и достичь выравнивания концентраций реангинруюннщих веществ на микроуровне (процесс микросмешения).
Принвондится анализ теоретических основ очистнки сточнных вод методом наннпорной флонтанции. Раснсматнриваются теонрентинческие монденли пронцесса флонтации инернциноннных и безнынерционных диснперсных частиц, понлученные с иснпольннзонванием тернмодинамичеснконго и кинетического подхода. Вынводится криннтенрий флонтинруемости дисперсной частицы всплывающим пунзырьком возндуха, понзвонляющий преднсканзать вознможность образования флонтокомплекса диснперснная часнтица - пузырек воздуха в лдальнем или ближнннем энернгетическом миннинмунме.
Анализируется процесс вынденления пузырьков из пернесынщеннной газом жиднкости, имеюнщий две стадии: 1) вознникнновенния зародышей пузырьнков ганза; 2) роста образовавшихся зародышей. Первая стадия пронтенкает с увенлинчением энергии Гиббса системы и поэтому термодиннанминчеснки затруднена. Втонрая стадия проходит самонпроизнвольнно со значительным убыннваннинем энернгии Гиббса. С ростом величины перенсынщения жидкости газом прониснходит не только увеличение количества зарондыншей, но и существенное увенличение диаметра обранзовавшихся пунзырьнков, вследнствие их изотернминчеснкого расншинрения за счет диффузии газа из перенсынщеннного раствора. При увенличении пенренсыщения жиднкости степень дисперснности водовоздушной смеси уменьншается. Уменьншенние отношения диаметра флотируемой частицы dч к дианметнру образовавшегося пузырька возндуха dп принводит к снижению коэффициента эффекнтивности занхвата Е и снинжению эффекнта очистнки методом напорной флотации.
Увеличение степени газонасыщения флотационного объема положинтельнно влияет на процесс флотации, а увеличение среднего радиуса образующихнся пунзырьков воздуха - отрицательно. Противоположное влияние этих двух факторов приводит к тому, что эффективность процесса напорной флотации будет иметь максимум при некотором определенном значении пересыщения жидкости.
Технология диспергирования водовоздушной смеси в процессе ее обранботнки в неоднородном электрическом поле позволяет устранить пронтинвонречия, присущие методу напорной безреагентной флотации, получить мелнкондисперсную вондовоздушную смесь при высоком коэффициенте газонасынщенния и повысить эффективность флотационной очистки сточных вод.
Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям технологии получения тонкодиспергированной водовоздушной смеси.
Рассматриваются теоретические основы процесса диспергирования газонжиднкостной смеси под действием турбулентных пульсаций в трубчатом гидродинамическом устройстве с закрученным потоком.
Поскольку энергия турбулентных пульсаций (диссипация энергии) имеет минимальное значение в ядре потока, возрастает при удалении от него, и достигает максимального значения в пристеночных областях потока, трубнчатые гидродинамические устройства, в которых создаются потоки жидкости, имеющие большие значения окружных скоростей в пристеночных областях, должны позволить получить более тонкодисперсные водовоздушные смеси.
Были изучены два способа создания вращательно-поступательного движенния жидкости: 1) закручивание потока за счет тангенциальной подачи жиднкости в вихревую камеру через прямоугольную щель; 2) закручивание потока за счет подачи жидкости в камеру входа (соосно устанавливаемую на вихнренвой камере и имеющую больший диаметр) через тангенциально присоендинненнный к ней патрубок, имеющий диаметр, равный диаметру вихревой камеры.
Для создания вращательно-поступательного движения жидкости по первому способу использовались вихревые гидродинамические устройства: №а1 с геометрическим коэффициентом Кг1а=а3 (геометрический коэффициент отношение площади входного патрубка Fвп к площади таннгеннцинальнной щели Fтщ); №а2 с Кг1а=а5; №а3 с Кг1а=а7.
Для создания вращательно-поступательного движения жидкости по второму способу использовались вихревые гидродинамические устройства: №1 с геометрическим коэффициентом Кг2а=а3 (геометрический коэффициент отношение диаметра камеры входа Dкв к диаметру вихревой канменры dвк); №а2 с Кг2а=а5; №а3 с Кг2а=а7.
Изучалось влияние параметров потока во входном патрубке (средняя сконрость потока vвх и давление рвх) на параметры потока в вихревой камере: напор в пристеночной Нп и осевой Но областях, угол закрутки потока α.
Угол закрутки потока α, определяющий соотношение окружнной скорости vок и осевой (поступательной) скорости vос в пристеночной обнласти , в соответствии с рекомендациями профессора С.С.аКунннтантенладнзе принимался равным углу, образующемуся на выходе из вихревой каменры линиями распыления с осью потока.
В гидродинамических устройствах с щелевым тангенциальным входом наблюндалось значительно большее вакуумметрическое давление на оси потока (Pвo до 0,72⋅104 Па), чем в гидродинамических устройствах с камерой входа (Pвo до 0,2⋅104 Па). Гиднродинамические устройства с камерой входа позволили понлунчить большее вакуумметрическое давление в пристеночной области (Pвп до 0,16⋅104аПа), чем гидродиннанминческие устройства с тангенциальным щелевым входом (Pвп до 0,1⋅104аПа). Величина отношения вакуумметрических давлений в центральной и пристеночной областях в вихревых камерах гидродинанминчеснких устройств с щелевым таннгенциальным входом () знанчинтельно превышает ананлонгичный показатель вихревых камер гидродиннанминчеснких устройств с камерой входа () При увеличении осевой сконрости vос с 1 до 3 м/с разряжение в осевой области вихревых камер гиднродинамических устройств с щелевым входом увеличивается в 2,1Ц2,4 раза; а в вихревых камерах гиднрондинамических устройств с камерой входа в 1,1Ц1,2 раза. При увеличении осенвой скорости vос в вихревых камерах гидрондиннамических устройств с щенленвым тангенциальным входом с 1 до 3 м/с, угол закрутки потока α увеличинванется с 16 до 39, а в вихревых камерах гидрондинамических устнройств с каменрой входа с 31 до 43.
Проведенные исследования показали, что гидродинамические устройства с камерой входа позволяют достичь больших значений окружных скоростей vок в пристеночных областях вихревых камер, чем устройства с тангеннцинальнным щелевым входом.
Обработка экспериментальных данных позволила получить следующие матенмантические модели, описывающие изменение угла закрутки понтонка α при увелинченнии осевой скорости vос от 1 до 3 м/с; для гиднрондинанминчеснких устройств с тангенциальным щелевым входом и для гидродинамических устройств с камерой входа.
Экспериментальные исследования технологии диспергирования водонвозндушнной смеси, образующейся после высоконапорного газожидкостного эжекнтонра, проводились с использованием гидродинамических устройств №а2 с таннгненциальным щелевым входом и камерой входа. Вихревая камера (ствол электрогидродинамического устройства) (ЭГДУ) в обоих случаях имела обнщую длину 1 м и была разделена диэлектрическими муфтами на катодные и аноднные участки. Диаметр вихревой камеры dвха=а20 мм. Коэффициент газнонсондержания водовоздушной смеси - отношение объема, занимаемого возндунхом Wв, м3, к общему объему смеси Wс, м3, поддерживался на уровне φа=а0,4. Средняя осенвая скорость движения водовоздушной смеси по стволу ЭГДУ поддернжинванлась на уровне vоса=а1,4 м/с. К изолированным участкам ствола ЭГДУ от выпрямительного устройства подводился электропотенциал 12 В. Обнранбонтанная в ЭГДУ водовоздушная смесь пропускалась через две воздухонотнденлительные колонны. Из нисходящего потока водовоздушной смеси, пронхондящего первую воздухоотделительную колонну, имеющую диаметр 50 мм, отделялись пузырьки воздуха, имеющие диаметр более dпа=а0,510Ц3 м, на второй воздухоотделительной колонне, имеющей диаметр 300 мм, отделялись пузырьки воздуха, имеющие диаметр более dпа=а0,110Ц3 м.
При отсутствии поляризации ствола ЭГДУ в водовоздушной смеси на выходе из устройства с тангенциальным щелевым входом суммарный объем пузырьков диаметров менее 0,510Ц3 м составляет около 1%, а в устройстве с камерой входа около 3а% от общего объема водовоздушной смеси. Пузырьки диаметром менее 0,110Ц3 м на ЭГДУ без электрической поляризации ствола получить не удалось. Налонженние электрического потенциала 12В на ствол ЭГДУ позволило сущестнвеннно повынсить степень дисперсности водовоздушной смеси. При положинтельнной полянризации двух участков ствола ЭГДУ длиной 400 мм каждый сумнмарнный объем пузырьков диаметром менее 0,110Ц3 м в водовоздушной смеси на выходе из устройства с тангенциальным щелевым входом составлял 3а%, а на выходе из устройства с камерой входа 5а% от общего объема водовозндушнной смеси.
При отрицательной поляризации двух участков ствола ЭГДУ длиной 400 мм каждый суммарный объем пузырьков диаметром менее 0,110Ц3 м в вондонвоздушной смеси на выходе из устройства с тангенциальным щелевым вхондом составлял 5а%, а на выходе из устройства с камерой входа 9а% от общего объема водовоздушной смеси.
Проведенные исследования показали, что ЭГДУ с камерой входа и отнрицательной поляризацией участков ствола, имеющих большую длину, явнляется эффективным устройством, позволяющим получить тонкодисперсную водовоздушную смесь для флотационной очистки сточных вод.
В четвертой главе приводятся результаты теоретических и экспенринменнтальных исследований комбинированной системы аэрации аэротенков с перенменшиванием аэрационного объема вихревым эрлифтным устройством. Раснсматнриваются теоретические основы процесса перемешивания жидкости эрлифтнными устройствами. Анализируются характеристики эрлифтных устнройств работающих в статическом режиме, при котором пузырьки воздуха всплынвают в неподвижном слое жидкости и динамическом режиме, предунсматнривающим всплывание пузырьков в движущемся слое жидкости.
Основными характеристиками режима работы эрлифтного устройства явнляются: коэффициент газосодержания водовоздушной смеси φ, опреденляемый как отношение объема эрлифтной зоны, занимаемой газом Wг, м3, к общему объему эрлифтной зоны Wэ, м3, приведенная скорость газа или интенсивность барботирования Jэ, м/с, определяется как отношение расхода, подаваемого в эрлифт воздуха Qв, м3/ч, к площади поперечного сечения эрлифтной зоны Fэ, м2; относительное время - отношение времени пребывания в эрлифтной зоне газа Тг, с, к времени пребывания в эрлифтной зоне жидкости Тж, с; отннонсительный расход Ц отношение объемного расхода, проходящего через эрнлифт газа Qг (м3/с), к расходу перекачиваемой через эрлифт жидкости Qж, м3/с.
В четвертой главе приводится вывод замкнутых систем уравнений, опинсынвающих работу эрлифтного устройства в статическом и динамическом ренжинмах. В результате экспериментальных исследований процесса работы пенренмешивающего эрлифтного устройства было установлено, что приведенная скорость движения жидкости vж и коэффициент газосодержания водовозндушнной смеси φ могут быть определены по эмпирическим уравнениям:
. (8)
Экспериментальные исследования процессов перемешивания и аэрации воды с использованием вихревого эрлифтного устройства проводились на уснтановке, включающей в себя: компрессор, ротаметр, запорную арматуру, трубнчатый аэратор Аква-лайн, вихревое эрлифтное устройство, бак с водой.
Тангенциально присоединенные к стволу вихревого эрлифтного устройнства (ВЭУ) выпускные патрубки обеспечивали создание вращательного двинжения жидкости. Окружные скорости потока жидкости в придонных слоях при приведенной скорости подачи газовой фазы в ствол эрлифта Jэа=а0,16 м/с имели значения vода=а0,05Ц0,11 м/с, скорость нисходящего потока жидкости в пристеночных областях достигала величины vнпа=а0,14 м/с.
Определение зависимости величины объемного коэффициента массонпенрендачи кислорода КLa от интенсивности аэрации производилось по станндартнному методу переменного дефицита кислорода в воде.
В начале производилось обескислороживание воды с последующим повыншеннием концентрации растворенного кислорода в процессе аэрации с занданнной интенсивностью аэрирования J, м3/(м2с). Обескислороживание воды пронизнводилось сульфатом натрия с добавлением катализатора - хлористого конбальта. Концентрация кислорода, растворенного в воде, определялась с понмощью кислородомера марки АЖА-101.1 М. Доля воздуха, подаваемого на ВЭУ контролировалась ротаметрами и определялась как отношение расхода воздуха, подаваемого на ВЭУ Qвэ к общему расходу воздуха, подаваемого на трубчатый аэратор Аква-лайн и ВЭУ Qво ().
Результаты экспериментальных исследований процесса массопередачи кислорода воздуха, представлены в виде графиков, изображенных на рис. 2.
Проведенные исследования показали, что ВЭУ является эффективным пенренмешивающим устройством, позволяющим осуществить эффект пронтинвонтонка и повысить степень перемешивания аэрационного бассейна. Наибольший оптинмальный режим работы комбинированной системы аэрации наблюдается при доле воздуха подаваемого на ВЭУ а=а0,1. При подаче 10а% от общего расхода сжатого воздуха на ВЭУ и до 90% от общего расхода - на мелкопузырчатый аэратор, эффективность системы аэрации увеличивается в 1,6 раза.
Рис. 2. Зависимость
величины объемного коэффициента
массопередачи кислорода КLa от
интенсивности аэрации J и доли воздуха,
подаваемого на вихревое эрлифтное
устройство :
1
- а=а0; 2 - а=а0,05; 3 - а=а0,10; 4
- а=а0,2
Пятая глава посвящена экспериментальным исследованиям технонлонгии предварительной обработки городских сточных вод в вихревых гиднрондинамических устройствах (ВГДУ). Приводится теоретическое обоснование метода предварительной обработки сточных вод в ВГДУ с целью интеннсиннфикации работы городских очистных сооружений.
Предложенная технология предусматривает утилизацию избыточной энернгии потока сточных вод, перекачиваемых на городские очистные сонорунжения путем подачи их под остаточным напором в ВГДУ, устанавливаемое над камерой гашения напора. Технология предварительной обработки сточнных вод позволяет реализовать следующие методы воздействия на диснперснные системы сточных вод:
1. Воздействие на сточные воды повышенной турбулентности, привондянщее к ортокинетической коагуляции мелкодисперсных частиц и отмывке мелнких минеральных частиц от налипших на них органических загрязнений.
2. Насыщение сточных вод кислородом воздуха и повышение их Еh-понтеннциала.
3. Биокоагуляционная обработка сточных вод с использованием избынточного активного ила.
Отмывка мелких фракций песка от налипших на них органических зангрязнений позволяет интенсифицировать работу песколовок, сущестнвеннно понвынсить эффективность задержания мелких фракций песка, снизить зольнность осадка песколовок, устранить его загнивание.
Снижение концентрации взвешенных частиц минерального состава в сточнных водах, поступающих в аэротенк, приводит к существенному сонкранщению прироста ила, так как минеральные частицы практически полностью пенреходят в массу избыточного ила. Сокращение прироста активного ила понзволяет не только снизить затраты, связанные с его утилизацией, но и увенличить возраст активного ила. Увеличение возраста активного ила до опренделенного значения (как правило более 5Ц7 суток) обусловливает сущестнвеннное интенсифинцинронвание процессов биохимического окисления аммонийного азота.
На основе анализа соотношения удельной массы нитрифицирующего акнтивнного ила, прирастающей в единице объема аэрационного сооружения за единницу времени, к удельной массе нитрифицирующего ила, выносимого из этого объема в единицу времени, был выведен технологический критенринальнный комнплекс, характеризующий возможность протекания процесса биолонгинчеснкой нитрификации.
Исследования проводились на опытной установке, смонтированной на территории КОС г.аСердобска Пензенской области, в состав которой входили вихревое гидродинамическое устройство (ВГДУ) с диаметром вихревой камеры dвка=а50 мм, бак-делитель потока, модель песколовки и модель отнстойника. Схема ВГДУ представлена на рис. 3.
ВГДУ включает в себя цилиндрическую камеру входа с тангенциально присоединенным к ней патрубком входа 1, вихревую камеру 4 и камеру сменшения 5. За счет тангенциальной подачи жидкости под остаточным напором по патрубку 1 в камере входа 2 создается поток с вихревым движением. При переходе из камеры входа, имеющей диаметр Dкв, в соосно присоединенную к ней вихревую камеру, имеющую диаметр dвк, угловая скорость вращения потока увеличивается. В приосевой зоне ВГДУ создаётся область с понинженнным давлением, куда по воздушному патрубку 3 засасывается атмосферный воздух и подается избыточный активный ил.
Зависимости изменения зольности осадка задерживаемого в модельной песколовке и процентного содержания в нем фракций песка диаметром менее 0,25 мм от средней осевой скорости жидкости vос в вихревой камере преднставнлены на рис. 4.
Зависимости изменения эффекта очистки сточных вод по БПК5 в модельнном отстойнике ЭБПК концентрации органических веществ (БПК5) на выходе из мондельного отстойника СБПК от значения средней осевой скорости vос в вихнревой камере ВГДУ и от концентнрации избыточного активного ила в сменси со сточнными водами Сил при средней скорости vоса=а0,7 м/с представлены на рис. 5, 6.
Обработка опытных данных позволила получить следующую матемантинческую модель, описывающую изменение эффективности снижения БПК5 в пронцессе первичного отстаивания городских сточных вод после ВГДУ:
; ; , (9)
где Эпо - эффект удаления
БПК5 в процессе
первичного отстаивания сточных вод,
прошедших предварительную обработку в
ВГДУ,а%; Э Ц
эффект уданленния
БПК5 в процессе
первичного отстаивания из сточных вод, не
прошедших предварительную обработку,а%;
Кv Ц
коэффициент, учитывающий влияние
среднней
осевой скорости жидкости в стволе ВГДУ;
Кс Ц
коэффициент, учинтывающий влияние концентрации
добавляемого в сточные воды избыточного
активного ила; vос
- среднеосевая
скорость жидкости в стволе ВГДУ, м/с;
Сил Ц
концентрация активного ила в смеси со
сточными водами, мг/л.
На втором этапе исследований проводилось изучение процесса биолонгинческой очистки городских сточных вод, прошедших предварительную обранботку в ВГДУ. В состав экспериментальной установки входили контрольнный и опытный аэротенки емкостью по 0,12 м3 каждый.
В опытный аэротенк подавались предварительно обработанные в ВГДУ сточнные воды, прошедшие механическую очистку в модельной песколовке и отстойннинке, в контрольный - сточные воды после песколовки и отстойника, не проншедншие предварительную обработку в ВГДУ. Общая продолнжинтельнность обработки в модельном и контрольном аэротенках соответствовала пенриоду аэрации в нантурном аэротенке-вытеснителе. Анализы качества сточных вод проводились в отнфильтрованных пробах, отбинраенмых из аэротенков через каждый час.
Зависимости изменения коннцентнрации органических зангрязннений в пронцессе бионлонгической очистннки в опытном и контнрольном аэроннтенках по БПК5 преднстанленны на рис.а7.
Рис. 7. Зависимости
изменения концентрации органических
загрязнений (БПК5) в процессе биологической очистки
в опытном (1)
и контрольном
(2) аэротенках
Проведенные
исследования понказывают, что предванринтельнная обработка
сточнных вод в ВГДУ позволяет повысить
эфнфекнтивность работы пернвичнных отнстойников, в результате чего
нагрузка на аэротенк снинжанется в 1,5 раза.
Коннцентнранция загрязняющих веществ на выходе из
аэротенка уменьншанетнся по поканзантелям БПК5 - в
2 ранза; ХПК - в 1,7 раза; Ц
в 1,4 раза, - в 1,14 раза. Принрост активного ила уменьншанется в 2 раза.
Шестая глава посвящена экспериментальным исслендонванниям технологии активации потока возвратного ила аэронтенков путем утилизации его избынточнной энергии при обработке в эжекторе и электрогидродинамическом устнройнстнве (ЭГДУ). Приводится теоретический анализ предпосылок к выбору оснновнных нанправнлений исследований.
Перекачивание
возвратного ила в голову аэротенков на
станциях биолонгинчеснкой
очистки сточных вод, как правило,
производится эрлифтными устанновнками или
центробежными насосами. При перекачивании
активного ила центнробежными насосами избыточная
энергия потока не используется и безнвозвратно теряется.
Это обстоятельство позволило предложить
новую техннонлогию, предусматривающую утилизацию
избыточной энергии потока вознвратнного активного ила
путем последовательной его обработки в
эжекторе и элекнтрогидродинамическом устройстве
(ЭГДУ). Предложенная технология позволяет
реализовать следующие методы воздействия
на иловую смесь:
1)
насыщение активного ила кислородом
воздуха; 2) воздействие на активный ил
повышенной турбулентности; 3)
электрообработка активного ила.
При перекачивании через эжектор потока возвратного ила происходит подсасывание атмосферного воздуха, в результате чего на выходе из эжекнтора образуется иловоздушная смесь. Для интенсификации процессов насынщенния иловой смеси кислородом воздуха и реализации технологии ее электнронактивации, нами была разработана конструкция электрогиднродиннанминческого устройства (ЭГДУ), состоящего из двух соосно соединенных камер: камеры входа (диаметром D) и ствола (диаметром d).
В стволе ЭГДУ создается интенсивное вращательно-поступательное двинженние иловоздушной смеси, характеризуемое повышенным уровнем турнбулентности. ЭГДУ можно рассматривать как весьма совершенный смесинтель, позволяющий существенно интенсифицировать процесс массообмена илонвноздушной смеси, образующейся после эжектора. С целью интенсинфинканции процесса активации иловой смеси ствол ЭГДУ разделен диэлекнтнринчеснкими муфтами на катодные и анодные участки, к которым подводится электнринчеснкий потенциал. В отличие от использованных ранее технологий электнроакнтинвации иловой смеси в электролизерах с традиционной плоскопанралнлельной сиснтемой электродов, обработка иловоздушной смеси в стволе ЭГДУ, преднставляющем собой систему из соосных трубчатых электродов, не предполагает одновременного нахождения ее в катодной и анодной областях. Иловоздушная смесь, имеющая вращательно-поступательное движение, поноченредно проходит катодные и анодные зоны, что существенно изменяет ренжимы ее обработки.
Все многообразие воздействий электрического поля и электрического тока на бактериальные клетки сводится к следующим последствиям: 1) увенлинчение активности микроорганизмов вследствие повышения проницаемости мембран; 2) активация микроорганизмов вследствие повышения активности внеклеточных ферментов и ряда поверхностно расположенных рецепторов кленток; 3) интенсификация процессов внутриклеточного метаболизма.
Рис. 8. Зависимости
изменения дегидрогеназной активности
обработанной
в ЭГДУ
иловой смеси от напряжения поляризации и
типа электродной системы при vа=а1,5 м/ч: 1 - блок электродов
(катод-анод) lка=а0,4;
lаа=а0,4
м; 2 - блок
электродов (катод-анод) lка=а0,4; lаа=а0,2 м;
3 Ц
блок электродов
(анод-катод-анод)
lка=а0,2;
lаа=а0,8 м;
4 - блок электродов (катод-анод-катод)
lка=а0,8; lаа=а0,2 м
Исследования проводились на опытной установке, смонтированной на тернритории КОС г.аЗаречный Пензенской области. Установка включала в себя опытный и два контрольных аэротенка периодического действия, емкостью по 0,1ам3 каждый. Иловая смесь из втонричнных отстойников насосом перенканчинванлась в опытный и контрольные аэронтеннки. Перед подачей в опытный аэронтенк иловая смесь проходила обранботнку в эжекторе и ЭГДУ. Иловая смесь, поступающая в первый контнрольнный аэротенк, проходила обнранботнку только в эжекторе, во второй контнрольнный аэроннтенк поступала необранбонтаннная илонвая смесь. В качестве кринтерия, опнренденляющего общее состояние иловой сменси и ее способности окислять орнганнинческие загрязнения сточных вод, был приннят показатель общей дегиднрнонгенназнной акнтивности. Дегидрогеназная акнтивнность опнределялась по стандартнной ментодике, основанной на восстанновнленнии беснцветнного 2-,3-,5-трифеннилнтетранзонлия хлонриснтого (ТТХ) денгиднрогенанзанми в окнраншенный трифеннилнформазан.
Зависимости изменения дегиднронгенназной активности (ДГА) обрнанбонтаннной в ЭГДУ иловой смеси преднставннлены на рис. 8.
Проведение первого
этапа иснслендований позволило установить, что:
1)ананиболее
оптимальной является электннродная система
ствола ЭГДУ катод-анод-кантод с отношением
длин катода к аноду 2:1; 2) скорость пронтока илонвозндушной смеси через
ствол ЭГДУ из условия
обеспечения макнсимальных значений ДГА необходимо
принимать в пределах vа=а1,5Е2,5 м/с; 3) наинбонлее
значимое повышение фернментативной
активности обранбонтаннной
в ЭГДУ илонвой
смеси происходит при повышении значений
напряжения поляризации соосной системы
электродов ствола ЭГДУ от 0 до 30 В.
При проведении второго этапа исследований пробы из опытного и контнрольнного аэротенков отфильтровывались и проводился анализ следуюнщих понканзателей качества сточных вод: ХПК, БПК5, азот аммонийный, общий фоснфор. Зависимости изменения концентрации органических загрязнений в пронцессе биологической очистки в опытном и контрольных аэронтенках преднставлены на рис. 9.
а б
Рис. 9. Зависимости
изменения: а - БПК5;
б - ХПК
сточных вод в процессе биологической
очистки в опытном и контрольных аэротенках
при активации иловой
смеси на лабораторной установке:
1 Ц
необработанная иловая смесь; 2 - иловая смесь,
обработанная в эжекторе;
3
- иловая
смесь, обработанная в эжекторе и
ЭГДУ
Проведенные исследования показали, что: 1) последовательная обработка иловой смеси в эжекторе и ЭГДУ позволяет существенно повысить ее активность; 2) концентрация загрязняющих веществ в сточных водах, проншеднших биологическую очистку в течение 5 ч с использованием иловой сменси, обработанной по предлагаемой технологии, уменьшается по сравнненнию с концентрацией загрязнений сточных вод, прошедших очистку неакнтинвинрованной иловой смесью, по показателям: ХПК - в 2,3 раза; БПК5 - в 1,7 ранза; - в 1,2 раза; - в 1,6 раза.
В седьмой главе приводятся результаты производственного внедрения технологий диспергирования водовоздушных смесей.
Производственное внедрение техннонлонгии диспергирования водовозндушнной сменси, образующейся после эжектора, при ее обработке в электронгиднродинанминчеснком устройстве проводилось на участнке очистки замазученных сточных вод ТЭ - г. Пензы, производительностью 1200 м3/сут.
В состав участка очистки замазученных сточных вод входит два флонтантора расчетной производительностью 25 м3/ч каждый, фильтры механической очистки, фильтры глубокой доочистки сточных вод с загрузкой из акнтинвинронваннного угля.
До проведения реконструкции флонтанторы работали по схеме, предунсматнринваюнщей пересыщение всего объема понстунпающих на очистку сточных вод возндунхом, подаваемым эжектором, устанновнннленнным на линии, соединяющей нанпорннный и всасывающий патрубки пенреннканчинваюнщего насоса. Объем эжекнтинруенмого воздуха не превышал 2Ц4а% от объенма перекачиваемых сточных вод, так как изнбыточное количество воздуха, понступаюнщенго в центробежный насос, приводило к срыву режима его работы. Низкое газоннасыщение рабончего объема флотатора определяло невысокий эфнфект очистки сточных вод. В результате пронведения реконструкции эжектор на байнпаснной линнии насоса и сатуратор были отключены. На напорной линии насосов, переканчинвающих сточные воды во флонтантор, были установлены высоконнанпорнный эжектор, электрогиднрондиннанминческое устройство (ЭГДУ) и классинфинкатор фракций водовоздушной смеси. Общий вид узла обработки водовозндушнной сменси представлен на рис. 10.
Рис. 10. Общий вид узла обработки водовоздушной смеси ТЭЦ-1 г. Пензы
В качестве
классификатора фракций вонндовоздушной смеси
использовался верннтинкальный стояк. Крупные пузырьки
возндунха имеющие диаметр
более
0,5 мм, всплынвали на поверхность,
а мелкондиснперснная
водонвозндушная смесь
понстунпала во
флотатор.
Работа флотатора отслеживалась в тенченние периода между регенерациями фильнтров сорбционной доочистки сточнных вод. Фильтры выводились на регенненрацию при повышении концентрации нефнтепродуктов в фильтрате до 0,3 мг/л. Повышение газонасыщения рабочего объеннма флотатора с 1,5Ц2,8 до 8Ц12а% в рензультате проведения реконструкции понзвонлило увеличить эффект очистки сточнных вод с 40Ц55 до 60Ц71а% и продлить рабочий цикл фильтров сорбционной доночистнки с 11 до 21 суток.
С целью дальнейшего повышения эфннфекнтивности флотационной очистки сточнных вод перед классификатором фракции была установлена камера с коанлесцирующей загрузкой. В качестве коалеснцинруюнщей загрузки иснпольнзонвались кольца Рашига диаметром 50 мм. Стабинлинзированная в результате электнрообработки в ЭГДУ водовоздушная эмульсия не изменяла своего диснперсного состава при пропускании через камеру с коанлесцирующей зангрузнкой. Использование камеры с коалесцирующей зангрузнкой за счет донполннинтельного слипания частиц мазута позволило увеличить эфнфект очистки стонков до 65Ц77а% и продлить фильтроцикл сорбционных фильтров до 26 суток.
Результаты, полученные от внедрения технологии диспергирования водонвоздушной смеси на участке очистки замазученных сточных вод ТЭЦ-1 г.аПеннзы, представлены в табл. 1.
Таблица 1
Результаты внедрения
технологии диспергирования водонвоздушной смеси
на участке очистки
замазученных сточных вод ТЭЦ-1 г.аПеннзы
Режим работы участка флотационной предочистки сточных вод |
Показатели |
||||
Газонасыщение флотационного
|
Концентрация нефтепродуктов на входе во флотатор Свх, мг/л |
Концентрация нефтепродуктов на выходе с флотатора Свых, мг/л |
Эффект очистки Э,а% |
Продолжительность фильтнроцикла фильтров участка фильтрационной доночистки сточных вод Т, сут |
|
До реконструкции |
1,5Ц2,8 |
24Ц48 |
15Ц22 |
40Ц55 |
11 |
После реконструкции без канменры коалесценции |
8Ц12 |
26Ц42 |
10Ц12 |
60Ц71 |
21 |
После реконструкции с камерой коанлесценции |
8Ц12 |
22Ц46 |
7Ц11 |
65Ц77 |
26 |
Производственное внеднренние технологии перемешинваннния аэрационного объенма аэроннннтенков вихревыми эрлифтнннннннынми устройствами проннвондинлось на каннанлизанциноннных очистнннных сооруженниях г.аКанменнка Пеннзеннской обнласнти проннизнвондинтельннноснтью 8700 м3/сут. Вхондянщие в сонстав очистных сонорунженний два двухнконриндорнных аэроннтенннка оснащены пневматической мелкопузырцатой системой аэрации.
С целью интеннсинфинканции работы аэрационной сисннтемы и обеспечения эфнфекнтивного перемешивания аэрационнннонго объема в аэроннтенках были устанновнленны вихревые эрнлифтнные устройства.
Общий вид вихревых эрнлифтнных устройств (ВЭУ) представлен на рис. 11.
Рис. 11. Общий вид вихревых эрлифтных устройств в аэротенке
Основной расход сжантого воздуха (90а%) от общего расхода подавался на штатную систему тоннконго диспергирования возндуха. Подача 10а% от общего расхода сжантого воздуха на ВЭУ позволило организовать инннннтенсивное переменшинванние аэрационного объема и повысить эффективность раннботы пневматичеснкой сисннтемы аэрации. Внеднренние технологии дополннинтельного перемешивания иловой смеси вихревыми эрлифтными устройнстнвами обеспечило снижение удельного расхода воздуха, подаваемого в аэронтенк с 8,1 до 6,3 м3/м3. Показатели массообменных характеристик систем аэрации до и после реконструкции представлены в табл. 2.
Таблица 2
Показатели массообменных характеристик систем аэрации до и после проведении реконструкции
Вид системы аэрации |
Объемный коэффициент массопереданчи кислорода в жидкость, КLa, ч-1 |
Интенсивнность аэрации, J,м3/м2ч |
Удельный расход возндуха, поданваенмого в сиснтему аэрации Qув, м3/м3 |
Коэффицинент иснпольнзонвания киснлорода воздуха, Ки |
Эффекнтивнность системы аэрации, Э, кг/(кВтч) |
Пневматическая система аэрации до реконструкции |
3,7 |
5,3 |
8,1 |
0,085 |
1,8 |
Комбинированная сиснтема аэрации поснннле реконструкции |
3,9 |
4,1 |
6,3 |
0,11 |
2,5 |
Результаты, полученные от внедрения технологии перемешивания иловой смеси аэротенков на КОС г. Каменка Пензенской области, представлены в табл. 3.
Таблица 3
Результаты внедрения технологии перемешивания иловой смеси вихревыми эрлифтными устройствами на КОС г. Каменка
№ п/п |
Среднемесячные показатели |
Концентрация загрязнений в сточных водах, поступающих на КОС, мг/л |
Концентрация загрязнений в сточнных водах на выходе с КОС до реконструкции, мг/л |
Концентрация загрязнений в сточных водах на выходе с КОС после реконстнрукнции, мг/л |
1 |
Взвешенные вещества |
215 |
17 |
10 |
2 |
БПКпол |
230 |
14 |
9 |
3 |
ХПК |
300 |
42 |
34 |
4 |
20 |
9 |
4,4 |
|
5 |
9 |
6 |
2,5 |
|
6 |
Иловый индекс |
190 |
130 |
Рис. 12. Общий вид
вихревого гидродинамического устройства
на КОС г. Сердобска
Пензенской области
Производственное внедрение техннонлонгии предварительной обработки сточннных вод в вихревом гидрондиннанминчеснком устройстве ВГДУ проводились на канализационных очистных соорунженниях г.аСердобска Пензенской обнласти производительностью 17000 м3/сут.
В состав очистннных сооружений вхондит блок емнкостей ТП 902-2-206, вклюннчающий в себя три двухкоридорных аэроннтенка, осннанщенных мелконпунзырннчантой системой аэрации. Аэротенки ранбонтали в режиме 50а%-й регеннерации акнтивного ила.
С целью утилизации избыточной энернгии потока сточных вод, перенканчинваненмых на территорию КОС г.аСерндобнска, и интенсификации работы песконлонвок и пернвичных отстойников над принемнной канмерой было смонтировано вихнревое гиднродинамическое устройнстнво. Общий вид вихнревого гидрондиннанминчеснкого устройнстнва представлен на рис. 12.
В течение четырех
месяцев после пронннведения реконструкции блок
аэронтенннков работал в прежнем режиме 50а%-й
регенненрации
возвратного ила. Затем блок аэронтенков был переведен
на ренжим
ранботы без
регенерации вознвратннонго
ила, в результате чего качество сточнных вод на вынходе с аэротенка
ненскольнко улучшинлось. Внедрение
технологии преднваринтельннной обработки сточных вод
позвонлинло увеличить объём
песка, задержинваемого в песколовках
в 1,3Ц1,4
раза и повысить его зольность до 90Ц92а%; увеличить эффект
задержания органических загрязнений (БПК)
в первичных отстойниках до 30Ц39а%; повысить возраст
активного ила с 6Ц8 до 12Ц14
суток; сократить количестнво изнбыточного ила и
повысить эффект очистки.
Результаты, полученные от внеднренния технологии предварительной обнранботки сточных вод на КОС г.аСердобска, представлены в табл. 4.
Таблица 4
Результаты внедрения
технологии предварительной обработки
сточных вод на КОС
г.аСердобска
№ п\п |
Показатели |
Концентрация
загрязнений |
Концентрация загрязнений в сточннных водах на вынходе из первичнных отнстойников Свх, мг/л |
Концентрация загрязнений в сточных водах на выходе из втонричного отстойника Свых, мг/л |
|||
до реконструкции |
после реконструкции |
до реконструкции |
после реконструкнции с 50а%-й регененранцией активного ила |
после реконстнрукнции без регенеранции активного ила |
|||
1 |
Взвешенные вещества |
70Ц180 |
42Ц72 |
21Ц38 |
10Ц16 |
7Ц12 |
6Ц10 |
2 |
БПК5 |
160Ц220 |
136Ц179 |
104Ц132 |
19Ц25 |
10Ц14 |
9Ц12 |
3 |
ХПК |
300Ц420 |
264Ц340 |
228Ц241 |
78Ц104 |
58Ц80 |
55Ц76 |
4 |
12Ц28 |
11,5Ц25 |
10Ц23 |
2,5Ц5,1 |
0,8Ц2,1 |
0,6Ц1,9 |
|
5 |
3,1Ц8,2 |
3,0Ц8 |
3,0Ц7,8 |
2,9Ц3,6 |
2,4Ц3,2 |
2,1Ц3,0 |
|
Практическое внедрение технонлогии активации потока возвратного активнного ила проводилось на очистных сооружениях г.аЗаречный Пензенской обнласти производительностью 30000ам3/сут и г.аТольятти Самарской области производительностью 290000ам3/сут.
Общий вид узлов активации потоков возвратного ила КОС г.аЗаречный Пензенской области и КОС г.аТольятти Самарской области представлен на рис. 13, 14.
В состав очистных сооружений КОС г.аЗаречный Пензенской области вхондит блок, состоящий из четырех трехкоридорных аэротенков, оснащенных мелкопузырчатой системой аэрации. Аэротенки работали в режиме с 33а%-й регенерацией активного ила.
В результате проведения реконструкции на линиях возвратного ила всех четырех аэротенков были смонтированы экспериментальные установки (ЭГДУ).
В течение четырех месяцев блок аэротенков работал в режиме активации потока возвратного ила с 33а%-й регенерацией. Затем блок аэротенков был переведен на режим работы без регенерации активного ила. Результаты, полученные от внедрения технологии утилизации избыточной энергии потока возвратного ила на КОС г.аЗаречный, представлены в табл. 5.
Таблица 5
Результаты внедрения технологии утилизации избыточной энергии потока возвратного ила на КОС г.аЗаречный Пензенской области
Показатели |
Концентрация загрязнений в сточнных вонндах, постунпающих на очистнные сооружения Свх, мг/л |
Концентрация загрязнений сточных вод на выходе с очистных сооружений Свых, мг/л |
||
без активации понтонка возвратного ила, 33а%-я регеннерация |
с активацией понтока возвратного ила, 33а%-я регенерация |
с активацией потонка возвратного ила, |
||
Взвешенные вещества |
80Ц120 |
14Ц20 |
12Ц16 |
12Ц16 |
ХПК |
180Ц320 |
43Ц54 |
22,5Ц30 |
17Ц25 |
БПКполн |
110Ц240 |
14Ц18 |
9Ц12 |
7Ц10 |
19Ц29 |
14Ц18 |
2,8Ц3,7 |
2,2Ц2,7 |
|
0 |
1,1Ц1,5 |
2,2Ц3,6 |
3,4Ц3,7 |
|
0Ц0,04 |
0,7Ц0,9 |
0,7Ц0,8 |
0,7Ц0,85 |
|
2,2Ц2,8 |
1,3Ц1,7 |
0,7Ц1,2 |
0,4Ц0,9 |
|
Иловый индекс, см3/ г |
140Ц170 |
100Ц115 |
100Ц115 |
|
Прирост активного ила, г/м3 |
140 |
80 |
80 |
|
Предложенная установка утилизации избыточной энергии по своей сути является самостоятельной системой гидравлической аэрации и добавляет к штатной системе аэрации дополнительную окислительную способность на начальных, наиболее нагруженных участках аэротенков, о чем свидетельнстнвунет резкое увеличение концентрации кислорода в иловой смеси.
В штатную систему мелкопузырчатой пневматической аэрации блока аэронтенков КОС г.аЗаречный сжатый воздух подавался от турбонвозндунходувок марки ВТ-80-11,5, мощностью 160 кВт каждая. Внедрение технолонгии утилинзации избыточной энергии потока возвратного ила позволило отключить одну воздуходувку, при этом концентрация кислорода в аэронтенках не опускалась ниже Ска=а2,5Е2,9 мг/л.
Канализационные очистные сооружения г.аТольятти Самарской области принимают смесь хозяйственно-бытовых сточных вод, отводимых с терринтории автозаводского района г.аТольятти и производственных сточных вод, отводимых с территории АО АвтоВАЗ. Биологическая очистка сточных вод осуществляется на семи трехкоридорных аэротенках объемом 10400 м3 кажндый. По гидравлическому режиму сооружения биологической очистки явнлянютнся сооружениями с неравномерно распределенной подачей сточных вод (АНР).
В результате проведения реконструкции на линиях возвратного ила всех семи аэротенков были смонтированы экспериментальные установки (ЭГДУ). Результаты, полученные от внедрения технологии утилизации избыточной энергии потока возвратного ила на КОС г.аТольятти, представлены в табл. 6.
Таблица 6
Результаты внедрения технологии утилизации избыточной энергии потока возвратного ила на КОС ОАО АвтоВАЗ г.аТольятти Самарской области
Показатели |
Концентрация загрязнений |
Концентрация загрязнений в сточнных водах на выходе ОС Свых, мг/л |
|
до реконнструкции |
после реконструкции |
||
Взвешенные вещества |
96Ц155 |
14Ц24 |
8Ц14 |
ХПК |
250Ц360 |
34Ц48 |
28Ц36 |
БПКполн |
190Ц260 |
16Ц19 |
9Ц12 |
9,4Ц15,2 |
0,8Ц1,4 |
0,12Ц0,32 |
|
0 |
6Ц9 |
9Ц14 |
|
0 |
0,4Ц0,8 |
0,11Ц0,26 |
|
3,4Ц5,2 |
1,8Ц3,7 |
1,2Ц2,4 |
|
Иловый индекс, см3/ч |
110Ц120 |
90Ц100 |
|
Прирост активного ила, г/м3 |
140Ц160 |
80Ц90 |
|
Внедрение технологии утилизации избыточной энергии потока возвратннонго ила позволило отключить одну воздуходувку, имеющую мощность электнродвигателя 1250 кВт, при этом концентрация кислорода в аэротенках не опускалась ниже Ска=а2,2Е2,6 мг/л.
В седьмой главе также даются методики расчета аппаратурного оформнленния предлагаемых технологий и рекомендации по проектированию.
Приводится расчет среднегодового экономического эффекта, полученного от внедрения предлагаемых технологий, который составил 18 млн. руб. в ценах 2007 года.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. На основании теоретических и экспериментальных исследований, а такнже промышленных испытаний технологий очистки стоков с использованием нового энергосберегающего оборудования для получения диспергированных вондовоздушных смесей предложены научно обоснованые технические реншения, позволившие решить важную народохозяйственную задачу иннтеннсинфикации работы ряда канализационных очистных сооружений населенных пунктов и промышленных предприятий Поволжского региона.
2. С использованием термодинамического подхода получены теорентинчеснкие моннндели, адекватно описывающие процессы работы перемешивающих вондоннвозндушных устройств, процессы диффузии киснлонрода в воду из всплынвающих воздушных пузырьков, а также условия, определяющие устойчивость и дробление пузырьков.
3. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена высокая эфнфективность испольнзонванния диспергированной водовоздушной смеси, понлунченной в вихревых гинднродинамических устройствах различной констнрукнции, для интенсификации процессов механической и биологической очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод. Разработанный комнплекс технологических решений позволил улучшить работу каналинзанционных очистных сооружений и снизить негативное антнронпогенное воз-действие на открытые водоемы Волжского бассейна.
4. Разработана и
доведена до стадии практической
реализации технология флотационной
очистки мазутосодержащих сточных вод ТЭ - с
испольнзонваннием
диспергированной в
электрогидродинамическом устройстве
(ЭГДУ) водонвозндушной смеси, позволяющая повысить
коэффициент газонасыщения флотанционнного объёма до
8Ц12а% и
увеличить эффект очистки стоков
до 65Ц75а%,
что в 1,5 раза превышает эффект очистки при
традиционных безнренаннгентнных
технологиях.
5. Предложена и отработана на промышленных сооружениях биолонгинчеснкой очистки сточных вод комбинированная технология аэрации иловой сменси, пренндусматривающая совместное использование мелкопузырчатых пневмантинческих аэраторов и перемешивающих вихревых эрлифтных устройств (ВЭУ), позволяющая повысить эффективность пневматической системы аэранции в 1,4 раза.
6. Разработана и доведена до стадии практической реализации технология преднварительной обработки городских сточных вод в вихревых гидрондиннанминческих устройствах (ВГДУ), позволяющая увеличить объём песка, задержинваемого в песколовках в 1,3Ц1,4 раза и повысить его зольность до 90Ц92а%; увеличить эффект задержания органических загрязнений (БПК) в первичных отстойниках до 30Ц39а%; существенно снизить концентрацию загрязнений на выходе с очистных сооружений.
Получены эмпирические зависимости, адекватно описывающие повыншенние эффективности механической и биологической очистки городских сточнных вод в результате предварительной обработки их смеси с воздухом и акнтивнным илом в вихревых гидродинамических устройствах.
7. Предложена и отработана на промышленных очистных сооружениях технология активации потока возвратного ила аэротенков путем утилизации его избыточной энергии при последовательной обработке в эжекторе и электрогидродинамическом устройстве (ЭГДУ), позволяющая повысить денгиднрогеназную активность обработанной иловой смеси в 2,5Ц4 раза; понвынсить окислительную способность системы аэрации в 1,2Ц1,3 раза; сущестнвенно снизить концентрацию загрязнений на выходе с очистных сооружений.
Определены закономерности повышения ферментативной активности вознвратнного ила аэротенков в результате обработки его смеси с воздухом на участках соосной электродной системы ствола электрогидродинамического устройства.
8. Разработаны научно обоснованные инженерные методики расчета и пронектирования апнпанрантурного оформления предложенных технологий иннтенннсификации работы кананлиннзационных очистных сооружений, предунсматнринваюнщих использование диспергированных водовоздушных смесей, полунченнных в вихревых аппаратах.
9. Разработанные технологические решения иннтенннсиннфикации работы каннанлизационных очистных сооружений с использонванием диспергированных водовоздушных смесей внедрены на ряде объектов в Пеннзенской и Самарской областях. Суммарный экономический эффект от внеднренния разработок сонставил 18 млн. руб. в ценах 2007 года.
Список основных работ, опубликованных по теме диссертации
1. Андреев, С.Ю. Теоретические основы процессов генерации динаминчеснких двухфазовых систем вода-воздух и их использование в технологиях очистнки воды [Текст] / С.Ю.аАндреев: монография. - Пенза: ПГУАС, 2005.
2. Андреев, С.Ю. Системы аэрации для сооружений биолонгинческой очистнки сточных вод [Текст] / С.Ю.аАндреев, Р.И. Аюкаев // МГЦНТИ серия Проблемы современного города. - М., 1991. - Вып. 8.
3.аАндреев, С.Ю. Совершенствование очистки нефтесодержащих сточных вод ТЭ - на флотационных установках [Текст] / С.Ю. Андреев, Б.М. Гришин, Н.И. Ишева и [др.]: монография. Ц Пенза: ПГУАС, 2006.
4. Андреев, С.Ю. Предварительное уданленние аммонийного азота на гонроднских канализационных очистных соонрунжениях [Текст] / С.Ю.аАндреев, Б.М.аГришин, Т.В.аАлексеева: монография. - М.: Деп. в ВИНИТИ, 2006.
5. Андреев, С.Ю. Интенсификация сооружений биолонгинческой очистки сточных вод с использованием электрогидродинамических устнройств [Текст] / С.Ю.аАндреев, Б.М.аГришин: монография. - М.: Деп. в ВИНИТИ, 2001.
6. Андреев, С.Ю. Малогабаритные установки очистки сточнных вод станнций мойки автомобилей [Текст] / С.Ю.аАндреев, Б.М.аГришин: монография. - М.: Деп. в ВИНИТИ, 2003.
7. Андреев, С.Ю. Высокоэффективные конструкции аэрантонров пневмантинческого типа для биологической очистки сточных вод [Текст] / С.Ю.аАндреев, Б.М.аГришин: мононграфия. - М.: Деп. в ВИНИТИ, 2004.
8. Андреев, С.Ю. Очистка нефтесодержащих сточных вод ТЭ - методом безнапорной флотации [Текст] / С.Ю.аАндреев, Б.М.аГришин: монография. - М.: Деп. в ВИНИТИ, 2005.
9. Андреев, С.Ю. Новая технология полунченния тонкодиснпергированной водовоздушной смеси при очистке сточных вод, содержащих нефтепродукты [Текст] / С.Ю.аАндреев, Б.М.аГришин, С.В.аМаксимова // Известия вузов. Нефть и газ. - 2005. - № 6.
10. Андреев, С.Ю. Электроактивационная обработка возвратного ила в сиснтеме соосных электродов как способ интенсификации работы аэронтенков [Текст] / С.Ю.аАндреев // Известия вузов. Строительство. - 2006. Ц №а10.
11. Андреев, С.Ю. Новые технологические решения в процессе биологинчеснкой очистки сточных вод малых населенных пунктов на блочно-модульнной установке Биофлок-50 [Текст] / С.Ю.аАндреев // Известия вузов. Строительство. - 2006. - № 8.
12. Андреев, С.Ю. Интенсифинканция пронцеснса масообмена в аэрационных сооружениях биологической очистки сточнных вод как фактор, влияющий на улучшение работы вторичных отнстойнников [Текст] / С.Ю.аАндреев, Б.М.аГриншин, С.В.аМаксимова, Е.А.аТитов // Известия вузов. Строительство. - 2006. - № 11Ц12.
13. Андреев, С.Ю. Новая технология понлунчения тонкодисперсных водонвознндушных смесей и опыт ее использования при флотационной очистке сточнных вод [Текст] / С.Ю.аАндреев // Известия вузов. Строительство. - 2006. - № 9.
14. Андреев, С.Ю.
Реконструкция мокшанского маслосырнзанвода [Текст]
/ С.Ю.аАндреев, О.Я.аМаслова //
Водоснабжение и санитарная техника. - 1995. - № 6.
15. Андреев, С.Ю. Очистка замазученных сточных вод ТЭ - методом безннапорной флотации [Текст] / С.Ю.аАндреев // Водоснабжение и санитарная техника. - 2005. - № 12.
16.аАндреев, С.Ю. Обработка возвратного активного ила в вихнревом электнрогидродинамическом устройстве [Текст] / С.Ю.аАндреев, Б.М.аГриншин // Водоснабжение и санинтарнная техника. - 2006. - № 3.
17. Андреев, С.Ю.
Математическое моделирование процесса
аэрированния
[Текст] / С.Ю.аАндреев //
Водоснабжение и санитарная техника. - 2007. - № 3.
18. Андреев, С.Ю. Интенсификация флотационной очистки сточных вод от нефтепродуктов за счет использования тонкодиспергированной водовозндушнной смеси [Текст] / С.Ю.аАндреев // Безопасность жизнедеятельности. - 2006. - № 7.
19. Андреев, С.Ю. Новая технология активации потока возвратного ила аэронтенков городских очистных сооружений [Текст] / С.Ю.аАндреев // Безонпаснность жизнедеятельнности. Ц 2006. - № 8.
20. Андреев, С.Ю. Интенсификация работы городских канализационных очистных сооружений за счет предварительной обработки сточных вод в вихревых гидродинамических устройствах [Текст] / С.Ю.аАндреев // Безонпасность жизнедеянтельнности. Ц 2006. - № 5.
21. Андреев, С.Ю. Внедрение новой технонлогии безнапорной флотации на участке очистки замазученных сточных вод ТЭЦ-1 г. Пензы [Текст] / С.Ю.аАнднреев, Б.М. Гришин, Т.В. Алексеева // Информационный бюллетень Строй-инфо. - 2003. - № 9.
22. Андреев, С.Ю. Новая
технология оперативного управнления режима
интенсивности пневматической аэрации
аэротенков вытесннителей [Текст]
/
С.Ю.аАнднреев,
Б.М. Гришин // Информационный бюллетень
Строй-инфо. Ц
2002. - №
13.
23. Андреев, С.Ю.
Использование перемешинваюнщих вихренвых эрлифтных
устройств (ВЭУ) в противоточных системах
аэрнанции аэронтенков [Текст]
/ С.Ю.аАнднреев, Б.М. Гришин //
Информационный бюллетень Строй-инфо.
- 2004 - № 1Ц2.
24. Андреев, С.Ю. Опыт использования приема предваринтельнной обнранботки сточных вод в вихревом гидродинамическом устройстве (ВГДУ) с целью интенсификации работы канализационных очистных сооружений [Текст] / С.Ю.аАнднреев, Б.М. Гришин // Информационный бюллетень Строй-инфо. - 2004. - № 1Ц2.
25. Андреев, С.Ю. Новая конструкция компактной устанновнки заводского изготовления для очистки сточных вод небольших населенных пунктов [Текст] / С.Ю.аАнднреев, Б.М. Гришин // Информационный бюллетень Строй-инфо. Ц 2004. - № 1Ц2.
26. Андреев, С.Ю. Оценка эффективности флотационной очистки сточнных вод [Текст] / С.Ю.аАнднреев, Б.М. Гришин, Е.А.аСавицкий // Инфорнманциноннный бюллетень Строй-инфо. Ц 2005. - № 6.
27. Андреев, С.Ю. Оптиминзанция режима добавления реагентов как способ интенсификации предванринтельной обработки городских сточных вод [Текст] / С.Ю.аАнднреев, Б.М.аГришин, В.В.аНиколаев, С.М.аБлажко // Информанциноннный бюллетень Строй-инфо. - 2006. - № 11.
28. Андреев, С.Ю. Дробление и коанлеснценнция пузырьков воздуха как факнторы, влияющие на эффективность процесса флотации [Текст] / С.Ю.аАнднреев, Б.М. Гришин, Т.В. Алексеева // Водоснабжение и водоотведение: канчество и эффективность: мантенриалы междунар. науч.-практ. конф. - Кеменронво: ЗАО Экспо-Сибирь, 2000.
29. Андреев, С.Ю. Влияние дисперсного состава органических загрязнненний сточных вод на скорость их биологической очистки [Текст] / С.Ю.аАнднреев, Б.М. Гришин, Е.П. Чупраков // Водоснабжение и водоотведение: канчество и эффективность: мантенриалы междунар. науч.-практ. конф. - Кенмерово: ЗАО Экспо-Сибирь, 2000.
30. Андреев, С.Ю. Способы повышения эффективности работы гидронструйных компрессоров, используемых в качестве гидравнлинческих систем аэранции [Текст] / С.Ю.аАнднреев, Е.П. Тюкленкова // Водоснабжение и водонотведение: качество и эфнфекнтивность: материалы междунар. науч.-практ. конф. - Кемерово: ЗАО Экспо-Сибирь, 2000.
31. Андреев, С.Ю.
Утилизация избыточной энернгии потока
возвратного ила как метод повышения
окислительной мощнности аэротенков [Текст]
/ С.Ю.аАнднреев, Б.М. Гришин, С.Н. Хазов //
Проблемы строительства, иннженнернного обеспечения и
экологии городов: материалы II Междунар.
науч.-техн. коннф. Ц
Пенза: ПДЗ, 2000.
32. Андреев, С.Ю. Нонвая энергосберегающая технология аэрирования сточнных вод с испольнзонваннием обработки возвратного ила в электрогиднрондинамическом устройстве [Текст] / С.Ю.аАнднреев, Б.М. Гришин, С.Н. Хазов, С.А.аКусакина, А.А. Уваров // нПробнленмы энерго- и ресурсосбережения в промышленном и жилищно-комнмуннальном комплексах: материалы III Межндунар. науч.-практ. конф. - Пенза: ПДЗ, 2002.
33. Андреев, С.Ю.
Увеличение окиснлительной способности системы
аэранции
аэротенков за счет утилизации энернгии потока
возвратного ила [Текст]
/
С.Ю.аАнднреев,
Б.М. Гришин, С.Н. Хазов, А.А. Уваров //
Комплекнсное
иснпольннзование водных
ренсурнсов регионнов: материалы
Всерос. науч.-пракнт. конф. - Пенза: ПДЗ, 2001.
34. Андреев, С.Ю. Промышленные испынтанния вихревого гидродинанминческого устройства (ВГДУ) на очистных сонорунжениях г. Сердобска Пеннзенской области [Текст] / С.Ю.аАнднреев, Б.М. Гришин, Е.В.аЧупраков // Эконлогия и безопасность жизнендеянтельнности: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Пенза: ПДЗ, 2003.
35. Андреев, С.Ю. Снижение энегрозатрат на эксплуатацию сооружений биологической очистки сточных вод за счет понвышения эффективности первичного отстаивания [Текст] / С.Ю.аАнднреев, Е.В.аЧупраков, Б.М. Гришин // Проблемы энерго- и ресурсосбережения в промышленном и жилищно-коммунальном комплексах: материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Пеннза: ПГАСА, 2003.
36. Андреев С.Ю. Математическое монделирование процессов массоперендачи кислорода воздуха из всплывающего пузырька [Текст] / С.Ю.аАнднреев, Т.В.аМалютина, С.В.аМаксимова // Энергосберегающие технологии, оборудонвание и материалы при строительнстве объектов Западной Сибири: материалы Всерос. науч.-практ. конф. - Тюмень: Экспресс, 2005.
37. Андреев С.Ю. Новые техннологические решения при проектировании компактных установок для очистнки хозяйственно-бытовых сточных вод [Текст] / С.Ю.аАнднреев, Б.М. Гришин, Е.А.аТитов, С.В.аМаксимова // Пробнленмы строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Синбинри: материалы Всерос. науч.-пракнт. конф. - Тюмень, 2006.
38. Пат. № 2189365. Устройство для аэрации жидкости [Текст] / С.Ю.аАндннреев, Б.М. Гришин. опуб.2002.
39.аПат. № 2189947 Устройство для очистки сточных вод [Текст] / С.Ю.аАндннреев, Б.М. Гришин. опуб. 2002.
40. Пат. №а2261755. Смеситель [Текст] / С.Ю.аАндннреев, Б.М. Гришин. опуб. 2005.
Андреев Сергей Юрьевич
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИСПЕРГИРОВАННЫХ ВОДОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ
05.23.04 - Водоснабжение,
канализация,
строительные
системы охраны водных ресурсов
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Подписано в печать . Формат 60×84/16.
Бумага офсетная. Печать на ризографе.
Уч.-изд. л. 2,0. Тираж 100 экз.
Заказ № .
Издательство ПГУАС.
Отпечатано в полиграфическом центре ПГУАС.
440028. г. Пенза, ул. Г. Титова, 28.
E-mail: postmaster@pgasa.penza.com.ru
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям