Научно-исследовательская работа студентов: Материалы юбилейной 60-й научной студенческой конференции. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2008. 325 с. Isbn 978-5-8021-0880-2

Вид материала

Научно-исследовательская работа

Содержание Секция «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика» Состояние и перспективы применения

Подобный материал:

• Работа студентов материалы 58-й научной студенческой конференции, 3780.58kb.
• Программа 58-й научной студенческой конференции петрозаводск Издательство Петргу 2006, 841.28kb.
• Введение седьмая Межвузовская научная конференция продолжает обсуждение проблем межкультурного, 1199.81kb.
• Сборник статей ежегодной международной студенческой научно-практической конференции, 1058.05kb.
• «свое» и «чужое» в культуре народов европейского севера, 1556.91kb.
• В. М. Пивоев (отв ред.), А. М. Пашков, М. В. Пулькин, 3114.99kb.
• О хозяйства материалы студенческой научной конференции (18 февраля 3 марта 2008г.), 5864.74kb.
• Программа 61-й научной студенческой конференции (20-24 апреля) Петрозаводск, 854.03kb.
• Краткий курс высшей математики : учеб пособие для вузов / Б. П. Демидович, В. А. Кудрявцев., 1363.18kb.
• Актуальные социально-экономические и правовые аспекты устойчивого развития региона., 2089.17kb.

^

Секция «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика»

Разработка методов и средств снижения
расходов воды и энергозатрат
в коммунальном водоснабжении

Лесных Е.
Научные руководители — доктор тех. наук Аюкаев Р. И.,
доц. Данилова О. Г., асп. Графова Е. О.

Главным потребителем электроэнергии является жилищно-коммунальный сектор, а основной ячейкой — отдельная квартира. Значительные энергозатраты требуются на работу систем водоснабжения
и водоотведения. В этой связи контроль и снижение водопотребления являются одной из самых актуальных задач.

Существуют два основных вида приборов учета водопотребления: коллективный (общедомовой) и индивидуальный счетчики. По их показаниям и производится расчет потребителей. Показания общедомового счетчика отражают картину водопотребления всего дома. Этого вполне достаточно для оценки среднего водопотребления в отдельной квартире. Подобная система имеет ряд недостатков. Во-первых, каждый человек потребляет разное количество воды в сутки, зачастую меньше среднего по дому. Более того, в квартирах нередко зарегистрировано меньше проживающих, чем есть на самом деле. Во многих домах неудовлетворительно работает циркуляционное кольцо ГВС и обычное сантехническое оборудование, что также приводит к повышенному расходу воды в отдельных квартирах. Все эти факторы приводят к ощутимому повышению расхода воды. Для получения данных о реальном водопотреблении в квартире необходимо устанавливать индивидуальные водосчетчики. Они потребуют устранения всех внутриквартирных и внутридомовых утечек через краны, сливные бачки, соединения
и т. п. Это приведет к уменьшению потерь и рациональному использованию воды потребителем. В Скандинавских странах система квартирных счетчиков работает уже многие годы.

Согласно новым постановлениям № 306 и 307, потребитель с квартирным водосчетчиком не освобождается от перерасчета по общедомовому. Это происходит из-за изменения порогов чувствительности приборов между проверками, неодновременной фиксации показаний всех приборов и их округления. К сожалению, бывают и случаи неучтенного (в обход приборов) водоразбора. Это проблема решается в индивидуальном порядке с гражданами в суде. Все же, несмотря на все трудности и проблемы, возникающие с использованием водосчетчиков (и других приборов учета), их установка необходима и в конечном итоге принесет пользу всем.

^ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ
БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ
ПРИ ПОДГОТОВКЕ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОЙ
ВОДЫ

Коряйкина А.
Научный руководитель — доктор тех. наук, проф. Аюкаев Р. И.

В настоящее время известно много способов очистки природных вод. Традиционным методом обработки маломутных высокоцветных вод, к которым относятся природные воды Карелии, является реагентная схема с последующим отстаиванием, флотацией на первой ступени и фильтрованием на второй ступени очистки.

Однако традиционные технологии водоподготовки не всегда способны обеспечить очистку воды до требований СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» по отдельным показателям. Кроме того, они могут быть осуществлены только в крупных городах и имеют ряд недостатков.

В этих условиях обращают на себя внимание биологические способы очистки природных вод, которые позволяют достичь такого же качества очищенных вод, как и вышеперечисленные методы, а в некоторых случаях и лучшего, при меньших затратах.

Наиболее простыми сооружениями для биологической подготовки питьевой воды являются медленные фильтры, в которых протекает процесс пленочного фильтрования. Первоначально существовало мнение о том, что на медленных фильтрах осуществляется только лишь механическая очистка примесей воды. Позже было установлено, что на поверхности загрузки медленных фильтров образуется фильтрующая пленка, в которой протекают биологические процессы. В результате этого при медленном фильтровании в верхних слоях фильтра пленкой задерживается до 99 % бактерий и 90—95 % взвешенных веществ.

Медленные фильтры просты в эксплуатации и, с нашей точки зрения, являются более подходящими для применения в малых населенных пунктах, где часто отсутствует квалифицированный персонал для обслуживания очистных сооружений.

В связи с тем что биологическая пленка образуется только в верхних слоях фильтра, нами предложена секционная конструкция многоступенчатого медленного фильтра, в котором слои песчаной загрузки небольшой высоты разделены воздушным пространством. Предложенная нами конструкция была реализована в экспериментальной установке, на которой в течение трех месяцев проводились исследования. В результате было установлено, что такой способ очистки обеспечивает значительное снижение цветности природных вод.

Оптимизация технологии,
конструктивного оформления и режимов
эксплуатации биологической очистки
сточных вод города Сортавала РК

Степанова Е., Витюк А.
Научный руководитель — доктор тех. наук, проф. Аюкаев Р. И.

Республика Карелия богата своими озерами. Особую ценность представляют Онежское и Ладожское. Они являются частью бассейна Балтийского моря. В конце 1960-х гг., вследствие того что поступление загрязнителей превысило природную способность акватории к самоочищаемости, разразился экологический кризис, в 1973 г. место было объявлено чрезвычайным районом Мирового океана. Существует ряд проблем: избыточное поступление в акваторию азота и фосфора, накопление тяжелых металлов, загрязнение нефтью. Причины возникновения экологических проблем стоит искать на суше.

На берегу Ладожского озера располагается г. Сортавала. Население города составляет 19,8 тыс. человек. В 1988 г. были построены канализационные очистные сооружения. При гидравлических испытаниях произошел разрыв в днище и перегородках, так как основанием чаши сооружений оказалось болото. Вследствие неудовлетворительной работы очистных сооружений возникла проблема эвтрофикации, в результате попадания в водоем N и P со сточными водами. В рамках программы ТАСИС ЕС выделил средства на строительство новых ОС. Были построены уникальные сооружения. Новые сооружения предполагают безреагентное удаление P и денитрификацию нитрата NO₃ до высвобождения азота в свободной форме. В состав сооружений входят: блок механической очистки (решетки, аэрируемые песколовки), блок биологической очистки, вторичные отстойники. Блок биологической очистки состоит из 2 емкостей: анаэробного резервуара и циркуляционного бассейна. В циркуляционном бассейне происходит чередование аноксидной и аэробной зон.

Данный объект является интересным для исследований, и в будущем мы намерены продолжить работу в данном направлении.

К использованию
российских энергосберегающих технологий
водоочистки в условиях Турции

Севи А., Графова Е.
Научный руководитель — доктор тех. наук, проф. Аюкаев Р. И.

В провинции Бурса Турецкой Республики существует более 500 поселков с населением от 500 до 1500 жителей. Жилые здания многоквартирные, оборудованы внутренним водопроводом и канализацией. Ежегодно до 10—15 поселков обустраивают локальными сооружениями очистки хозбытовых стоков.

В местах, где есть свободные территории, используются почвенные методы очистки: септики и биологическая очистка в биопрудах, засеянных тростником. В местах, где свободных территорий для почвенной очистки нет, используются аэротенки продленной аэрации. Низкая платежеспособность жителей и большие энергозатраты таких сооружений приводят к их частым отключениям.

Относительно мягкие требования к качеству очистки (контролируются только рН, взвешенные вещества и БПК_полн не выше 50 мг/л) ведут к интенсивной эвтрофикации водоемов-приемников сточных вод.

Совместные исследования направлены на внедрение российских энергосберегающих технологий водоочистки в турецкую практику. На кафедре водоснабжения, водоотведения и гидравлики ПетрГУ разработана водоочистная установка «Карелия — чистая вода», обладающая целым рядом преимуществ:

• сооружения обладают большой инерционностью по отношению к резким колебаниям расходов и концентраций загрязнений сточных вод;

• установленная и потребляемая мощности силового электрооборудования снижаются против варианта с пневматической аэрацией в 4,0—4,7 раза;

• сооружения, работающие по технологии «хищник-жертва», продуцируют избыточного активного ила (биопленки) меньше по сухому веществу в 1,5—2,0 раза, по объему в 4—6 раз; соответственно снижаются затраты на сооружения по обработке осадка;

• сооружения обеспечивают глубокую очистку стоков до норм ПДК для рыбохозяйственных водоемов I категории;

• сооружения считаются «самостоятельно работающими на расстоянии» и требуют технического осмотра не чаще 1 раза в неделю.

Предполагается две такие установки смонтировать в Турции и провести натурные испытания с целью адаптации их к местным условиям.

Особенности проектирования,
строительства и эксплуатации
водохозяйственных систем
загородных объектов

Графова Е.
Научный руководитель — доктор тех. наук, проф. Аюкаев Р. И.

Загородное размещение объектов придорожного сервиса, промышленных предприятий привносит множество особенностей в проектирование, строительство, эксплуатацию и сервисное обслуживание систем водоснабжения и канализации. Действующие отечественные нормы проектирования систем водоснабжения и водоотведения завышены для условий загородных объектов придорожного сервиса.

Концентрации загрязнений дождевых вод с территорий АЗС загородного размещения на 35—45 % ниже аналогичных данных по городским АЗС, что дает возможность проектировать «редкопосещаемые» водоочистные установки и за счет этого облегчать их эксплуатацию и сервисное обслуживание. Создание конкурентоспособного водоочистного оборудования для объектов малой производительности возможно за счет совмещения в одной конструкции множества функций.

Вошедшие в практику бесконтактной мойки автомобилей высоконапорные (90—180 бар) с малым расходом (0,4—0,7 м³/ч) насосы позволяют использовать для безреагентной очистки оборотной воды медленный фильтр. Медленный фильтр, под устройство которого используется межколесная смотровая яма, выполняет одновременно функции песколовки, нефтеотделителя, резервуара грязной воды, сооружения биологической очистки, уплотнителя осадка и собственно фильтра. Обслуживание такого сооружения сводится к периодическим вывозам задержанного песка, взвешенных и нефтепродуктов с периодичностью не чаще одного раза в 20—40 суток. Поэтому использование в системах водоотведения объектов загородного размещения медленных фильтров перспективно.

Отечественные разработки в области «сухого» фильтрования, наши собственные наблюдения дают основание считать перспективным развитие этого направления исследований при создании сооружений
с большим межрегенерационным периодом для объектов загородного размещения.

Разработана и испытана конструкция многокассетного фильтра
«сухого» фильтрования для очистки дождевых стоков и оборотных вод автомоек и доочистки городских сточных вод. Анализ предлагаемых на рынке сорбционных материалов отечественного и иностранного производства показал целесообразность применения для «сухих» фильтров местного материала — модифицированного торфа.