Delist.ru

Интенсификация работы канализационных очистных сооружений с использованием диспергированных водовоздушных смесей (10.09.2007)

Автор: Андреев Сергей Юрьевич

НАУЧНАЯ НОВИЗНА исследований заключается в следующем:

– разработаны теоретические модели, описывающие процессы диффузии кислорода в воду из всплывающих воздушных пузырьков, установлены термодинамические условия, определяющих их устойчивость и дробление;

– на основе термодинамического подхода получены теоретические модели, описывающие процессы работы водовоздушных перемешивающих устройств;

– теоретически обоснована и экспериментально доказана эффективность использования вихревых аппаратов с наложением электрического потенциала для получения водовоздушной смеси необходимого дисперсного состава и газонасыщения для интенсификации процессов механической и биологической очистки сточных вод;

– определены оптимальные условия проведения процесса флотационной очистки производственных сточных вод с использованием диспергированных в неоднородном электрическом поле турбулентных водовоздушных смесей;

– разработан новый метод интенсификации работы мелкопузырчатой пневматической системы аэрации, предусматривающий дополнительное перемешивание аэрационного объёма и создание эффекта противотока за счет вихревых эрлифтных потоков;

– получены эмпирические зависимости, адекватно описывающие повышение эффективности механической и биологической очистки сточных вод в результате предварительной обработки вихревого потока их смеси с воздухом и активным илом;

– определены закономерности повышения ферментативной активности возвратного ила аэротенков в результате обработки его смеси с воздухом в неоднородном электрическом поле;

– разработаны технологические и конструктивные решения энергосберегающего оборудования, используемого для получения диспергированных водовоздушных смесей, обеспечивающих интенсификацию работы сооружений очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ работы заключается в создании, апробировании 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 высокоэффективная технология флотационной очистки мазутосодержащих сточных вод ТЭЦ с использованием тонкодиспергированных водовоздушных смесей;

Предложена и апробирована в промышленных условиях комбинированная технология аэрирования иловой смеси аэротенков, предусматривающая совместное использование мелкопузырчатых пневматических аэраторов и перемешивающих вихревых эрлифтных устройств (ВЭУ);

Разработана и доведена до стадии практической реализации технология предварительной обработки городских сточных вод в вихревых гидродинамических устройствах (ВГДУ);

Предложена и апробирована на промышленных очистных сооружениях технология активации потока возвратного ила аэротенков путем утилизации его избыточной энергии при последовательной обработке в эжекторе и электрогидродинамическом устройстве (ЭГДУ);

Разработаны рекомендации по проектированию и расчету аппаратурного оформления технологических схем интенсификации работы канализационных очистных сооружений, предусматривающих использование диспергированных водовоздушных смесей.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ. Разработанные автором новые технологии интенсификации работы канализационных очистных сооружений внедрены на ряде объектов в Пензенской и Самарской областях. В частности:

Технология тонкого диспергирования водовоздушной смеси внедрена на участке флотационной очистки замазученного стока ТЭЦ-1 г. Пензы производительностью 1200 м3/сут. Среднегодовой экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии составил 1,9 млн. руб. в ценах 2007 года.

Комбинированная технология аэрирования иловой смеси аэротенков внедрена на канализационных очистных сооружениях г. Каменка Пензенской области, производительностью 8700 м3/сут. Среднегодовой экономический эффект от внедрения составил 0,22 млн. руб. в ценах 2007 года.

Технология предварительной обработки городских сточных вод в вихревых гидродинамических устройствах с добавлением избыточного активного ила внедрена на канализационных очистных сооружениях г. Сердобска Пензенской области, производительностью 17000 м3/сут. Среднегодовой экономический эффект от внедрения составил 0,5 млн. руб. в ценах 2007 года.

Технология активации потока возвратного ила аэротенков путем утилизации его избыточной энергии внедрена:

– на канализационных очистных сооружениях г. Тольятти Самарской области производительностью 290000 м3/сут. Среднегодовой экономический эффект от внедрения составил 13,5 млн. руб. в ценах 2007 года;

– на канализационных очистных сооружениях г. Заречного Пензенской области производительностью 30000 м3/сут. Среднегодовой экономический эффект от внедрения составил 2,2 млн. руб. в ценах 2007 года.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

– результаты теоретических и экспериментальных исследований технологических процессов получения диспергированных водовоздушных смесей и их использования для интенсификации работы канализационных очистных сооружений;

– энергосберегающие технологии интенсификации работы очистных сооружений с использованием процесса диспергирования водовоздушных смесей в вихревых аппаратах;

– конструктивные решения аппаратов и оборудования для предлагаемых технологий получения водовоздушных смесей;

– методики расчета и рекомендации по проектированию аппаратурного оформления предлагаемых технологий интенсификации работы канализационных очистных сооружений;

– технико-экономический анализ предлагаемых технических решений, позволяющих интенсифицировать работу канализационных очистных сооружений.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 16 международных и всероссийских конференциях в гг. Пензе, 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.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА. Вклад автора в получении научных результатов состоял в непосредственном руководстве всеми этапами работ (постановка 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 подготовлены и успешно защищены девять диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук.

ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ ПОЛУЧЕННЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ. Достоверность полученных результатов оценена с помощью современных математических методов обработки экспериментов. Научные положения работы построены на результатах 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, соответствуют результатам, полученным при промышленном внедрении.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация изложена на 320 страницах машинописного текста, содержит 19 таблиц, 117 рисунков и состоит из введения, 7 глав, основных выводов, библиографического списка использованной литературы, включающего 241 названия и приложений.

Автор выражает благодарность и глубокую признательность заведующему кафедрой информационно-вычислительных технологий Пензенского ГУАС доктору химических наук, профессору А.Н. Кошеву за полезные советы и помощь, оказанную при выполнении диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проведения исследований по теме диссертационной работы, сформулирована цель и дана общая характеристика работы.

В первой главе представлен аналитический обзор современных технологий очистки сточных вод, предусматривающих использование водовоздушных смесей. Анализ экспериментальных данных, полученных отечественными и зарубежными исследователями, показал, что наличие и характер процессов перемешивания сточных вод оказывают значительное влияние на эффективность их последующей механической и биологической очистки.

Показано, что из многих применяемых способов макромасштабного и микромасштабного перемешивания сточных вод наиболее экономичным, технологически эффективным и универсальным является гидропневматический способ, при котором перемешивание стоков осуществляется заранее подготовленной водовоздушной смесью с заданным дисперсным составом воздушных пузырьков.

загрузка...