10713

2.узел задержания грубых отходов;

3.песколовки;

4.первичные отстойники;

5.система коридорных аэротенков;

6.воздуходувное хозяйство;

7.вторичные отстойники;

8.сборник осадка;

9.иловые карты;

10.станция обеззараживания очищенных сточных вод;

11.насосная станция перекачки очищенных сточных вод.

По результатам проведённых исследований микробиологической лаборатории очистных сооружений, наблюдается систематическое нарушение в работе сооружений, происходит вспухание активного ила и как следствие снижении качества очистки сточных вод, при поступления производственных стоков имеющих высокую температуру и содержащих в своём составе трудно окисляемые органические соединения для микроорганизмов активного ила [5].

В настоящее время существует несколько принципиально разных методов очистки производственных сточных вод загрязнённых трудно окисляемыми органическими веществами.

Первый метод применение флотационного оборудования, очистка происходит из-за того что частицы загрязнений, остатки растворов печатных красителей прилипают к поверхности воздушных пузырьков и собираются во флотошлам.

Второй метод это нейтрализация загрязнений путём прохождения через стальную стружечную загрузку.

Третий метод заключается в обработке очищаемых сточных вод на специальных мембранных фильтрах.

Проведённый патентный и технологический обзор современных технологий очистки производственных сточных вод загрязнённых трудно окисляемыми органическими соединениями и ПАВ, с достаточно высокой остаточной температурой Т=70-80оС, позволил определить концепцию и тип оборудования необходимого для выполнения поставленной задачи.

Для решения всех этих задач необходимо выполнить:

1.Уличное размещение оборудования, усреднение количественного и качественного состава сточных вод;

2.Оборудование для предварительной физико-химической

очистки что позволит снизить температуру поступающих сточных вод до приемлемого температурного диапазона 30-35оС, перевести трудно окисляемые органические соединения в более легко окисляемые формы пригодные для последующей биологической очистки.

230

Разработана схема предварительной физико химической очистки промышленных стоков и последующей биологической, на существующей площадке очистных сооружений (рисунок 1):

Рисунок 1 – Принципиальная схема очистных сооружений по очистке сточных вод г. Приволжск и АО «Яковлевская фабрика»:1. канализационная насосная станция усреднитель промышленных сточных вод; 2. канализационная насосная станция усреднитель хозяйственно бытовых сточных вод; 3. сливная станция приёма хозяйственно бытовых сточных вод от неканализованной части домовладений г. Приволжск; 4. установка предварительной физико-химической очистки производственных сточных вод; 5. блок биологической очистки; 6. блок глубокой очистки; 7. установка УФ-обеззараживания; 8. сборник осадка промышленных сточных вод; 9. илоуплотнитель промышленных сточных вод; 10. установка обезвоживания осадка промышленных сточных вод; 11. сборник осадка хозяйственно бытовых сточных вод; 12. илоуплотнитель хозяйственно бытовых сточных вод; 13. установка обезвоживания хозяйственно бытовых сточных вод; 14. установка дозирования реагентов на стадии физико-химической очистки; 15. установка дозирования реагентов на стадии биологической очистки.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

231

1.Герасимов М.Н., Козлов В.В., Зуйкова Н.С. Тезисы доклада на Международной научно практической конференции „ Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве”. Прогресс. Иваново. 1997. – 344 с.

2.Ефимов А.Я., Таварткиладзе И.М., Ткаченко Л.И. Очистка сточных вод предприятий лёгкой промышленности. Киев: Техника. – 1985. – с.

61-69.

3.Тарасов А.С., Васильев А.Л. Анализ работы очистных сооружений предприятий текстильной промышленности на примере «Яковлевской фабрики» Приволжский научный журнал. ННГАСУ. 2017. №3. – с. 42-49.

4.Трунова Н.А. Очистка сточных вод хлопчатобумажных красильно отделочных предприятий с целью их повторного использования. – В кН.: Водоснабжение и водоотведение.- М.: 1986. – с. 185-189.

5.Щелочкова А.А., Москвичёва Е.В., Алексиков А.Е. Интенсификация процессов очистки сточных вод текстильных предприятий. // Водохозяйственный комплекс России: состояние, проблемы, перспективы: Сб. ст IV Всероссийской научно-практической конференции, октябрь 2006. –

Пенза: РИО ПГСХА. – 2006. – с. 12-15.

КАЩЕНКО О.В., канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры водоснабжения, водоотведения и инженерной экологии и химии; ТОРГАЕВ М.А., магистрант

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет», г. Нижний Новгород, Россия, gropinka@mail.ru

ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ

Насосные станции являются важнейшим элементом систем водоотведения. От работы канализационных насосных станций населенных пунктов во многом зависит существование населенного пункта и общая надежность и экономическая эффективность отведения воды.

В нашей стране и за рубежом издано большое количество трудов посвященных проектированию и управлению канализационными насосными станциями [1].

Цель данной работы показать один из методов оптимизации работы насосной станции водоотведения, ведущий к снижению расходов, связанных с ее функционированием.

Рассмотрим в качестве примера:

232

Запроектирована канализационная насосная станция производительностью Q=43000 м@/ч. Требуемый напор H=27,77 м. В проекте принято два

погружных насоса датской фирмы Grundfos, модель S2.120.250.1600.4.70L. Графическая характеристика работы насосов в систему водоводов представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Графическая характеристика работы насосов в систему водоводов

Анализ работы режимов работы в систему водоводов, в том числе при аварии на одном из водоводов, представлен в таблице 1.

Таким образом, при работе одного насоса потребляемая электроэнергия составит порядка 282,2 кВт в час, а при одновременной работе двух насосов 417 кВт в час.

В целях сокращения потребления электроэнергии насосными агрегатами, была предложена модернизация насосной станции, которая предусматривала:

Вместо 1 более мощного насоса фирмы Grundfos S2, были приняты

насосы меньшей мощности Grundfos SE3.110.300.1600.8.H.630. Для со-

кращения электропотребления было предусмотрено в минимальные часы притока сточных вод (ночные часы) включать только насосы меньшей мощности Grundfos SE3.110.300.1600.8.H.630. Графические характеристики насосов Grundfos SE3.110.300.1600.8.H.630 в систему водоводов в ми-

нимальные часы притока сточных вод представлены на рисунке 2.

233

Таблица 1 - Анализ режимов параллельной работы насосов в систему водоводов

Рисунок 2 - Графические характеристики 2 насосов Grundfos SE3.110.300.1600.8.H.630 в систему водоводов

Анализ режимов работы 2 насосов Grundfos SE3.110.300.1600.8.H.630 в систему водоводов в минимальные часы притока сточных вод представлен в таблице 2.

Таблица 2 - Анализ режима работы насосов Grundfos SE3.110.300.1600.8.H.630 в систему водоводов

234

Из таблицы 2 видно, что затраты электроэнергии при работе одного

насоса Grundfos SE3.110.300.1600.8.H.630 99,5 кВт в час, а при работе двух насосов 100 кВт в час, что в 3 раза меньше, чем при работе более мощного насоса Grundfos S2.

График совместной работы одного насоса Grundfos S2 и 2 насосов

Grundfos SE3.110.300.1600.8.H.630 представлен на рисунке 3.

Рисунок 3 - График совместной работы 2 насосов Grundfos SE3.110.300.1600.8.H.630 и 1 Grundfos S2 в систему водоводов

Анализ режима совместной работы 1 насоса Grundfos S2 и 2 насосов

SE3.110.300.1600.8.H.630 представлен в таблице 3.

235

Таблица 3 - Анализ совместной работы насосов в систему водоводов

На основе полученных данных производим расчет затрат электроэнергии до и после модернизации насосной станции (таблица 4):

Таблица 4 – Затраты электроэнергии до и после модернизации насосной станции

1.Замена насоса более мощного на насосы менее мощные, в часы минимального притока сточных вод, приводит к значительному сокращению энергопотребления и соответственно к сокращению затрат на эксплуатацию канализационной насосной станции. Потребление электроэнергии

вданном случае сокращается почти на 36%.

2.При расчете насосной станции нужно учитывать не только напор, подачу, стоимость насосных агрегатов и др., но и эксплуатационные затра-

236

ты на несколько лет вперед, что позволит изначально сократить расходы на ее обслуживание.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Березин С.Е. и др. Насосные станции с погружными насосами.

Расчет и конструирование. – М.: ОАО “ Издательство “ Стройиздат”, 2008. – 160 c.: ил.

УМЯРОВ А.А., магистрант

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет», г. Нижний Новгород, Россия,

andreiumyarov@mail.ru

СОЗДАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ УСТОЙЧИВОЙ СИСТЕМЫ ДООЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ КАВИТАТОРОВ

Вчисле основных задач нашей страны является охрана окружающей среды, в частности, охрана и рациональное использование водных ресурсов, которая должна осуществляться в рамках концепции устойчивого развития. Концепция устойчивого развития включает в себя не только экономическую составляющую, но и другие сферы жизни общества, которые только лишь в совокупности могут обеспечить процветание человечества и его правильное развитие.

Всовременных технологиях очистки сточных вод заметно обостряется проблема трудноокисляемых органических соединений, которые не поддаются биологической очистке, и, поступая непрерывно в окружающую среду с недостаточно очищенными сточными водами, создают экотоксикологические риски, как для окружающей среды, так и для человека. Для предотвращения развития таких процессов требуется разработка и внедрение технологий, способных эффективно удалять трудноокисляемые соединения из очищаемых сточных вод. Обозначенная проблема являются крайне актуальной на сегодняшний день, и обуславливает необходимость развития и внедрения технологий и оборудования, способных решать задачи экологической безопасности, обеспечивать эффективность и надежность работы систем очистки сточных вод и подготовки питьевой воды и соответствовать принципам устойчивого развития.

Целью работы является исследование возможности применения комбинированных методов, включая использование гидродинамических кавитаторов, для повышения эффективности доочистки и обеззараживания природных и сточных вод как одного из направлений устойчивого развития в области водопользования.

237

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

-рассмотрение требований по микробиологическим показателям к питьевой воде и воде поверхностных водных объектов;

-экспериментальные исследования по применению комплексных технологий, включающих гидродинамическую кавитацию и озонирование, удовлетворяющие принципам устойчивого развития.

Качество питьевой воды регламентируется двумя нормативными документами: СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения». Контроль качества» [1] и СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» [2]. Безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется ее соответствием нормативам, представленным в таблице 3.1. Гигиенические требования к условиям отведения сточных вод в водные объекты устанавливает СанПиН 2.1.5.980-00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод [3].

В настоящее время возрастает интерес к кавитационным технологиям вследствие их достаточно высокой эффективности. Под кавитацией понимают явление разрыва капельной жидкости под действием растягивающих напряжений, обусловленных изменением характеристик полей скоростей и давлений, возникающих при разрежении в рассматриваемой точке жидкости. При разрыве капельной жидкости образуются полости – кавитационные пузырьки (каверны), заполненные паром, газом или их смесью. Каверны образуются в тех местах, где давление в жидкости p становиться

ниже критического pкр. (часто совпадает с давлением насыщенных паров pн при данной температуре) [4]. Благодаря высокой интенсивности вибрации

итемпературы в отдельной точке активно разрушаются органические соединения, коллоиды, клеточные мембраны микроорганизмов и уничтожаются вирусы. В связи с этим кавитационную обработку можно использовать как на стадии первичной очистки, так и для доочистки и обеззараживания.

С целью разработки технологий, которые способны обеспечить эффективное обеззараживание и доочистку природных и сточных вод при одновременном снижении энергозатрат и массогабаритных показателей сооружений, были проведены экспериментальные исследования доочистки

иобеззараживания воды с использованием гидродинамического эжекторакавитатора. Исследования проводились на комплексной установке, включающей гидродинамический кавитатор, аппарат вихревого слоя и акустический кавитатор, внешний вид которой представлен на рисунке 1. Для исследований был использован только гидродинамический кавитатор.

238

Рисунок 1 – Внешний вид комплексной установки по исследованию доочистки и обеззараживания воды

Для исследований был использован только гидродинамический эжек- тор-кавитатор, разработанный и изготовленного специалистами Волжского государственного университета водного транспорта (г. Нижний Новгород), патент РФ RU 2269386 С1 «Генератор гидродинамических колебаний» [5]. В данном устройстве осуществляются гидродинамическая кавитация с эжекцией жидкого или газообразного потока, что придает дополнительные функции струйного насоса (эжектора) и смесителя. По своей конструкции он уже является источником кавитации. Дополнительно аппарат был укомплектован струенаправляющим турбулизатором, установленным перед входным соплом. Эжектор состоит из корпуса, в который вставлен диффузор с камерой смешения. Диффузор можно перемещать в продольном направлении и фиксировать винтами. Внутрь корпуса вставлено сопло. На корпусе установлены фланцы, соединяющие эжектор с дренажным трубопроводом. Устройство работает следующим образом. Поток рабочей среды подается во входное сопло, внутри которого находится закручивающая струенаправляющая турбинка. Турбинка сжимает входящий поток и закручивает его вдоль оси аппарата, что позволяет снизить давление всасывания и, впоследствии, понижает необходимое рабочее давление на входе в аппарат. Затем потоки рабочей и эжектируемой сред поступают через приемную камеру в камеру смешения, где происходит выравнивание их скоростей, сопровождающееся повышением давления. Из камеры смешения поток поступает в диффузор, где происходит дальнейший рост давле-

ния [6].

Расход воды, подаваемой на установку, составлял Q = 1 м3/ч. Установка была дополнительно укомплектована ультрафиолетовой лампой озонообразующей (УФЛО). Лампа имела следующие характеристики: мощность Nuv = 60 Вт; доза излучения guv = 30 мДж/см2; концентрация озо-

на СО3 = 0,1 г/м3, тип лампы GPH 893 T5 VH/HO.

Эффективность работы гидродинамического кавитатора была оценена в двух опытах по обеззараживанию природной воды и хозяйственно-

239