10936

Приведённые в таблице 2 результаты показывают, что отклонение фактических производительностей приточных устройств от расчётных при различных плотностях наружного воздуха и одинаковых располагаемых давлениях может достигать 4…5 м3/ч по сравнению с максимальным,

указанным в документации на устройство при ρисп ≈ 1,2 кг/м3. Приведённые в таблицах 1 и 2 данные могут быть использованы в

ходе инженерного проектирования современных естественных приточновытяжных, механических вытяжных и гибридных (естественно-механи- ческих) систем вентиляции с забором наружного воздуха в улицы многоквартирных и индивидуальных жилых домов.

141

Литература

1.Продукция Aereco // Адаптивная система вентиляции / Aereco URL: https://www.aereco.ru/produkciya/ (дата обращения: 20.09.20).

2.Документы Aereco // Адаптивная система вентиляции / Aereco URL: https://www.aereco.ru/dokumenty/ (дата обращения: 20.09.20).

3.Air-Box – доступное решение проблем воздухообмена. – Москва:

ОООТБМ, 2020. – 4 с.

4.КИВ. Децентрализованные системы вентиляции // Вентарт Групп

URL: https://www.ventart.ru/catalog/decentral_systems/ (дата обращения:

20.09.20).

5.Главный каталог. – Филлинген-Швеннинген: Maico, 2015. – 454 с.

6.Вентиляционные системы для квартир и домов Norvind. – СанктПетербург: Домвент, 2020. – 22 с.

7.Вентиляционные наборы и проветриватели // Вентс - производство систем вентиляции и кондиционирования воздуха URL: https://www. vents.ru/catalog/ventilation-kits-and-vents (дата обращения: 20.09.20).

Горячева М.А. Кюберис Э.А.

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

АНАЛИЗ И ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Фильтрование воды является одним из методов отделения твердых и коллоидных частиц от жидкости.

Сущность фильтрования заключается в пропускании жидкости, содержащей какие-либо примеси, через фильтрующий материал для их последующего удаления.

Сооружения водоочистки, на которых происходит процесс фильтрования, называют фильтрами. Фильтры, которые работают по принципу скорого фильтрования, так называемые «скорые фильтры», широко используются в очистке воды.

Скорые фильтры используют для осветления мутных и цветных вод после коагулирования, при реагентном умягчении, обезжелезивании и в других случаях.

Из-за того, что при скором фильтровании загрязнение фильтра происходит быстрее, чем при медленном, то требуется его очистка. Необходимо чистить фильтр несколько раз в сутки. При такой частой очистки фильтра происходит сокращение времени необходимого для этой промывки и объем используемой промывной воды.

142

Очистку скорых фильтров производят путем промывки фильтрующего материала обратным током чистой воды, которая подается через дренаж снизу и проходит через слои гравия и песка. В некоторых установках для интенсификации процесса промывки песка применяют механическое перемешивание, а также дополнительную подачу воды на верхние слои фильтра.

Вода в процессе фильтрования может проходить через скорые фильтры самотеком или под напором. Самотеком вода проходит из-за повышенного уровня воды в фильтре над уровнем воды в резервуаре чистой воды. Для того чтобы вода проходила через фильтры под напором, они должны быть устроены в виде закрытых напорных резервуаров.

Всоответствии с этими принципами работы различают фильтры самотечные и напорные.

Эффективность работы фильтров определяется различными факторами, прежде всего качеством воды источника водоснабжения, т.е. составом дисперсной системы – дисперсионной среды и дисперсной фазы,

атакже методами химической обработки воды и технологическими параметрами процесса фильтрования.

Улучшение физико-химических и структурно-механических свойств взвеси, задерживаемой в порах загрузки, является основной и одной из первостепенных задач повышения эффективности работы фильтров.

Для очистки воды от грубодисперсных, коллоидных и других загрязнений наибольшее распространение получила физико-химическая технология очистки воды, включающая коагулирование, отстаивание, фильтрацию через песчаные фильтры и обеззараживание хлором. При коагулировании и предварительном отстаивании фильтрование происходит с задерживанием взвеси в толще загрузки, позволяя при этом обеспечить высокую степень осветления воды при сравнительно небольших потерях напора. Для ускорения процесса коагуляции при очистке воды от коллоидных и других загрязнений используют высокомолекулярные флокулянты.

Внастоящее время для подготовки питьевой воды на станциях водоподготовки наиболее широкое распространение получили флокулянты анионного типа. Они используются для очистки питьевой и технической воды и позволяют интенсифицировать процесс осаждения и фильтрования коагулируемых примесей. При их применении концентрация флокулянтов, как правило, находится между 0,3% и 0,5% активного вещества, однако целесообразным может быть приготовление концентрированного раствора до 0,6% активного вещества, который перед использованием разбавляется водой.

Исследования по применению флокулянтов показывают улучшение эффекта осветления воды при фильтровании, повышение защитного действия фильтрующего материала, увеличение его гидравлического

143

сопротивления. Условием эффективного применения флокулянтов является предварительная обработка воды обычными минеральными коагулянтами. Это связано с тем, что сам флокулянт не оказывает коагулирующего действия по отношению к отрицательно заряженным коллоидным частицам, которые загрязняют воду.

Добавление флокулянта перед фильтрами позволяет:

-Увеличить продолжительность фильтроцикла;

-Уменьшить расходы воды на промывку фильтра;

-Увеличить качество очистки воды.

-Улучшить качество осветления воды по взвешенным веществам и цветности на 35–50%;

-Уменьшить себестоимость очистки воды.

Распределительная система – важный элемент фильтра, во многом обеспечивающий успех работы сооружения. Она собирает и отводит профильтрованную воду и при промывке равномерно распределяет воду по площади фильтра.

Рекомендуется применять распределительные системы большого сопротивления, в которых равномерность распределения промывной воды по площади фильтра обеспечивается наличием большого сопротивления движению воды через проходные отверстия.

Для обеспечения равномерной подачи промывной воды, т. е. одинаковой интенсивности промывки по всей площади фильтра, были предложены различные методы и различные конструкции дренажей.

Повышение эффективности работы скорых фильтров на очистных сооружениях станций водоподготовки в настоящее время возможно следующими способами:

1.Применение новых фильтрующих материалов с развитой удельной поверхностью зерен и большой пористостью загрузки, чем у песка.

2.Искусственным повышением активности поверхности зерен загрузки путем покрытия на нее активных молекулярных групп, увеличивающих положительный заряд потенциала поверхности.

3.Усовершенствование технологии промывки фильтров, путем усовершенствования дренажной системы.

4.Модернизация сборно-распределительных систем фильтров, добиваясь одновременного повышения равномерности распределения промывной воды по площади фильтра, удешевления конструкции, повышения ее надежности и упрощения технологии монтажа.

Наряду с промывкой фильтров только водой в последние годы все более становится распространенным способ водовоздушной промывки. При этом воздух вводится через колпачковую распределительную систему или раздельные трубчатые системы для воздуха и воды. Использование водовоздушной промывки позволяет уменьшить величину остаточных

144

загрязнений в фильтрующей загрузке и снизить расход воды на промывку фильтров.

Литература

1.СП 31.13330.2012. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84*. – Введ. 2013- 01-01. – М.: Изд-во стандартов, 2012. – 123с

2.Журба М.Г., Соколов Л.И. Говорова Ж.М. Очистка и кондиционирование природных вод. т.2. Москва.2004

3.Ткаченко Е.А. Методика определения основных технологических параметров сооружений систем водоснабжения и водоотведения, очистки сточных вод и обработки осадка. Москва. 2014

4.Г.И. Воловник Л.Д. Терехов. Реконструкия систем водоснабжения и водоотведения населенных пунктов. Хабаровск.2004

5.А.Л. Васильев, Л.А. Васильев, Э.А. Кюберис, Е.В. Воробьева Расчет и проектирование скорых безнапорных фильтров. Учебнометодическое пособие. Н.Новгород. 2016.

М.В. Григорьев

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ГОРОДСКИХ СТОЧНЫХ ВОД УЛЬТРАЗВУКОМ

Сточные воды являются основным источником микробного загрязнения объектов окружающей среды. Все большее значение обеззараживание сточных вод приобретает в связи с возрастающим дефицитом водных ресурсов и необходимостью повторного использования очищенных сточных вод. Одной из основных задач очистных сооружений водопровода и канализации является предотвращение возможного распространения через воду кишечных инфекций.

Обеззараживание и очистка воды ультразвуком считается одним из новейших методов дезинфекции, хотя впервые этот метод был предложен в

1928 г.

Ультразвук — это звуковые колебание, частота которых находится значительно выше уровня слышимости человеческого уха. Частота ультразвука от 20 кГц до 1Мгц, следствием чего и является его способность разрушать оболочки микроорганизмов.

Для обеззараживания необходима интенсивность ультразвука более 2 Вт/см2 при частоте 20−50 кГц [1].

145

При воздействии ультразвука на жидкость возникают специфические физические, химические и биологические эффекты – кавитация, капиллярный эффект, диспергирование, эмульгирование, дегазация, обеззараживание, локальный нагрев и многие другие.

До настоящего времени, бактерицидное действие ультразвука, не изучено. Однако большинство исследователей придерживаются мнения, что в ультразвуковом поле происходит преимущественно механическое разрушение бактерий в результате ультразвуковой кавитации. Кавитация – это процесс возникновения в жидкости массы пульсирующих газовых пузырьков. При ультразвуковом воздействии наблюдается рост кавитационного пузырька до максимального размера. Затем пузырек лопается, создавая ударные волны. Если ударная волна встречает на своем пути препятствие, то она разрушает его поверхность. Кроме того, в кавитационном пузырьке возникают активные радикалы, например, радикал ОН-, являющийся сильнейшим окислителем [2]. Кавитация возникает при интенсивностях звукового поля выше порогового значения

0,3-1 Вт/см2.

Эту гипотезу подтверждают данные электронной микроскопии. На снимках, сделанных при помощи электронного микроскопа, у бактерий, подвергнувшихся действию ультразвука, можно чётко заметить разрушение клеточной оболочки, чего не наблюдается у бактерий, убитых нагреванием. Впоследствии было установлено, что 80% всех разрушений клетки – механические, а 20% – электроакустические.

Толщина слоя воды при обработке ультразвуком (в определённых пределах) мало влияет на бактерицидный эффект, и процент гибели клеток для слоев до 10 см практически одинаков.

Бактерицидный эффект ультразвука не зависит от мутности (в пределах до 50 мг/л) и цветности озвучиваемой воды, распространяется в равной мере как на вегетативные, так и на споровые формы микроорганизмов, сильно зависит от интенсивности колебаний. Увеличение интенсивности, как правило, приводит к повышению бактерицидного действия ультразвука. Обработка ультразвуком микроорганизмов с малой интенсивностью может стимулировать их рост. На основании опытных данных определено, что для получения эффекта обеззараживания воды, отвечающего нормативным требованиям, необходима интенсивность ультразвука не менее 2 Вт/см2 при частоте колебаний 20-50 кГц.

Исследования обеззараживания сточной воды при помощи ультразвука показали, что для уменьшения E.coli, или фекальных колиформ, (грамотрицательные оксидазоотрицательные не образующие спор палочки, способные расти на дифференциальных лактозных средах, ферментирующие лактозу до кислоты, альдегида и газа при температуре 370 С в течение 24 - 48 ч.) на три порядка необходима обработка воды ультразвуком в течение 60 мин. при плотности ультразвуковой мощности

146

400 Вт/л. Для сравнения: аналогичный эффект обеззараживания УФ облучением обеспечивается при энергетических затратах порядка 0,02−0,04 Вт час/л [1].

Преимуществом использования ультразвука перед другими методами обеззараживания сточных вод служит его нечувствительность к таким моментам, как высокая мутность и цветность воды, характер и количество микроорганизмов, присутствием в воде растворенных веществ [3]. Дополнительные функции выполняют образующиеся при кавитации активные радикалы. Эти соединения ускоряют процессы окисления.

Основными параметрами, оказывающими большое влияние на бактерицидное действие ультразвука, являются частота и интенсивность ультразвуковых колебаний.

1. По способу распространения ультразвуковых колебаний выделяют:

−контактный способ – ультразвук распространяется при соприкосновении с твердыми и жидкими средами;

−воздушный способ – ультразвук распространяется по воздуху.

2.По типу источников ультразвуковых колебаний выделяют: − ручные источники; − стационарные источники.

3.По спектральным характеристикам ультразвуковых колебаний

выделяют:

−низкочастотный ультразвук - 16 - 63 кГц (указаны среднегеометрические частоты октавных полос);

−среднечастотный ультразвук - 125 - 250 кГц;

−высокочастотный ультразвук - 1,0 - 31,5 МГц.

4. По режиму генерирования ультразвуковых колебаний выделяют:

−постоянный ультразвук;

−импульсный ультразвук.

Для обеззараживания ультразвуком отсутствуют критерии и методы контроля процесса, а также нормативные документы, регламентирующие его использования для обеззараживания питьевой и сточной воды. Очистка и обеззараживание воды ультразвуком ограничена также нормами отечественных действующих стандартов безопасности. При эксплуатации установок, использующих излучение в соответствующем частотном диапазоне, регламентируется мощность, расстояние до рабочего места, иные параметры. Общим требованием является необходимость исключения контакта человека с поверхностью, по которой может передаваться ультразвук.

Факторы, которые ограничивают применение ультразвука для обеззараживания сточных вод, как самостоятельный метод:

147

−необходимость разработки специфического аппаратурного оформления и технологии;

−энергетические затраты применения УЗ в несколько тысяч раз выше, чем при УФ облучении;

−при малом времени воздействия или при низких интенсивностях ультразвука количество микроорганизмов может увеличиваться [4];

−применим только для ОС с небольшой производительностью;

−не разработаны нормативные документы, регулирующие применение УЗ для обеззараживания сточных вод.

1.Данный метод имеет узкий круг использования и находится на стадии освоения. Как и УФ-облучение оказывает эффект только в процессе взаимодействия с водой.

2.Ультразвуковое обеззараживание не получило большого распространения в связи необходимости установки сложного и дорого оборудования [5].

Стоит отметить то, что на сегодняшний день, комбинированному методу обеззараживания с помощью УЗ и УФ уделяется все большее внимание.

Литература

1.Василяк Л.М. Применение ультразвука для обеззараживания воды / Л.М. Василяк, Н.Н. Кудрявцев, С.В. Костюченко, А.Д. Смирнов // журнал «Водоснабжение и санитарная техника» №8, 2007. – 1 – 4 с.

2.Василяк Л.М. Применение ультразвука в системах для обеззараживания воды / Л.М. Василяк // журнал «Оборудование и приборы» №5, 2010. – 106 – 111 с.

3.Drakopoulou S., Terzakis S., Fountoulakis M.S. et al., Ultrasoundinduced nactivation of gram-negative and gram-positive bacteria in secondary treated municipal wastewater. Ultrasonics Sonochemistry. 2009. – 629 – 634 p

4.Явтушенко М.В. Применение УФ обеззараживания на очистных сооружениях г.Подольска / М.В. Явтушенко, О.В. Тарасова // Журнал «Эффективные технологии» № 5, часть I, 2014. – 62 – 64 с.

5.Современные методы очистки воды [Электронный ресурс] //

Global Aqua.- URL:http://global-aqua.ru/metody-i- tekhnologii/obezzarazhivanie-vody.html/.

148

В.И. Завьялов, А.Г. Чепыжов, А.А. Анисимов, Н.Т. Пузиков

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

ПРОБЛЕМЫ ТОЧЕЧНОЙ ЗАСТРОЙКИ ТЕРРИТОРИЙ

Одной из актуальных проблем современного градостроительства является уплотнение застройки в системе существующей территориальной планировки. Вообще, застройку территорий принято разделять на два вида: она может быть как точечной, так и комплексной. Комплексная застройка – это за-стройка территорий, предусматривающая планомерное возведение зданий и сооружений согласно градостроительному плану, связанных единством функций, процессов, планировочных решений и очередностью осуществления. Данный термин чаще всего относится к районам, в которых строительство жилых домов осуществляется одновременно с сооружением административных зданий различного назначения, благоустройством и озеленением территории. Уплотнительная, или точечная застройка, предусматривает строительство новых зданий или сооружений в исторически сложившемся жилом микрорайоне, чаще всего на месте зелёных зон.

Нередко точечная уплотнительная застройка сопровождается ухудшением качества проживания для жителей прилегающих к строительству домов и, как следствие, конфликтами с застройщиком. Потребность в ней не обоснована интересами граждан и исходит из стремления инвестора (чаще всего в роли инвестора выступает строительная фирма) получить дополнительную прибыль: нет необходимости расходовать средства на коммуникации (например, водоснабжение, энергообеспечение) при использовании коммуникаций существующих близлежащих домов. Точечную застройку можно охарактеризовать как некое отклонение от общего градостроительного плана, как возведение объектов на территории уже существующей застройки, на земельных участках, которые могут вместить ту или иную строительную продукцию.

Точечную застройку также можно разделить на два типа:

1)строительство нового объекта, не предусмотренного ранее градостроительным планом, в исторически сложившемся жилом квартале (в этом случае строительство ведётся обычно на территории парка или сквера);

2)строительство нового объекта в исторически сложившемся квартале на участке, отведенном ранее для строительства объекта иного назначения.

При возведении точечной застройки, в первую очередь, страдает зеленая территория ближайших к участку строительства домов, а на

149