bbk 000000

УДК

Академик РАН С. В. Яковлев, педагог и ученый

Аннотация

В начале 2014 г. отмечаются два знаменательных события – 80 лет со дня основания Научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (НИИ ВОДГЕО) и 100 лет со дня рождения академика Российской академии наук Сергея Васильевича Яковлева, который возглавлял институт многие годы и был членом редакционной коллегии журнала «Водоснабжение и санитарная техника».
В настоящем номере журнала публикуются статьи, подготовленные специалистами НИИ ВОДГЕО, Московского государственного строительного университета, где С. В. Яковлев был деканом факультета «Водоснабжение и канализация».

bbk 000000

УДК

НИИ ВОДГЕО – 80 лет!

bbk 000000

УДК

Первов А. Г.

С. В. Яковлев, НИИ ВОДГЕО и разработки в области мембранных технологий на пороге XXI века

Аннотация

При переходе России к рыночной экономике в конце XX века потребовалась и реорганизация нашей прикладной науки. По этому поводу академик С. В. Яковлев любил повторять: «Надо было еще раньше развивать технологии подготовки чистой воды, которые могли приносить деньги, такой воды, которую можно продавать».

bbk 000000

УДК

Алексеев В. С.

C. В. Яковлев – первый и последний действительный член Российской академии наук в области водного хозяйства

bbk 000000

УДК 628.161.2

ШВЕЦОВ В. Н., МОРОЗОВА К. М., Фесенко Л. Н., Скрябин А. Ю., Вергунов А. И.

Хлор- и броморганические соединения в питьевой воде: методы их удаления

Аннотация

Проведены пилотные испытания биосорбционно-мембранной технологии, позволяющей снизить содержание тригалогенметанов в питьевой воде как путем предотвращения их образования, так и удаления их из очищенной воды. Предварительная биосорбционно-мембранная обработка воды р. Дон позволяет снизить образование токсичных хлор- и броморганических соединений при последующем хлорировании воды в 1,4–1,5 раза. Доочистка воды в биосорбционно-мембранном реакторе обеспечивает снижение количества хлорорганических соединений, образовавшихся при первичном хлорировании. Эффективность снижения концентрации хлороформа в биосорбционно-мембранном реакторе составляла в среднем 45%, дихлорбромметана – 82% и хлордибромметана – 89%, в то время как на фильтрах хлороформ удалялся на 23%, дихлорбромметан и хлордибромметан – на 33% каждый. При дополнительной обработке в биосорбционно-мембранном реакторе донской воды, прошедшей предварительную физико-химическую очистку, эффективность доочистки (удаления органических загрязнений) по ХПК составляла 33%, по перманганатной окисляемости – 35%, цветности – 34,3%. В то же время эффективность удаления органических загрязнений на фильтрах по ХПК составляла 19%, по перманганатной окисляемости – 9% и цветности – 10%. Наиболее высокая степень доочистки в обоих случаях была получена по мутности. Эффективность снижения мутности в биосорбционно-мембранном реакторе составляла 91%, на фильт­рах – 58%. Результаты длительных исследований, проведенных на пилотной установке в течение двух лет на воде р. Дон, показали, что развитие биосорбционно-мембранных технологий является перспективным направлением совершенствования процессов очистки природных вод, в частности, для предотвращения образования хлор- и броморганических соединений при хлорировании воды.

Ключевые слова

порошкообразный активированный уголь , очистка природной воды , тригалогенметаны , биосорбционно­мембранная технология , хлор­ и броморганические соединения

bbk 000000

УДК 628.161.3

Журба М. Г., Говорова Ж. М., Петров Ю. В., Говоров О. Б.

Технология очистки воды из водоисточников с повышенными антропогенными  нагрузками (обоснование, разработка, внедрение)

Аннотация

Предложено понятие «эффективная технология водоподготовки», сформулированы критерии ее выбора. Разработана технологическая схема водозаборно-очистного комплекса, включающая: предварительную очистку воды от взвешенных веществ и фитопланктона на предварительных фильтрах с плавающей загрузкой; реагентную обработку воды осветлением в отстойниках с тонкослойными модулями и фильтрованием через двухступенчатые фильтры с инертной и тяжелой загрузкой с периодическим вводом между ступенями мелкогранульного сорбента; комбинированное обеззараживание воды с использованием низкоконцентрированного раствора гипохлорита нат­рия и ультрафиолетового облучения. Представлены результаты предпроектных испытаний на экспериментальном стенде технологии очистки природных вод р. Дон (рукав Большая Каланча) с повышенной антропогенной нагрузкой. Безреагентное фильтрование воды через загрузку префильтра позволяет снизить нагрузку на основные сооружения по фитопланктону и взвешенным веществам примерно на 26–38 и 10–35% соответственно при скорости фильтрования до 50 м/ч. Равномерное и эффективное смешение и хлопьеобразование обеспечиваются соответственно в течение 0,5–1,5 и 10–15 минут при скорости вращения лопасти мешалки 185 и 60 об/мин и рекомендуемой дозе коагулянта 2,5 мг/л (10 мг/л при резком ухудшении качества воды). Применение нанофильт­рационной установки в период ухудшения качества воды обеспечило снижение жесткости, общей минерализации, содержания сульфатов и хлоридов. Определены основные технологические параметры работы отдельных блоков технологической схемы, позволяющие стабильно обеспечивать нормативную степень очистки воды. На основании результатов исследований разработаны рекомендации на проектирование и выполнен проект водозаборно-очистного комплекса мощностью 150 тыс. м3/сут. В настоящее время осуществляется строительство объекта.

Ключевые слова

реагентная обработка , взвешенные вещества , фитопланктон , природные воды , фильтрование , антропогенная нагрузка , эффективная технология водоподготовки , водозаборно-очистной комплекс , предпроектные испытания

bbk 000000

UDC 621.644.2

Орлов В. А., Аверкеев И. А., Хренов К. Е.

Моделирование прочностных характеристик внутренних защитных покрытий труб

Аннотация

В последние годы для восстановления ветхих трубопроводов систем водоснабжения широко применяются полимерные набрызговые защитные покрытия. Проведены исследования физико-механических характеристик полимерного покрытия Scotchkote™ 169HB, напыляемого на внутреннюю поверхность ветхих водопроводных труб. При проведении экспериментальных исследований использовались универсальная электромеханическая разрывная машина Instron 3345 и компьютерный комплекс конечно-элементного анализа «Ansys». В ходе экспериментов для прочностной модели двухслойной трубной конструкции на основе стального трубопровода и полимерного покрытия получены следующие данные: максимальная разрывная прочность покрытия 14,93 МПа; предел текучести 13,92 МПа; максимальное удлинение при разрыве 25,57 мм (~ 13%). Исследованы прочностные характеристики стального трубопровода со сквозным дефектом при его бестраншейном восстановлении с помощью внутреннего покрытия Scotchkote™ 169HB в диапазоне эксплуатации от 0 до 50 лет при температуре 20 °С. При увеличении диаметра свища со временем до 20 мм критерий прочности системы имеет значения более 1, при этом двухслойная конструкция будет стабильной, обеспечивая требуемые прочностные характеристики для эксплуатации до 50 лет. При диаметре свища более 20 мм будут наблюдаться значения критерия прочности менее 1, что не гарантирует обеспечения требуемых прочностных характеристик двухслойной трубной конструкции. Предложены зависимости для расчета прочности трубопроводов после использования покрытия, а также сама модель, построенная в системе конечно-элементного анализа «Ansys». Это позволяет прогнозировать поведение двухслойной конструкции «труба + защитное покрытие Scotchkote™ 169HB» при различных условиях эксплуатации трубопровода.

Ключевые слова

трубопровод , бестраншейная реновация , полимерное покрытие , физико-механическая характеристика , компьютерное моделирование

bbk 000000

УДК 628.212.2.001.2

Верещагина Л. М., Меншутин Ю. А., ШВЕЦОВ В. Н.

Опыт применения «Рекомендаций по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в водные объекты»

Аннотация

Рассматривается опыт применения «Рекомендаций по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в водные объекты», разработанных ФГУП «НИИ ВОДГЕО» взамен ранее действующих «Временных рекомендаций по проектированию сооружений для очистки поверхностного стока с территории промышленных предприятий и расчету условий выпуска его в водные объекты». Отмечается высокая степень востребованности разработанного документа широким кругом специалистов при проектировании и согласовании проектной документации на строительство и реконструкцию инженерных сооружений дождевой канализации. Использование для расчета объемов и расходов поверхностного стока усовершенствованных методик позволяет минимизировать производительность очистных сооружений при гарантированном обеспечении требований нормативных документов относительно условий отведения и качества очистки поверхностных сточных вод. Приводится перечень приоритетных показателей качества вод, на который следует ориентироваться при выборе технологической схемы их очистки. Сформулированы базовые технические решения при создании систем сбора, отведения и очистки поверхностных сточных вод. Предложен принцип разделения и аккумулирования стоков, а также технические приемы его инженерной реализации, позволяющие обоснованно снизить инвестиции на строительство очистных сооружений в условиях действующего природоохранного законодательства и нормативной базы проектирования. Отмечается необходимость корректировки раздела Рекомендаций, посвященного определению условий отведения поверхностных сточных вод в водные объекты, которая возникла в связи с изменениями в Вод­ном кодексе РФ и введением в действие новых нормативно-методических документов, касающихся разработки нормативов допустимого воздействия (НДВ) на водные объекты и нормативов допустимых сбросов (НДС) для водопользователей.

Ключевые слова

поверхностный сток , дождевая канализация , отведение и очистка стока , природоохранное законодательство , норматив допустимых сбросов

bbk 000000

УДК 628.35.004.4

Носкова И. А., Баженов В. И., Эпов А. Н.

Использование комплексов имитационного моделирования для технологий очистки сточных вод

Аннотация

Предметом исследований являлся сравнительный анализ комплексов программного обеспечения для имитационного моделирования процессов очистки сточных вод с целью решения задач проектирования и эксплуатации, а также оценка исходных данных для формирования вводных параметров математических моделей. Проанализированы основные параметры описания наиболее сложных моделей с активным илом ASM. Результаты исследований представлены анализом примеров: распределения фракций ХПК в российских условиях и для некоторых стран, характерной неравномерности поступления расхода сточных вод и исходных загрязнений по часам суток, расчетных и измеренных скоростей потребления кислорода OUR, процесса калибровки модели во времени, оптимизации размеров зоны денитрификации в аэротенке для процесса MUCT. Анализ современного программного обеспечения выявил расчетный комплекс GPS-X (Hydromantis, Канада) как наиболее полный и комплексный продукт. Предложенная методика включает комплекс мероприятий: определение фракционирования ХПК с использованием анализатора OxiTop (WTW, Германия); оценка неравномерности поступления исходных масс загрязнений по основным показателям; респирометрические исследования, статистическая обработка данных, полученных на объекте. В ходе имитационного моделирования гидродинамическая структура сооружений очист­ки сточных вод представляется последовательно соединенными ячейками смесителей. Количество ячеек назначается исходя из длины и ширины сооружения, скорости потока, интенсивности перемешивания, наличия внутренних перегородок, а также внутренних рециркуляционных потоков. С помощью имитационной модели возможно оптимизировать следующие показатели: соотношение зон в аэротенке, возраст ила, концентрация растворенного кислорода, величина коэффициентов рециркуляции, а также параметры системы автоматизированного управления.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , математическое моделирование , модели ASM , имитационное моделирование , программное обеспечение GPS­X