bbk 000000

УДК 628.161.3.001.891.53

Стрелков А. К., Егорова Ю. А., Быкова П. Г.

Выбор наиболее эффективных реагентов при очистке воды

Аннотация

Основным источником водоснабжения г. Самары является Саратовское водохранилище. Городские водопроводные очистные сооружения построены по типовым проектам и рассчитаны на осветление и обеззараживание умеренно загрязненной воды. В последние годы в воде водоисточника наблюдается резкое снижение концентрации взвешенных веществ и увеличение содержания органических загрязнений (в основном природного происхождения). В период паводка присутствуют техногенные загрязнения (поверхностно-активные вещества), увеличивается концентрация марганца, обнаруживается фенол. При низкой температуре воды, высоких показателях цветности и перманганатной окисляемости требуется применение больших доз хлора и коагулянта. Коагуляция при низких температурах проходит медленно, вследствие чего концентрация остаточного алюминия в питьевой воде и перманганатная окисляемость превышают значения ПДК. Повышенные дозы хлора приводят к увеличению содержания хлорорганических соединений в воде. Поэтому необходимо подобрать реагент, применение которого в паводковый период обеспечит требуемое качество очищенной воды. Представлены результаты лабораторных исследований по выбору типа реагента и его оптимальной дозы при очистке воды Саратовского водохранилища в паводковый период. Изучены 18 коагулянтов оте­чественных и зарубежных производителей. Определена оптимальная доза коагулянта и флокулянта. Из представленных образцов коагулянта было выделено два, которые смогут обеспечить максимальную степень осветления питьевой воды при минимальном значении концентрации остаточного алюминия и перманганатной окисляемости. Окончательный выбор можно сделать по результатам технико-экономических расчетов с учетом цены реагента, стоимости его доставки, а также требуемого качества очистки воды.

Ключевые слова

мутность , отстойник , цветность , коагулянт , флокулянт , фильтрование , очистка воды , остаточный алюминий , перманганатная окисляемость

bbk 000000

УДК 628.16.067.1:66.081.63

Стрелков А. К., Баранов А. В., Цабилев О. В., Ефанов И. А.

Оценка эффективности применения половолоконных мембран при очистке промывных вод

Аннотация

Развитие городов определяет необходимость увеличе­ния производительности  сооружений подготовки пить­евой воды, что требует максимально задействовать все мощности насосно-фильтровальных станций. В этой связи повторное использование очищенных промывных вод для хозяйственно-питьевых нужд позволило бы решить проблему дефицита воды и снизить экологическую нагрузку на водные объекты. В г. Самаре особенно остро стоит задача увеличения производительности насосно-фильтровальной станции № 2. Очистка речной воды осуществляется по одноступенчатой схеме на контактных осветлителях. Ввиду технологических особенностей процесса осветления такая схема не позволяет увеличить производительность станции путем оптимизации подбора фильтрующих загрузок. Альтернативным решением, которое дает возможность обеспечить стабильные показатели качества очистки, является использование баромемб­ранных процессов – микрофильтрации и ультрафильт­рации. Такие методы находят достаточно широкое применение для очистки речной воды на объектах небольшой производительности как в качестве самостоятельных, так и в составе более сложных технологических решений. Проведены исследования процесса очистки промывных вод насосно-фильтровальной станции, работающей по одноступенчатой схеме с применением половолоконных мембран. Рассмотрены основные направления и возможности внедрения новой технологической схемы. Приведены результаты предварительных испытаний пилотной установки на основе половолоконного мембранного элемента. Оценка качества полученного фильтрата показывает возможность его использования для хозяйственно-питьевых нужд. Концентрат после мембранных установок в существенно меньшем количестве может сбрасываться на канализационные очистные сооружения либо перерабатываться с целью выделения и обезвоживания осадка.

Ключевые слова

водоподготовка , мембрана , ультрафильтрация , насосно-фильтровальная станция , микрофильтрация , промывные воды , пилотная уста­новка

bbk 000000

УДК 696.115

Стрелков А. К., Зотов Ю. Н., Михайлова И. Ю.

Расчет гидравлических режимов работы внутренних систем водоснабжения в многоквартирных домах

Аннотация

Представлены результаты аналитического исследования по выбору характеристик внутренних систем водоснабжения и их оборудования с целью обеспечения безопасных для здоровья человека условий проживания в многоквартирных домах. Описан алгоритм процесса гидравлического расчета, учитывающий нормативные требования к современным энергоэффективным хозяйственно-питьевым системам водоснабжения и характеристики современного оборудования. Показана необходимость проведения гидравлического расчета при максимальном и минимальном расходах воды. Рассмотрен механизм выбора оптимальных решений по определению гидравлических характеристик водопроводов. Приведены рекомендации по формированию методических процедур, выполнение которых обеспечит правовую легитимность методик гидравлического расчета внутренних систем водоснабжения в многоквартирных домах. Основным требованием при определении диаметров трубопроводов в автоматизированных системах водоснабжения является обеспечение соответствия параметров регулируемой среды техническим характеристикам регулирующего клапана с целью обеспечения его правильного функционирования. Традиционная методика выбора регулятора давления дает приближенный результат, так как некоторые исходные данные, используемые для вычислений, до окончания гидравлического расчета неизвестны. Поэтому практическая реализация этой методики предусматривает проведение проектного и поверочного гидравлических расчетов. Выбор регулятора значительно упрощается, если использовать методику, разработанную в Самарском государственном архитектурно-строительном университете. В отличие от традиционной, в методике СГАСУ все исходные данные могут быть однозначно определены до проведения гидравлического расчета.

Ключевые слова

трубопровод , гидравлический расчет , регулятор давления , внутренняя система водоснабжения , норма водопотребления

bbk 000000

УДК 504.05:628.4

Стрелков А. К., Теплых С. Ю., Горшкалев П. А.

Влияние хозяйственной деятельности на качественный состав поверхностных водотоков

Аннотация

Загрязнение водных объектов в ходе хозяйственной деятельности является серьезной экологической проб­лемой. На основе Государственных докладов о состоянии окружающей природной среды Самарской области в 2006–2012 годах выполнен анализ изменения качественного состава воды водотоков, проходящих в непосредственной близости от источников потенциального загрязнения – городов, промышленных предприятий, автомобильных и железных дорог. В качестве исследуемых объектов были выбраны три реки: Сургут, Большой Кинель и Безенчук. Для оценки качества воды использовались следующие показатели: удельный комбинированный индекс загрязненности воды, сульфаты, медь, марганец, БПК_полн, ХПК, взвешенные вещества и растворенный кислород. Концентрации загрязняющих веществ в воде рек Самарской области превышают значения ПДК: сульфатов в 6 раз, меди в 9 раз, марганца в 31 раз, БПК_полн в 2,1 раза, ХПК в 2 раза. Это свидетельствует о значительном ухудшении качества воды рассмотренных водотоков за последнее десятилетие. Поскольку створы наблюдений находятся вблизи городов, промышленных предприятий или дорог, данная экологическая проблема является следствием активной хозяйственной деятельности человека. Для выявления несанкционированных источников сбросов сточных вод необходимо выполнять систематический анализ результатов мониторинга водных объектов. Это поможет определить вид сточных вод, поступающих в водный объект, и источник загрязнения или предприятие, осуществляющее несанкционированный сброс.

Ключевые слова

водоток , поверхностный водный объект , показатели качества воды , загрязнение вод­ных объектов , удельный комбинированный индекс загрязненности воды

bbk 000000

УДК 628.21:001.4:006.354

Шувалов М. В.

О необходимости корректировки научных терминов и определений в области канализации

Аннотация

Представлены результаты анализа текстов федеральных законов РФ, кодексов РФ, ГОСТ, СП, СанПиН, научно-технической и учебной литературы. Определены особенности употребления в них стандартизированных научных терминов в области канализации. Выявлены существенные различия в терминологии, применяемой в Федеральном законе «О водоснабжении и водоотведении» и в ряде других документов (своды правил, государственные стандарты, санитарные правила и нормы). В качестве наглядного примера путаницы в терминологии приводится документ, в котором одинаковые по смыслу термины, в сущности синонимы, представлены как самостоятельные понятия. Отмечено, что термины, употребляемые в ряде современных учебников по канализации, не соответствуют действующим стандартам. Отсутствие системного подхода в терминологии усложняет процессы проектирования и строительства, а также подготовки специалистов в этой области. Поэтому крайне необходимо применять стандартизированные термины и их определения в документации всех видов, а также в научно-технической, учебной и справочной литературе.

Ключевые слова

канализация , государственный стандарт , водоотведение , терминология , понятие , стандартизированный термин

bbk 000000

УДК 628.35:66.081.63

Степанов С. В.

Расчет площади мембран в мембранных биореакторах

Аннотация

На основании анализа зарубежных публикаций рассмотрены мембранные биореакторы и применяемые в них мембраны. В напорных установках с вынесенным мембранным блоком значения удельного потока через мембрану (при 20°C) составляют 80–200 л/(ч∙м²) при трансмембранном давлении 20–500 кПа, а в установках с погружными мембранами – 8–30 л/(ч∙м²) при вакууме 10–60 кПа. Специфическое энергопотребление в биореакторах с напорными мембранами находится в пределах 1,5–4 кВт∙ч/м³, с погружными мембранами – 0,5–0,7 кВт∙ч/м³. Результаты анализа рынка оборудования показали, что в 97–99% биомембранных установок используются погружные мембранные элементы и модули. Сравнение погружных мембран свидетельствует, что модули из половолоконных мембран имеют большую удельную поверхность (300–600 м²/м³) по сравнению с плоскими (50–150 м²/м³). Половолоконные мембраны характеризуются более низкой стоимостью, меньшей склонностью к загрязнению и устойчивостью к обратным промывкам. Плоские мембраны обладают большей механической прочностью, их проще заменить. Сообщается о работе мембранных биореакторов периодического действия, использовании осмотического мембранного биореактора и процессов нанофильт­рации в биомембранной технологии. Приведена методика расчета площади половолоконных погружных мембран, учитывающая различный допустимый удельный поток в зависимости от длительности расчетных расходов, потерь времени на проведение обратных промывок и «релаксаций», объема возвратного потока от обратных промывок мембран. При определении количества параллельно работающих технологических линий следует учитывать возможное отключение одного мембранного резервуара на химическую промывку или ремонт.

Ключевые слова

сточные воды , биологическая очистка , трансмембранное давление , энергопотребление , мембранный биореактор , удельный поток

bbk 000000

УДК 628.35:004.69

Стрелков А. К., Степанов С. В., Стрелков Д. А., Дубман И. С.

Опыт реконструкции канализационных очистных сооружений г. Жигулевска

Аннотация

Описан опыт проектирования, строительства и реконструкции канализационных очистных сооружений (производительностью 16200 м³/сут) в г. Жигулевске Самарской области. До реконструкции техническое состояние объекта было удовлетворительным. Однако показатели качества очищенных сточных вод превышали нормативы допустимого сброса по БПК, взвешенным веществам, соединениям азота, фосфатам и нефтепродуктам. Эффективность первичного
отстаивания по БПК5 и взвешенным веществам составляла около 50%, что приводило к изменению соотношения «БПК_полн : общий минеральный азот : фосфор фосфатов» с 100:12,5:1,7 до 100:21,8:3,16. Несмотря на ухудшение этого показателя в осветленной воде при удалении биогенных элементов, было принято решение о сохранении первичного отстаивания в проектной схеме из-за недостаточности объема существующих аэротенков. Предложена технология нитри-денитрификации с аноксидной и аэробными зонами и реагентным удалением фосфора. Объем биореактора увеличен в полтора раза за счет создания третьей технологической линии в дополнение к имеющимся, причем строительство начато с аэротенка-нитри-денитрификатора, что позволило сохранить качество очистки на весь период реконструкции. Для доочистки использовали фильтр-биореактор с ершовой насадкой. Обеззараживание проводится ульт­рафиолетовым облучением в установке лотковой конструкции без изменения самотечной схемы движения воды. Проектная документация получила положительное заключение государственной экспертизы проектов в строительстве. К настоящему времени значительная часть сооружений построена и введена в эксплуатацию. Опыт успешной реконструкции канализационных очистных сооружений г. Жигулевска, проведенной без прекращения приема сточных вод, может быть распространен на подобные объекты в средних городах Центральной части России.

Ключевые слова

реконструкция , сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , канализационные очистные сооружения , денитрификация , удаление фосфора

bbk 000000

УДК 504.064.47:628.31.4

Чистяков Н. Е., Стрелков А. К., Лобанов В. Ю., Занина Ж. В.

Подготовка фильтрата полигонов твердых бытовых отходов для дальнейшего использования

Аннотация

Функционирование полигонов твердых бытовых отходов сопряжено с отрицательным воздействием на окружающую среду. Фильтрат полигонов содержит большое количество минеральных и органических веществ и, по мнению многих исследователей, обладает высокой токсичностью. Качественные характеристики фильтрата зависят от возраста полигона, климатических условий и времени года, количества атмосферных осадков, режима их выпадения и других факторов. Несомненно, на качество фильтрата влияет и химический состав отбросов, поступающих на полигон. Проблемы очистки фильтрата остаются весьма актуальными. Чаще всего предлагается очищать фильтрат от загрязнений до значений ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения. Все технологии и методы этого направления достаточно сложны и дороги. В результате образуются дополнительные отходы, утилизация которых проблематична. Предлагается рассмотреть возможность использования фильтрата в качестве жидкости для орошения полигона. Это наиболее рационально, поскольку жидкость возвращается в тело полигона, являющегося естественным биологическим реактором. Предварительная подготовка, насыщение фильтрата кислородом и последующее использование его для орошения полигона позволит сократить время полной деструкции органических соединений до образования гуминовых кислот, гуматов и органического грунта, а также в значительной степени снизить отрицательное влияние полигонов на окружающую природную среду, включая подземные водные горизонты. При этом значительная часть фильтрата, испаряясь, будет поступать в атмосферу, не оказывая серьезного влияния на нее.

Ключевые слова

очистка , фильтрат , органические вещества , окружающая среда , полигон твердых бытовых отходов , рециркуляция , аэробный процесс

bbk 000000

УДК 628.311.001.24

Шувалов М. В., Стрелков А. К., Тараканов Д. И., Шувалов И. С.

К вопросу о расчете производительности очистных сооружений поверхностных сточных вод (в порядке обсуждения)

Аннотация

Показано, что для большей части территории нашей страны при проектировании очистных сооружений поверхностных сточных вод, поступающих с селитебных территорий и территорий промышленных предприятий первой группы, определяющим оказывается суточный объем талого стока. Для расчета вместимости аккумулирующих резервуаров и производительности очистных сооружений предлагается использовать данные о запасе воды в снежной массе к началу весеннего снеготаяния. При использовании предлагаемых дополнений к методике расчета очистных сооружений поверхностных сточных вод объем аккумулирующих резервуаров увеличивается примерно в два раза, а производительность очистных сооружений уменьшается примерно в восемь раз. Представлены данные о реализации предложенного подхода при проектировании и строительстве очистных сооружений поверхностных сточных вод, поступающих с территории завода по производству напольных покрытий ЗАО «Tarkett» (г. Отрадный Самарской области).

Ключевые слова

дождевые сточные воды , талые воды , расчет очистных сооружений , объем аккумулирующего резервуара , производительность очистных сооружений , дополнения к методике расчета