Підвищення ефективності зневоднення осадів на мулових майданчиках - Автореферат

Застосування мулових майданчиків даного типу при гравітаційному зневодненні осаду забезпечує відведення води з верхнього шару, а також паводкових і зливових вод, можливість відведення води з осаду з усієї поверхні мулового майданчику, а також підвищення навантаження на мулові майданчики. Процес зневоднення на мулових майданчиках досить складний і складається в загальному випадку з декількох стадій по видаленню води (вологи) з осаду: фільтрування, випарювання й ущільнення. Розробка існуючих методів розрахунку технологічних характеристик і конструктивних параметрів мулових майданчиків базувалася, в основному, на використанні результатів різних емпіричних досліджень, переважно проведених у виробничих умовах, а також наближеного методу розрахунку з використанням як вихідного параметру припустимого навантаження на муловий майданчик. на основі прийнятої математичної моделі розробити методику розрахунку процесу зневоднення осадів на мулових майданчиках, що мають різне устаткування: горизонтальний і вертикальний дренаж, всмоктувально-нагнітальну установку; Розроблена технологія дозволила істотно збільшити навантаження на мулові майданчики і зменшити земельні площі, що відводяться під мулові майданчики.Виконаний аналіз існуючого стану зневоднення осадів міських стічних вод показав, що, незважаючи на наявність споруд механічного зневоднення, основними спорудами для обробки цих осадів є мулові майданчики. В результаті математичної обробки дослідних даних отримані емпіричні залежності зміни дебіту вакуумної дренажної лінії і величини вакууму у всмоктувально-нагнітальному колекторі від часу, а також обєму рідини, яка видаляється однієї вакуумно-дренажною лінією, що дозволяє визначити величину водовідбору з усього мулового майданчика, а, отже, і його продуктивність при роботі з технічними засобами інтенсифікації водовідбору. Розроблена ефективна технологія інтенсифікації роботи мулових майданчиків і підвищення їхньої продуктивності, що включає три наливи осаду на майданчики при гравітаційному ущільненні та зневодненні з наступним вакуумуванням дренажної системи за допомогою всмоктувально-нагнітальної установки, а також регенерацію дренажів і обсипки шляхом періодичної продувки їх стисненим повітрям при спорожнюванні системи. У результаті проведених теоретичних досліджень запропоновано математичну модель зневоднення осадів на мулових майданчиках, реалізація якої дозволяє одержати: · залежність для розрахунку динаміки рівня мулової води на муловому майданчику, обладнаному горизонтальним дренажем із перфорованих труб з піщаною обсипкою, на першій стадії зневоднення, коли формується шар осаду, що осів; · залежність для розрахунку динаміки рівня мулової води на муловому майданчику, обладнаному вертикальним і горизонтальним дренажами, на другій стадії зневоднення, а також залежність для розрахунку динаміки рівня мулової води на муловому майданчику, обладнаному тільки горизонтальним дренажем, на другій стадії зневоднення.

1. Виконаний аналіз існуючого стану зневоднення осадів міських стічних вод показав, що, незважаючи на наявність споруд механічного зневоднення, основними спорудами для обробки цих осадів є мулові майданчики. Продуктивність мулових майданчиків дуже низька (1 м3/м2?рік), а процеси сушіння на них осаду істотно залежать від кліматичних умов.

2. Сучасний муловий майданчик повинен мати штучну водонепроникну основу, системи вертикального і горизонтального дренажу й ефективну технологію регенерації дренажної системи. Одним з ефективних методів водовідбору з мулових майданчиків є використання устаткування всмоктувально-нагнітальної дії.

3. В результаті математичної обробки дослідних даних отримані емпіричні залежності зміни дебіту вакуумної дренажної лінії і величини вакууму у всмоктувально-нагнітальному колекторі від часу, а також обєму рідини, яка видаляється однієї вакуумно-дренажною лінією, що дозволяє визначити величину водовідбору з усього мулового майданчика, а, отже, і його продуктивність при роботі з технічними засобами інтенсифікації водовідбору.

4. Показана необхідність проведення почергового підключення кожної з вакуумних дренажних ліній до всмоктувально-нагнітального колектора установки. При зниженні продуктивності установки нижче 1,1-1,3 м3/год необхідно робити переключення усмоктувальної системи до іншої дренажної лінії.

5. Розроблена ефективна технологія інтенсифікації роботи мулових майданчиків і підвищення їхньої продуктивності, що включає три наливи осаду на майданчики при гравітаційному ущільненні та зневодненні з наступним вакуумуванням дренажної системи за допомогою всмоктувально-нагнітальної установки, а також регенерацію дренажів і обсипки шляхом періодичної продувки їх стисненим повітрям при спорожнюванні системи. У результаті такої обробки навантаження на мулові майданчики складає не менш 6 м3/м2?рік.

6. У результаті проведених теоретичних досліджень запропоновано математичну модель зневоднення осадів на мулових майданчиках, реалізація якої дозволяє одержати: · залежність для розрахунку динаміки рівня мулової води на муловому майданчику, обладнаному горизонтальним дренажем із перфорованих труб з піщаною обсипкою, на першій стадії зневоднення, коли формується шар осаду, що осів;

· залежність для розрахунку динаміки рівня мулової води на муловому майданчику, обладнаному вертикальним і горизонтальним дренажами, на другій стадії зневоднення, а також залежність для розрахунку динаміки рівня мулової води на муловому майданчику, обладнаному тільки горизонтальним дренажем, на другій стадії зневоднення.

· залежність для розрахунку динаміки рівня мулової води на другій стадії зневоднення при роботі всмоктувально-нагнітальної установки;

· залежності для розрахунку часу зневоднення осаду на третій стадії зневоднення на мулових майданчиках, обладнаних горизонтальним дренажем і всмоктувально-нагнітальною установкою. Отримано залежності, як без урахування зміни інтенсивності випаровування по товщині шару осаду, так і з урахуванням зміни інтенсивності випаровування по товщині шару осаду.

7. На основі отриманої математичної моделі розроблена методика розрахунку технологічних і конструктивних параметрів зневоднення осадів на мулових майданчиках, що мають різне устаткування: горизонтальний і вертикальний дренаж, всмоктувально-нагнітальну установку.

8. Достовірність запропонованих моделей і методів розрахунку перевірена шляхом зіставлення розрахункових і дослідних значень зміни рівня й обєму мулової води. Задовільна їх збіжність свідчить про достовірність і надійність отриманих результатів.

9. Визначено питому енергоємність устаткування, яке використовується для інтенсифікації зневоднення осадів на мулових майданчиках.

10. Результати роботи впроваджені на Комплексі біологічної очистки “Безлюдівський” ДКП “Харківкомуночиствод” м. Харкова і використані в розробках інститутів ВАТ “Харківський "Водоканалпроект" та АТ "УКРКОМУННДІПРОЕКТ". Економічний ефект від впровадження розробленої технології зневоднення осадів на мулових майданчиках КБОБ м. Харкова складає 103,75 тис. грн. на рік.

1. Эпоян С.М., Сорокина В.Е. Особенности конструкций иловых площадок //Науковий вісник будівництва. - Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ .-2002. - Вип.18.-С.152-154.

2. Болотских Н.С., Иванов В.П., Сорокина В.Е. Безразмерные интегральные характеристики струйных насосов, применяемых в установках для обезвоживания осадков //Науковий вісник будівництва. - Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ . - 2003. - Вип.21.-С.110-121.

3. Сорокина В.Е. Анализ роботы иловой площадки и технических средств интенсификации водоотбора //Науковий вісник будівництва. - Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ . - 2005. - Вип.30, Т.1.- С.206-210.

4. Олійник О.Я., Сорокіна В.Ю. Моделювання процесів осадження і зневоднення осадів на мулових майданчиках //Науково-технічний збірник "Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки". - КНУБА .-2005.. - Вип.4.-С.54-67.

5. Сорокіна В.Ю. Зневоднення зволоженого осаду на мулових майданчиках за рахунок фільтрації і випаровування //Науково-технічний збірник "Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки".-КНУБА . - 2005.- Вип.5.-С.92-99.

6. Болотских Н.С., Эпоян С.М., Сорокина В.Е., Иванов В.П., Клейн Е.Б., Булгаков В.В. Промышленные испытания системы интенсификации обезвоживания иловых площадок сточных вод //Зб.допов. Міжнар. конгр. "Екологія, технологія, економіка, водопостачання і каналізація " (ЕТЕВК - 2003). - Крим, м. Ялта . - 2003.- С.225-227.

7. Эпоян С.М., Сорокина В.Е., Булгаков В.В. Опыт эксплуатации иловых площадок с искусственными основаниями и техническими средствами интенсификации водоотбора //Матер. докл. Шестого Междунар. конгр. "Вода: экология и технология "(ЭКВАТЭК - 2004) .- М., 2004.- Ч.2.- С.681-682.

8. Болотских Н.С., Эпоян С.М., Сорокина В.Е., Иванов В.П., Клейн Е.Б., Булгаков В.В. Эффективная технология водоотбора с иловых площадок очистных сооружений канализации //Зб. допов. Міжнар. конгр. "Екологія, технологія, економіка, водопостачання, каналізація " (ЕТЕВК - 2005). - Крим, м. Ялта . - 2005.- С.332-334.

9. Эпоян С.М., Сорокина В.Е., Булгаков В.В. Производственные исследования по интенсификации работы иловых площадок очистных сооружений канализации // Сб. научн. тр. Междунар. научн. практ. конф. "Вода для устойчивого развития общества. Интегрированное управление водными ресурсами".- Крым, г. Щелкино.- 2003.- С.61-62.

10. Сорокина В.Е. Разработка новых технологий водоотбора с иловых площадок // Тр. Міжнар. наук. практ. конф. "Сучасні проблеми охорони довкілля, раціонального використання водних ресурсів та очистки природних і стічних вод". - Миргород. - 2004. - С.68-71.

11. Эпоян С.М., Сорокина В.Е. Модель расчета процесса обезвоживания осадков на иловых площадках при многократном наливе //Матер. Міжнар. наук. практ. конф. "Сучасні проблеми охорони довкілля, раціонального використання водних ресурсів та очистки природних і стічних вод". - Миргород. - 2005.- С.39-43.

12. Эпоян С.М., Сорокина В.Е. Повышение эффективности сушки осадков городских сточных вод на иловых площадках //Программа и тезисы докладов ХХХІ научно-технической конференции преподавателей, аспирантов и сотрудников ХГАГХ. Ч.1.Строительство, архитектура и экология.- Харьков: ХГАГХ, 2002.- С.50-51.

13. Сорокина В.Е. Результаты промышленных испытаний установки ВНУ-1 А на иловых площадках //Программа и тезисы докладов ХХХІІ научно-технической конференции преподавателей, аспирантов и сотрудников ХНАГХ. Ч.1.Строительство, архитектура и экология.- Харьков: ХНАГХ, 2004.- С.55-56.