ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

Аль Аззам Мухаммед

УДК 628.162.087

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ

ГОРИЗОНТАЛЬНИХ ВОДОПРОВІДНИХ ВІДСТІЙНИКІВ

(ДЛЯ УМОВ ЙОРДАНІЇ)

05.23.04 – Водопостачання, каналізація

А в т о р е ф е р а т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків – 2000

Дисертація є рукописом

Робота виконана в Харківській державній академії міського господарства

Науковий керівник: | доктор технічних наук, професор

Душкін Станіслав Станіславович,

Харківська державна академія

міського господарства, завідувач

кафедри “Водопостачання,

водовідведення та очищення вод”

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Грабовський Петро Олександрович, Одеська державна академія будівництва та архітектури, професор кафедри “Водопостачання”

кандидат технічних наук Нікулін Сергій Юхимович, Науково-дослідний і проектний інститут “Енергосталь”, м.Харків, завідувач лабораторії

Провідна установа:

Київський національний університет будівництва та архітектури, кафедра “Водопостачання”, м.Київ

Захист відбудеться 1 листопада 2000 р. об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.056.03 при Харківському державному технічному університеті будівництва та архітектури (61002, м.Харків, вул.Сумська, 40, тел. 40-29-20).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Харківського державного технічного університету будівництва та архітектури, 61002, м.Харків, вул.Сумська, 40.

Автореферат розісланий 28 вересня 2000 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Колотило М.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Аналіз стану водних ресурсів Йорданії свідчить, що в країні відчувається гострий дефіцит води взагалі і якісної питної води зокрема. Це обумовлено розвитком населених пунктів, промислових підприємств і сільського господарства, для водопостачання яких використовуються переважно підземні води, якісні показники котрих не завжди задовольняють вимоги, що ставляться до води господарсько-питного призначення.

Актуальною є проблема застосування для господарсько-питних та інших цілей вод поверхневих джерел, включаючи води р.Йордан і зарегульованих притоків, на території яких проживає понад 65% населення країни і розміщено більше 80% промислових підприємств.

Аналіз існуючих методів підвищення ефективності роботи горизонтальних водопровідних відстійників показує, що конче потрібною є розробка нових більш раціональних за капітальними та експлуатаційними затратами методів, що інтенсифікують процеси осадження зависі. До них належить розглядуваний у даній роботі метод обробки води активованими розчинами реагентів. Він дозволяє підвищити ефективність осадження зависі в горизонтальних відстійниках, поліпшити якість очищення води, знизити витрати реагентів, зменшити габарити споруд реагентного господарства і собівартість проясненої води. Це має велике значення для підвищення технологічної ефективності роботи очисних споруд систем водопостачання як Йорданії, так і України, що підтверджується дослідженнями, виконаними на воді каналу Сів.Донець–Донбас (м.Краматорськ) і модельних водах Харківського водопроводу та р.Йордан.

Робота виконана в межах державної програми “Дослідження адсорбційних, каталітичних і корозійних явищ на поверхні твердих тіл з метою розвитку наукових основ ресурсозберігаючих технологій” (п.6.4), теми 53-24/97 і 53-33/2000, номер державної реєстрації 0198U00191.

Мета і задачі дослідження:

Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності, забезпечення надійності експлуатації та інтенсифікація роботи горизонтальних водопровідних відстійників.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні основні задачі:

1.Вивчити стан водних ресурсів Йорданії та проаналізувати існуючі методи підвищення ефективності роботи горизонтальних водопровідних відстійників, обгрунтувати їх застосування для очищення води питного призначення щодо цієї країни.

2.Розробити експериментальну установку, обгрунтувати методику досліджень, методи аналізу й оцінки надійності результатів експериментів та їх відтворюваність.

3.Виконати теоретичні та експериментальні дослідження, вивчити вплив окремих факторів на ефективність прояснення води в горизонтальних водопровідних відстійниках, розробити математичну модель для прогнозування якості прояснення води р.Йордан при її обробці активованим розчином коагулянту.

4.Розробити технічні рішення з підвищення ефективності роботи горизонтальних водопровідних відстійників і передати їх для експлуатації на очисних спорудах м.Краматорська (Україна), м.Калінінграда (Росія) і м.Ербеда (Йорданія).

Об’єкт дослідження – очисні споруди водопроводу при двоступінчастій очистці води.

Предмет дослідження – горизонтальні водопровідні відстійники, що є важливим елементом систем водопостачання.

Методи дослідження. При постановці експериментів застосовували сучасні фізико-хімічні методи досліджень і обладнання: інфрачервоний (ІЧ) спектр UR-20 в діапазоні хвильових чисел 400-4000 см-1 з відносною похибкою до 1,5%, електронний мікроскоп ЭМ-200 із збільшенням х30000. Дослідні дані обробляли за допомогою ПЕОМ, результати експериментів – за рекомендаціями Міжнародної спілки чистої та прикладної хімії (ІНПАК). Відтворюваність дослідних даних визначали в межах довірчого інтервалу.

Наукова новизна одержаних результатів:

1. Досліджено процеси осадження коагульованих домішок у горизонтальних водопровідних відстійниках при обробці води активованим розчином коагулянту.

2. Розроблено математичну модель для прогнозування якості прояснення води р.Йордан з використанням ПЕОМ.

3. Запропоновано теоретичні передумови, що пояснюють механізм інтенсифікації процесів очищення води в горизонтальних водопровідних відстійниках за допомогою активованого розчину коагулянту.

4. Обгрунтовано умови використання активованого розчину коагулянту з метою підвищення ефективності роботи горизонтальних водопровідних відстійників.

Наукові положення, висновки та рекомендації, сформульовані у дисертаційній роботі, теоретично обгрунтовані, їхня достовірність підтверджена результатами експериментів, проведених з використанням сучасних методів досліджень.

Практична значущість отриманих результатів:

1. На основі аналізу особливостей експлуатації горизонтальних водопровідних відстійників для підвищення ефективності їхньої роботи запропонований метод обробки прояснюваної води активованим розчином коагулянту.

2. Для прогнозування якості прояснення води р.Йордан з використанням активованого розчину коагулянту розроблена математична модель.

3. Визначено умови раціонального застосування активованих розчинів коагулянтів у технологічних схемах водопідготовки, що включають горизонтальні відстійники.

4. Розроблено конструкцію, робочі креслення та експлуатаційно-технологічну документацію активатора реагентів, що передана для впровадження у ПУВКХ м.Краматорська, Калініграда і до Департаменту міського господарства м.Ербеда (Йорданія).

Особистий внесок автора:

1. Виконано аналіз стану водних ресурсів Йорданії і можливостей ширшого використання поверхневих джерел для питного водопостачання.

2. Отримано результати лабораторних досліджень щодо підвищення ефективності роботи горизонтальних водопровідних відстійників при обробці води активованим розчином коагулянту.

3. Створено математичну модель прогнозування якості прояснення води р.Йордан за допомогою ПЕОМ.

4. Розроблено робочі креслення та експлуатаційно-технологічну документацію активатора реагентів, запропоновано методику їх розрахунку.

Апробація роботи. Основні результати роботи і головні положення дисертації доповідалися на ХХІХ (квітень 1998р.) і ХХХ (травень 2000р.) науково-технічних конференціях Харківської державної академії міського господарства (ХДАМГ); на Міжнародному конгресі “Екологія, технологія, економіка водопостачання та каналізації” (травень 1999р., м.Ялта); на Міжнародній конференції “Сучасні інформаційні та енергозберігаючі технології життєзабезпечення людини" (СІЕТ6-99, м.Харків, ХДАМГ, секція №2 “Екологія та техногенна безпека, комплексна оцінка якості виробів, матеріалів, речовин і послуг”); на Міжнародній конференції “Екологія, охорона довкілля та енергозберігаючі ресурси” (Terra Tec, Лейпціг, березень 1999р.); на V Українській науково-технічній конференції “Застосування пластмас у будівництві та міському господарстві” (травень 2000р., ХДАМГ, м.Харків).

Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 14 праць.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність теми, сформульована мета дисертаційного дослідження, встановлені наукова новизна та практичне значення роботи, а також особистий внесок автора.

Перший розділ дисертації присвячений аналізу існуючого стану проблеми використання водних ресурсів Йорданії для водопостачання населених пунктів та його найважливішої складової частини – питного водопостачання, що в даний час вирішується в основному за рахунок підземних джерел водопостачання, якісні показники яких не завжди задовольняють вимоги, що їх висувають до води господарсько-питного призначення.

Аналіз схем підготовки питної води в Україні, Росії та в Йорданії, а також дослідження, виконані П.І.Піскуновим, К.Н.Гнєдіним, М.В.Демурою, В.А.Клячко, В.А.Дроздовим та іншими вченими, дозволили обгрунтувати двоступінчасту схему очищення води р.Йордан, найважливішим елементом якої є горизонтальні відстійники, ефективність роботи котрих можна підвищити наступними методами:

- інтенсифікація процесів коагуляції за допомогою обробки води такими реагентами, як флокулянти, окислювачі, замутнювачі, регулятори рН води і технологічні способи (поліпшення умов зміщування реагентів з водою та перемішування у камерах пластівцеутворення, раціональне введення реагентів у воду, збільшення гідравлічної крупності коагульованої зависі);

- поліпшення гідравлічних умов коагуляції (зменшення горизонтальної швидкості потоку, конструктивні методи вирішення), що не завжди можливо з технічних та економічних причин.

Розглянуто основні фактори, що порушують нормальний рух води в горизонтальних відстійниках і призводять до погіршення якості прояснення води.

Зроблено висновок про необхідність розробки нових, більш ефективних методів, що підвищують надійність експлуатації та інтенсифікацію процесів прояснення води у горизонтальних водопровідних відстійниках, зменшують витрату реагентів, поліпшують якість очищення води.

Аналіз стану цього питання дав змогу визначити напрям дисертаційного дослідження, сформулювати мету та задачі роботи.

У другому розділі наводяться характерні технологічні схеми підготовки питної води в Йорданії, Україні та Росії, розглядаються конструктивні та інші особливості споруд водопідготовки.

Вивчення якісних показників води р.Йордан показує, що прояснювана вода в окремі періоди року містить досить багато зважених речовин – до 150 мг/дм3, кольоровість її досягає 160 град., вона має підвищену окислюваність, що свідчить про її забрудненість стічними водами, які містять органічні сполуки. Недостатня лужність води дозволяє зробити висновок про необхідність її підлуження. Вміст фтору у воді нижче санітарних норм.

Показано, що в умовах Йорданії для підготовки питної води доцільно використати двоступінчасту технологічну схему очищення, найважливішим елементом якої є горизонтальні відстійники, особливості роботи яких враховувалися при проведенні досліджень.

У кінці розділу зроблено висновок про необхідність та можливість інтенсифікації процесів очистки води в горизонтальних відстійниках при її обробці активованим розчином коагулянту.

У третьому розділі розроблена методика й наведені результати дослідження процесів очистки води при її обробці активованим розчином коагулянту в обсязі, що має місце при проясненні води в горизонтальних водопровідних відстійниках.

Багато уваги в цьому розділі приділено методикам для визначення питомої адсорбції гумінів на гідроксиді алюмінію і ступеня структурно-механічної гідратації та міцності осаду, що утворюється при коагулюванні домішок прояснюваної води.

Для магнітоелектричної активації розчину коагулянту використовували спеціальний пристрій – активатор реагентів, конструктивна схема якого наведена на рис.1. Пристрій складається з двох послідовно з’єднаних апаратів: магнітного активатора та електрокоагулятора. Розчин реагенту, проходячи в робочому зазорі між магнітопроводом 7 і полюсним наконечником 6, зазнає впливу магнітного поля, створю-

ваного електромагнітною котушкою 2. Далі розчин надходить в електрокоагулятор, де насичується анодно-розчиненим залізом. Корпус електрокоагулятора виготовлений з оргскла завтовшки 30 мм. У корпусі розміщені переливна 11 та прохідна 12 перемички. У кришці корпусу є штуцери для відведення водню і з’єднувальні клеми 15 підведення для подачі струму на пластини 13.

Експерименти виконували паралельно на воді, обробленій активованим реагентом, і для умов звичайної коагуляції.

Оцінку очистки води здійснювали за правилами технологічного аналізу, рекомендованими для контролю роботи горизонтальних водопровідних відстійників очисних споруд водопроводу.

Якісна характеристика води досліджених джерел водопостачання наведена в табл.1.

Таблиця 1

Якісна характеристика води досліджених джерел

водопостачання

Температура, 0С | Каламутність,

мг/ л | Кольоровість,

град |

рН | Загальна

жорсткість,

мг-екв/л | Лужність,

мг-екв/л | Доза коагулянту (безводний продукт), мг/л

Модельна вода Харківського водопроводу

5,5-23,3 |

10,0-710,0 |

25 - 55 |

7,5 - 8,3 |

4,7 - 7,6 |

3,5 - 4,1 | указана

по тексту

р. Йордан (модельна)

6,5 - 24,4 | 4,0 - 15,0 | 30 -160 | 6,7 - 7,8 | 5,8 - 6,5 | 1,1 - 1,6 | 40 - 120

канал Сів. Донець - Донбас

0,7 - 23,5 | 5,5 - 28,8 | 27 - 55 | 7,5 - 8,4 | 3,5 - 6,2 | 1,5 - 2,3 | 50 - 110

Аналіз механізму кінетики коагуляції колоїдних систем дав змогу встановити, що основним критерієм повноти протікання процесу коагуляції можна вважати величину електрокінетичного (о) потенціалу. За даними А.М.Когановського, Л.А.Кульського та інших дослідників, у процесі очищення води використовується тільки 50-60% адсорбційної поверхні гідроксиду алюмінію.

Обробка води розчином коагулянту, підданим магнітоелектричній активації, дозволяє знизити електрокінетичний потенціал колоїдних домішок і збільшити адсорбційну ємкість гідроксиду алюмінію, що утворюється у процесі очистки води. Завдяки цьому процеси прояснення води у відстійнику протікають інтенсивніше, повніше використовується адсорбційна ємкість коагуляційних структур. На більш інтенсивне протікання процесів пластівцеутворення вказують дослідження щодо визначення ступеня структурно-механічної гідратації коагульованих осадів модельної води р.Йордан. Остання при обробці активованим розчином коагулянту нижче, ніж при звичайній коагуляції, що дозволяє збільшити вміст твердої фази пластівців, які утворюються, та прискорити їх осадження. Питома маса коагульованих структур при обробці води активованим розчином коагулянту збільшується (2,08-2,23 г/мг – активований розчин, 1,81-1,85 г/мг – звичайна коагуляція), що дає змогу прискорити осадження коагульованих домішок у відстійнику та інтенсифікувати процес очистки води.

Важливе місце в розділі відведено дослідженню основних факторів, що впливають на прояснення води в горизонтальних відстійниках при її обробці активованим розчином коагулянту. До них відносяться такі показники активації: напруженість магнітного поля і вміст у розчині коагулянту анодно-розчиненого заліза, оптимальне значення яких залежить від каламутності та температури прояснюваної води.

У четвертому розділі наведено результати дослідження процесів осадження коагульованих домішок на моделі горизонтального водоповідного відстійника (рис.2) при обробці води активованим розчином коагулянту.

Рис.2. Схема моделі горизонтального відстійника:

1 – подача вхідної води; 2 –витратомір; 3 – камера реакції; 4 –заспокійливий бак;

5 – приймальний лоток з дірчастим дном; 6, 7 – розподільні дірчасті перегородки на початку і в кінці моделі; 8 – кінцевий відбірний жолоб; 9 – відбір прояснюваної води; 11 – система гідравлічного скидання осаду; 11 – відвід у каналізацію

Встановлено, що застосування для очищення води активованого розчину коагулянту дозволяє збільшити гідравлічну крупність коагульованої зависі і тим самим інтенсифікувати процес прояснення води у відстійнику. При цьому найбільший вплив активований розчин коагулянту справляє на гідравлічну крупність коагульованої зависі, що осідає зі швидкістю 0,2 мм/с і менше, тобто на найдрібнішу та важковидалювану завись.

Дослідні дані свідчать, що при обробці води активованим розчином коагулянту її прояснення в горизонтальному відстійнику доцільне при вмісті зважених речовин до 200 мг/дм3 (рис.3).

Рис.3. Зміна каламутності проясненої води залежно від вмісту зважених речовин:

–––– – при температурі проясненої води 12,90С; - - - – при температурі проясненої води 21,60С; – звичайний коагулянт; – активований коагулянт

Поліпшення процесу прояснення води при її обробці активованим розчином коагулянту дозволяє зменшити вміст зважених речовин у проясненій воді, знизити її кольоровість. Враховуючи, що вода р.Йордан належить до висококольорових, відчутне зменшення (в 1,4-1,5 раза) її кольоровості порівняно із звичайним устоюванням має велике практичне значення.

Інтенсифікуючий вплив активованого розчину коагулянту на очищення води дав змогу зробити висновок про можливість зменшення розрахункових доз коагулянту і збільшення навантаження на відстійник без погіршення якості прояснення води: при обробці води активованим коагулянтом його дозу можна знизити в середньому на 25%, а навантаження на відстійник збільшити до 50% без погіршення якості прояснення води.

Зважені домішки, що містяться у прояснюваній воді р.Йордан, являють собою глинисті й гумусові речовини, які погано коагулюють і не осідають у відстійнику. Зважаючи на те, що вода р.Йордан має високу кольоровість і процес її очистки важкий, необхідно застосовувати достатньо високі дози коагулянту.

Спостереження за роботою відстійника показали, що коагульована завись при обробці води коагулянтом з верхніх шарів у середні випадає більш інтенсивно, ніж при звичайній коагуляції, за якої у цій зоні ще триває процес пластівцеутвореня, пластівці дрібніші й простежуються по всій довжині відстійника. При обробці води активованим розчином коагулянту пластівці крупніші, дрібних майже немає, прояснена зона більша, ніж при звичайній коагуляції: із застосуванням звичайного коагулянту прозорість води на виході з відстійника складає 80 см, а при активованому коагулянті – 100 см. Концентрація зависі в нижньому шарі при активованому коагулянті більш висока, осад більш густий, ніж при звичайній коагуляції, за рахунок збільшення гідравлічної крупності та інтенсивнішого осідання зависі із середніх шарів.

Шар осаду при обробці води активованим коагулянтом більший, ніж за звичайної коагуляції домішок, дещо різні конфігурація та розподіл осаду за довжиною відстійника. Так, якщо основна маса коагульованої активним коагулянтом зависі випадає до середини відстійника – на 2/3 його довжини, то розподіл зависі при звичайній коагуляції рівномірніший за довжиною. Це свідчить про інтенсифікуючий вплив магнітоелектричної обробки розчином коагулянту на процес прояснення води.

Вивчення особливостей протікання процесів очищення води при її обробці активованим розчином коагулянту дало змогу розробити математичну модель для прогнозування якості прояснення води р.Йордан. Її можна застосувати при розрахунку та проектуванні очисних споруд, а також при налагодженні та експлуатації у виробничих умовах пристроїв для магнітоелектричної активації розчину коагулянту сульфату алюмінію. В основу математичної моделі покладено залежність залишкового вмісту зважених речовин у проясненій воді Р від температури t, напруженості магнітного поля Н, вмісту в розчині коагулянту анодно-розчиненого заліза Fe3+ та вихідної каламутності води Р0:

Р = f (Р0, t, H, Fe3+). (1)

Складена спеціальна програма для ПЕОМ і виконані необхідні розрахунки. Залежність (1) має вигляд

Р = 0,14729102Р0 + 0,13056Р02 – 0,3937Р0t – 0,21029Р0Н ––

0,100037310-1Р0Fe3+ + 0,35810-3 – 0,17110-3Р02t – 0,3210-3Р02Н – –

0,1014910-3Р02Fe3+ + 0,2110-2Рt2 + 0,5210-3Р0tH +

+ 0,323410-3Р0t Fe3+ + 0,136410-2Р0H2 - 0,385210-4Р0HFe3+ +

+ 0,6832910-5Р0Fe3+. (2)

Результати математичних розрахунків використані при побудові ліній рівня поверхні відгуку, які можна застосовувати для прогнозування якості прояснення води р.Йордан при її обробці активованим розчином коагулянту (табл.2).

Таблиця 2

Порівняльні дані про зміну залишкового вмісту зважених речовин при обробці води розчином коагулянту

Показники

активації | Залишковий вміст зважених речовин

у проясненій воді, мг/дм3

Н,

кА/м |

Fe3+, мг/дм3 | середнє арифметичне

із 3-5 дослідів | відносна похибка

середнього результату, %

за дослідними даними | за

формулою (2) | за дослідними даними | за

формулою (2)

- | - | 6,3 | - | 3,5 | -

80 | 950 | 4,9 | 4,7 | 4,1 | 2,6

95 | 1050 | 5,1 | 4,8 | 3,7 | 4,3

П'ятий разділ присвячений розрахунку та проектуванню активатора реагентів, що передбачає послідовну дію на розчин коагулянту магнітного поля та його електрокоагуляцію. Для активатора розроблені методики розрахунку електричних та магнітних параметрів і гідравлічних, електромагнітних та електричних випробувань. Наведено номограми для вибору електричного струму, що подається на електрокоагулятор і на намагнічуючу котушку активатора залежно від продуктивності останнього, потрібного вмісту анодно-розчиненого заліза в розчині коагулянту та напруженості магнітного поля в робочому зазорі активатора. Ці номограми можна використати для розрахунку й проектування активаторів реагентів. Вони дають можливість контролювати якість виготовлення активатора і його відповідність параметрам технічної документації.

У шостому розділі наводяться технічні рішення щодо підвищення ефективності роботи горизонтальних водопровідних відстійників та впровадження їх у практику проектування на очисних спорудах питного водопостачання. Розглядаються технологічні схеми підключення активатора реагентів у комплексах очисних споруд, що передбачають одно- та двоступінчасту обробку води.

Для електроживлення активатора розроблено спеціальний блок, в якому розміщена магнітна станція автоматичного програмного керування режимом живлення активатора.

До ВУВКГ м.Краматорська, Калінінграда. Департаменту міського господарства м.Ербеда передана конструкторсько-технологічна та експлуатаційна документація, що включає робочі креслення активатора реагентів, технологічні та електричні схеми підключення, номограми для вибору сили струму залежно від параметрів роботи активатора та інші документи, необхідні для дослідно-промислового впровадження. У Висновках Міністерства громадських робіт Йорданії зазначається, що результати досліджень дисертанта передбачається використати для очистки води м.Мафрак і Ажлон.

Здійснена економічна оцінка розроблених технічних рішень. Річний економічний ефект від впровадження активованого розчину коагулянту на очисних спорудах м.Ербеда становить 11461 американських доларів, що підтверджує доцільність застосування активованого розчину коагулянту сульфату алюмінію для інтенсифікації процесу очищення води в горизонтальних відстійниках.

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

АНОТАЦІЯ

Аль Аззам Мухаммед. Підвищення ефективності роботи горизонтальних водопровідних відстійників (для умов Іорданії). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.04 – водопостачання, каналізація. - Харківський державний технічний університет будівництва та архітектури, Харків, 2000.

Дисертацію присвячено актуальній проблемі підвищення ефективності, забезпечення надійності експлуатації та інтенсифікації роботи горизонтальних водопровідних відстійників. У дисертації проаналізовано водні ресурси Йорданії та існуючі методи підвищення ефективності роботи горизонтальних водопровідних відстійників. Запропоновано теоретичні передумови, досліджено процеси осадження коагульованих домішок у відстійниках при обробці води активованим розчином коагулянту. За допомогою ПЕОМ розроблено математичну модель для прогнозування прояснення води р.Йордан, побудовано лінії поверхні відгуку. Розроблена конструкторська-технологічна та експлуатаційна документація, що передана для впровадження на очисних спорудах водопроводу м.Ербеда (Йорданія).

Ключові слова: активований розчин, прояснення, знебарвлення, горизонтальні водопровідні відстійники, очищення води.

АННОТАЦИЯ

Аль Аззам Мухаммед. Повышение эффективности работы горизонтальных водопроводных отстойников (для условий Иордании). Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.04 – водоснабжение, канализация. – Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры, Харьков, 2000.

Диссертация посвящена актуальной проблеме повышения эффективности, обеспечения надежности эксплуатации и интенсификации работы горизонтальных водопроводных отстойников. В диссертации проанализированы водные ресурсы Иордании, обоснована необходимость более широкого использования для хозяйственно-питьевых и других целей поверхностных источников, включая воды р.Иордан и зарегулированных притоков. Выполнен анализ существующих методов повышения эффективности работы горизонтальных водопроводных отстойников и определены пути улучшения физико-химических условий осаждения коагулированных примесей в этих сооружениях. Рассмотрены теоретические предпосылки интенсификации процессов очистки воды в горизонтальных отстойниках с помощью активированных растворов коагулянта сульфата алюминия. Сделан вывод, что наблюдаемые явления можно объяснить следующими основными факторами: снижением электрокинетического потенциала коллоидных примесей, увеличением адсорбционной емкости гидроксида алюминия, образующегося в процессе очистки воды, повышением удельного веса коагуляционных структур, что в конечном итоге позволяет повысить эффективность работы горизонтальных отстойников. Проведенные исследования по интенсификации процессов очистки воды в горизонтальных отстойниках с помощью активированного раствора коагулянта показали, что эффективность осветления воды в этих отстойниках при использовании активированного раствора коагулянта зависит как от качественных показателей исходной воды, так и от параметров активации. Наиболее сильное влияние активированные растворы коагулянта оказывают на осаждаемость коагулируемой взвеси с гидравлической крупностью 0,2 мм/с и менее, т.е. на наиболее мелкую и трудноудалимую взвесь. Использование активированного раствора коагулянта целесообразно при содержании взвешенных веществ в исходной воде до 200-250 мг/дм3. Установлено, что при использовании активированных растворов коагулянта его дозы могут быть снижены на 25-30%, а нагрузка на отстойник увеличена до 50% без ухудшения качества осветленной воды. С помощью ПЭВМ разработана математическая модель для прогнозирования осветления воды р.Иордан, построены линии поверхности отклика, которые могут быть использованы при расчете и проектировании очистных сооружений, а также при наладке и эксплуатации в производственных условиях устройств для получения активированных растворов сульфата алюминия. Для активации растворов реагентов, используемых в процессе очистки воды, разработано специальное устройство, предусматривающее последовательную активацию раствора магнитным полем и электрокоагуляцию. Определены расчетные параметры активатора реагентов. В соответствии с нормативными документами и требованиями ГОСТ и ЕСКД разработаны рабочие чертежи, эксплуатационная и другая документация, необходимая для выпуска опытной партии активатора реагентов. При этом учтены требования техники безопасности при эксплуатации активатора реагентов в производственных условиях. Построены номограммы значений силы тока, подаваемого на активатор, в зависимости от расчетного содержания в растворе коагулянта сульфата алюминия анодно-растворенного железа, концентрации раствора и производительности активатора реагента, которые могут быть использованы при выборе оптимальных режимов. Разработанная конструкторско-технологическая и эксплуатационная документация передана для внедрения на очистных сооружениях гг.Краматорска (Украина), Калининграда (Россия), Эрбеда (Иордания). Определен годовой потенциальный экономический эффект от внедрения технических решений на очистных сооружениях водопровода г.Эрбеда (Иордания), который составляет 11461 $ США.

Ключевые слова: активированный раствор, осветление, обесцвечивание, горизонтальные водопроводные отстойники, очистка воды.

SUMMARY

Al Azzam Muhammad. The increasing of performance efficiency of horizontal water sumps (for the conditions of Jordan). - Manuscript.

The thesis for a candidate degree of technical sciences on a speciality 05.23.04 - Water Supply, Sewerage, Kharkov State Technical University of Construction and Architecture, Kharkov, 2000.

The thesis is devoted to the pressing problem to increase efficiency provision of reliability of operation and intensification horizontal water sumps work. The water resources of Jordan and existing methods of increasing the performance efficiency work of horizontal water sumps have been analysed in the thesis. The theoretical premises have been presented, the processes of the sedimentation of coagulated admixtures in sumps under water treatment of the activated solution coagulum have been elucidated. With the help of Personal Electronic Calculating Machine (PECM) the mathematical model for forecasting clarification of r. Jordan has been developed, the lines of surface echo has been constructed. The developed design-technology and operational documentation have been submitted for implementation at purification structures of the urban water-pipe.

Key word: an activated solution, clarification, decolouration, horizontal water sumps, water purification.

Підп. до друку 24.09.2000 Формат 60х84 1/16.

Папір офісний. Друк на ризографі. Обсяг 1,0 ум.-друк. арк.

Тираж 100 прим. Зам. 1637

Сектор оперативної поліграції ІОЦ ХДАМГ

61002, м.Харків, вул.Революції, 12