Введение к работе
Актуальность темы. Повышение степени благоустройства чалых населенных пунктов: поселков, сел, станиц, деревень, является одной из наиболее актуальных проблем социально-экономического развития нашей страны. Несомненно, что пер-юстенепное значение для успешного решения этой проблемы 'ІМСЮТ задачи обеспечения населения высококачественной тнтьевой водой. Масштабы потребности в малогабаритных юдоочистных установках можно представить исходя из того, по около 60% систем водоснабжения Российской Федерации імеют производительность не более 10 тыс. м3 питьевой воды з сутки.
В зависимости от назначения малогабаритные установки могут изготовляться в стационарном и передвижном, мобильном исполнении. Анализ этих установок показал, что в подав-тяющем большинстве случаев очистка п обеззараживание питьевой воды базируется на традиционных методах очистки. Эднако, сбросы сточных вод городов и промышленных предприятий привели к серьезным изменениям качественного со-:тава воды в источниках водоснабжения. Сброс неочищенных хозяйственно-бытовых сточных вод создает напряженную санитарно-эпидемиологическую обстановку по кишечным инфекциям.
При загрязнении источников водоснабжения органическими веществами различного происхождения и обработке воды хлором, как правило, образуются летучие галогенсодержащче :оединения (ЛГС) и в их составе трпгалогенметаны (ТГМ), являющиеся токсичными и канцерогенными веществами. Одним из радикальных методов существенного улучшения каче-:it.;i шгп.евон воды является озонирование. Однако отсутствие малогабаритного озопаторного оборудования сдерживает при-
менение этого мощного и экологически чистого окислителя на малых станциях водоподготовкн.
В этих условиях большое народохозяйственное значение имеет научно-техническая задача по разработке малогабаритных установок получения питьевой воды высокого качества.
В данной работе представлены результаты исследований по созданию технологий водоподготовкн с использованием новых аппаратов и методов обработки воды.
Цель работы. Создание эффективной технологии и технических средств подготовки питьевой воды для малых населенных пунктов с использованием озона.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
проведен анализ отечественной и зарубежной информации по оценке малогабаритных установок и етапний подготовки питьевой воды;
исследована базовая станция — аналог ВФС-10 на различных водоисточниках с установлением барьерной роли технологии по задержанию ряда загрязнителей;
исследовано действие озона на физико-химические показатели воды;
определен наиболее эффективный режим обработки воды озоном в технологии двухступенчатого фильтрования,
создана и исследована новая конструкция устройства воздухоподготовки для модуля синтеза озона;
получены основные рабочие характеристики различных озонаторных элементов на промышленной и повышенной частотах;
создана новая конструкция генератора озона;
разработана и испытана малогабаритная установка подготовки питьевой воды.
Научная новизна работы
— создана высокоэффективная технология обработки при
родных вод с использованием гидроциклонов, микро-
фильтров, двухступенчатого фильтрования с трехстадии-
ным вводом озона, обеспечивающая получение питьевой
воды с параметрами, соответствующими ГОСТ 2874—82.—
«Вода питьевая»;
:— разработаны теоретические основы смешения озона с водой в устройстве ввода озона в технологический трубопровод, выведены эмпирические зависимости, позволяющие
назначить оптимальный режим работы устройства для достижения максимального эффекта;
предложена новая конструкция устройства предварительной обработки природных вод естественным биоценозом с использованием биопоглотителя (заявка № 4946236/26/ 051026, положительное решение от 12.12.91);
разработана новая конструкция устройства воздухоподготовки (заявка № 4739788/26/120099, положительное решение от 18.01.91);
разработана новая конструкция высокочастатного генератора озона (А. с. 1680617);
создана компактная установка синтеза озона, работающая на повышенной частоте, производительностью 50—1000 г/ч, включающая блок воздухоподготовки* блок энергообеспечения, генератор озона;
разработана математическая модель процесса двухступенчатого фильтрования с трехстадийным вводом озона, позволяющая назначать оптимальный режим работы установки с прогнозированием качества воды по этапам очи: стки.
Практическая ценность работы. Разработанная технология одготовки питьевой воды с использованием новых аппаратов способа очистки воды позволяет создавать компактные ус-ановки для стационарного и подвижного применения.
Модульный принцип построения технологии дает возмож-ость формировать состав установки в зависимости от каче-тва обрабатываемой воды. Такие станции рекомендуются для гирокого применения в малых населенных пунктах, цент-альных усадьбах, базах и домах отдыха, больничных ком-лексах, плавательных бассейнах и т. д. Передвюкной ва-пант может быть использован в вооруженных силах, геоло-о-разведочных партиях, отрядах по ликвидации последствий тихийных бедствий и т. д. Высокочастотные установки син-еза озо}!а малой производительности находят широкое прн-іененне на станциях водоподготовки, в системах очистки во-ы плавательных бассейнов, на локальных очистных соору-(снпях очистки промстоков, для доочистки бытовых сточных од, для обезжелезивания воды.
Внедрение результатов. Ліалогабарнтная установка син-сза озона внедрена на следующих предприятиях: Нижего-одекпи научно-исследовательский институт связи — техноло-
гия водоподготовки плавательного бассейна, завод им. Лихачева (ЗИЛ)—локальная система очистки циансодержащего стока; Московское производственное швейное объединение «Большевичка» — локальная система очистки стоков, содержащих красители.
Апробация работы. Основные разделы диссертации доложены и обсуждены на следующих конференциях и совещаниях:
научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, представителей проектных и производственных организаций в Нижегородском архитектурно-строительном институте в 1988—1991 гг.;
научных конференциях молодых ученых Волго-Вятского региона в 1988—1991 гг.;
научно-технической конференции, проведенной по инициативе Нижегородского областного совета Всероссийского общества охраны природы в 1990 г., «Научно-технические и социально-экономические проблемы охраны окружающей среды»;
Всесоюзном семинаре академии наук СССР в 1990 г., «Проблемы очистки природных и сточных вод»'
Всесоюзном семинаре Центрального и Нижегородского областного правления ВНТО коммунального хозяйства и бытового обслуживания в 1991 г., «Обеззараживание питьевых вод».
Публикации. Основные результаты исследований изложены в 12 публикациях, в том числе новая конструкция генератора озона защищена авторским свидетельством (А. с. 1680617); на устройство воздухоподготовки (заявка № 4739788/26/120099) получено положительное решение от 08.01.91; на устройство предварительной обработки природных вод с использованием биоценоза (заявка № 4946235/26/ 051026) получено положительное решение от 12.12.91.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы из 125 наименований и приложений, представлена на 286 страницах машинописного текста. Основное содержание диссертации изложено на 115 страницах машинописного текста, включает 60 рисунков и 20 таблиц.