Системы механической очистки вод малых водотоков для закрытых оросительных систем

Дегтярева, Ольга Георгиевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Системы механической очистки вод малых водотоков для закрытых оросительных систем
ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Системы механической очистки вод малых водотоков для закрытых оросительных систем"

На правах рукописи

ДЕГТЯРЕВА ОЛЬГА ГЕОРГИЕВНА

СИСТЕМЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ВОД МАЛЫХ ВОДОТОКОВ ДЛЯ ЗАКРЫТЫХ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Специальность: 06.01.02. - «Мелиорация, рекультивация и охрана земель»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск - 2006

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет»

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор Свистунов Юрий Анатольевич;

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки и техники РФ, академик РАСХН Григоров Михаил Стефанович;

кандидат технических наук, доцент Иванова Мария Титовна

Ведущая организация -

ФГНУ «Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации»

Защита состоится 31 марта 2006 i ода в 12— часов на заседании диссертационного совета Д 220.049.01 в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Новочеркасская государственная мелиоративная академия» (ФГОУ ВПО «НГМА») по адресу: 346428, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. Пушкинская, 111, НГМА, ауд. 339.

С диссертацией можно ознакомиться в научном отделе библиотеки ФГОУ ВПО «НГМА».

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью предприятия, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан 28 февраля 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук,

профессор, Заслуженный мелиоратор РФ ¿-^(¡¡ВЛлуС Сенчуков Г.А.

Д00£ А

54.3 £

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Крупнейшим потребителем воды является орошаемое земледелие, использующее порядка 200 км3/год. На Северном Кавказе прирост орошаемых площадей не возможен с использованием традиционных способов орошения, так как все водные ресурсы практически использованы. Развшие гидромелиорации должно идти только по пути коренной реконструкции оросительных систем, при внедрении водосберегающих технологий, что позволит рационально использовать оросительную воду.

В поймах предгорных рек имеются небольшие площади сельскохозяйственных земель, до нескольких десятков гектаров, где с успехом можно выращивать вино-фад, плодовые, овощные культуры. Отличительными особенностями таких участков являются сложность рельефа, малая мощность плодородного слоя почвы, а также водные источники, обладающие большой кинетичностью потока, насыщенного наносами. В районах с расчлененным рельефом ежегодный смыв почвы составляет от 2 до 40 т/га, а в некоторых случаях до 50 - 80 т/га и более.

Рациональное использование земельных и водных ресурсов горнопредгорной зоны возможно лишь при применении прогрессивных способов орошения. К их числу относят капельное, инъекционное, подкроновое и надкроновое микродождевание и другие. Способы, нормирующие воду в соответствии с потребностью растений, исключают поверхностный сток, смыв и эрозию почвы. Однако применение

способов орошения, осуществляемых высокопроизводительной поливной техшпЛщ,

сдерживается отсутствием надежных средств очистки оросительной воды. Речная

ОО

эффективны ввиду недостаточного осветления оросительной воды от наносов г!ри

да, рассматриваемых зон, характеризуется высоким содержанием взвешенных ществ порядка 5 г/л, а в паводок - до 10 г/л, в ряде случаев и нефтепродуктами 10 мг/л, если источник проходит через заселенные территории. Пескогравиеловки

большой кинетичности потока; отстойники имеют значительные габариты, высоше-

стоимость и трудоемкость в строительстве и эксплуатации; отсутствуют надежные и апробированные производством нефтеловушки.

Технологически целесообразными в горно-предгорной зоне являются осветление воды в гидроциклонах, при использовании кинетической энергии потока, учитывая большие перепады местности, а также необходимость устранения антропогенного

воздействия на геосистему, что и предопределило направление разработок и исследований.

Целью работы является разработка способов и технических средств механической очистки вод малых водотоков для закрытых оросительных систем (ЗОС) предгорной зоны.

Задачами исследований в соответствии с поставленной целью являются:

- провести анализ сложившейся практики очистки вод малых водотоков для ЗОС

предгорной зоны, а также устранения последствий антропогенного воздействия существующими методами, изучить технологии и технические средства их реализующие;

- разработать способы механической очистки вод малых водотоков для ЗОС предгор-

ной зоны;

- на основе теоретических и экспериментальных исследований разработать новые

конструкции гидроциклонов-осветлителсй и способов управления их работой;

- выполнить теоретические исследования, математическое моделирование и провести

оптимизацию конструктивно-технологических разработок системы механической очистки вод малых водотоков для ЗОС;

- на основе теоретических и экспериментальных исследований разработать новые

конструкции и методы но сбору нефтепродуктов с поверхности воды;

- апробировать в производственных условиях системы механической очистки вод ма-

лых водотоков.

Методы, использованные в процессе исследований. Все анализы, наблюдения и исследования проводились в соответствии с требованиями государственных, снрас-левых стандартов и общепринятых методик; экспериментальные исследования проводились с применением современной измерительной аппаратуры, точность которой являлась совокупной оценкой адекватности полученных результатов; обработка данных осуществлялась методами математической статистики с использованием компьютерных программ, таких как \iathcad, 31аЙ8Йса и других.

Основные научные положения, выносимые на защиту: 1. Способы механической очистки вод малых водотоков для закрытых оросительных систем предгорной зоны на основе теоретических исследований;

2. Теоретические и экспериментальные исследования по обоснованию направляющих и образующих гидроциклонов-осветлителей и способов управления их работой;

3. Результаты анализов математических моделей, полученных на основе исследования процессов в низконапорных гидроциклонах-осветлителях;

4. Новые способы и устройства их реализующие по сбору нефтепродуктов с поверхности воды на основе теоретических и экспериментальных исследований;

5. Компоновочные и технологические схемы систем гидроциклонной очистки вод малых водотоков на базе модульного принципа для закрытых оросительных систем предгорной зоны на основе положений системного подхода к анализу и синтезу.

Личный вклад автора заключается в обосновании направления работы, целей, задач, методов проведения экспериментальных исследований; разработке новых способов и технических средств их реализующих; определении эмпирических параметров и получении математических зависимостей для обоснования конструктивных параметров гидроциклонов-осветлителей и устройств для сбора нефтепродуктов; разработке технологических схем систем очистки вод малых водотоков; разработке компоновочных схем систем гидроциклонной очистки оросительной воды на базе модульного принципа.

Достоверность научных положений и выводов обосновывается:

- данными математического анализа полученных результатов с высокими значениями

коэффициентов корреляционных отношений в зависимостях и уравнениях;

- аналитическими расчетами и сопоставительным анализом лабораторных и натур-

ных экспериментов;

- результатами эксплуатации нефтеловушек и производственной апробацией гидро-

циклонов-осветлителей в натурных условиях. Научная новизна работы:

- теоретическое обоснование конструктивных и технологических параметров гидро-

циклонов-осветлителей для закрытых оросительных систем предгорной зоны;

- метод оптимизации параметров роторных нефтеловушек;

- теоретические зависимости для расчета скорости вращения барабана, напора на во-

досливе и высоты лопастей роторных нефтеловушек;

- кинематика движения пленки нефтепродуктов у ротора нефтеловушки;

- положения системного подхода к анализу и синтезу компоновочных и технологических схем систем механической очистки вод малых водотоков для закрытых оросительных систем предгорной зоны.

Практическое значение работы заключается в разработке новых способов и технических средств, а также компоновочных и технологических схем систем гидроциклонной очистки воды на базе модульного принципа, которые могут быть использованы при проектировании закрытых оросительных систем, что позволит обеспечить высококачественную очистку воды от грубодиспсргированных примесей, плавника и нефтепродуктов, а также реализовать схему оборотного водоснабжения в технологиях требующих удаления углеводородного сырья.

Реализация работы. Новые технологии и технические средства были реализованы в производстве при очистке воды для ЗОС в ООО «Колос - ЛЕ» Абинского района и на системах оборотного водоснабжения автомобильных моек в г. Абинске и в п. Ахтырском, где последние показали хорошую работоспособность в течение 3 лет.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались на научных конференциях КГАУ (2000 - 2005 гг.), на региональных научно-практических конференция молодых ученых, на международных научно-практических и всероссийских конференциях (г. Дубна 2004 г., г. Анапа 2004 г., г. Иущино 2005 г.) с 1999 г. по 2005 г.

По основным положениям диссертационной работы и результатам исследований были заявлены работы на всероссийские конкурсы в г. Новосибирске, проводимые Министерством образования Российской Федерации, где автор был награжден дипломами первой степени в 2002 и в 2003 гг., а также на краевые конкурсы 2002 -2005 гг., где автор был награжден дипломами первой степени.

Работы по технологии очистки вод малых водотоков ЗОС от наносов и нефтепродуктов экспонировались на международном экономическом форуме «Кубань -2003» в г. Сочи; на выставке «Молодые ученые Краснодара - предприятиям города» в 2003 г.; на международном экономическом форуме «Кубань - 2004» в г. Сочи; на выставке «Молодые ученые Краснодара - предприятиям города» в 2004 г.; на международном экономическом форуме «Кубань - 2005» в г. Сочи. Работа, действующая модель и медиа-проект по теме «Защита окружающей среды от техногенных загрязнений» экспонировались на V Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи 2005 на ВВЦ в г. Москве, за что автор награжден дипломом. Разработка

I I

систем и технологий очистки водных акваторий от нефтепродуктов экспонировалась на V Московском международном салоне инноваций и инвестиций в 2005 г. на ВВЦ РФ, за которую автор награжден бронзовой медалью.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 33 научные работы, в том числе 20 патентов Российской Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и общих выводов. Она изложена на 187 страницах машинописного текста и 12 приложений на 45 страницах, иллюстрирована 54 рисунками и содержит 14 таблиц. Библиография включает 175 наименований, в том числе 21 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрыта актуальность темы, формулируются основные цели и задачи разработок и исследований, приводятся сведения о научной новизне и практической ценности работы, апробации разработок и исследований и их внедрение в производство.

В первой главе на основе анализа существующих технологий и технических средств механической очистки воды сделан вывод, что ни существующие, ни используемые при очистке поверхностных вод методы и средства не могут быть использованы при реализации поставленной задачи, в сил}' целого ряда объективных причин В свою очередь, анализ технологий и средств водоподготовки, применяемых в различных отраслях, позволил остановить выбор па способах центробежной сепарации воды. Анализ применимости гидроциклонов в различных отраслях, а также существующих методов и технических средств по сбору нефти и ее продуктов с поверхности воды показал, что до настоящего времени комплексных работ, посвященных проблеме механической очистки вод малых водотоков для ЗОС горно-предгорной зоны, не было. Существующие работы рассматривали проблему фрагментально, что пе решало задачи в целом.

Среди множества проблем конца XX начала XXI века на первый план выдвинулась проблема предупреждения загрязнения земель сельскохозяйственного назначения и исющения резервов чистой воды, отсутствия должного технологического и технического обеспечения решения этих вопросов. Теоретическим, технологическим и техническим обеспечением очистки воды занимались следующие ведущие ученые: Ииколадзе Г.И., Минц Д.М., Шумаков Б.Б., Самохин В Н., Веселое Ю.С., Вознесенский В.Н., Булатов А.И., Бабаеб И.С., Колобанов С.К., Гольдберг В.М . Оводова Н.В..

Белов В.А., Долженко JI.A. и другие. Классификацией углей, рудных и нерудных материалов, очисткой промышленных стоков, а также поверхностных вод для целей водоснабжения в поле центробежных сил, в том числе и на гадроциююн-ных системах, занимались следующие видные ученые: Поваров А.И., Акопов М.Г., Скирдов И.В., Пономарев В.Г., Найденко В.В., Фоминых A.M., Кургаев Е.Ф., Гаджи-ев В.Г., Мустафаев A.M., Гутман Б.М., и зарубежных Taijan G., Bredly D., Pulling D., Driessen M.G., Dahlstrom R. A., Bendnarski S., Trawinski H., Pownall J.H., Fontein F.J. и другие.

Рассмотрены особенности ЗОС, как потребителя вод малых водотоков. Осуществлен анализ фильтрационных, адсорбционных и механических методов очистки воды от нефти и ее продуктов. Приведен анализ методов выделения грубодиспергирован-ных примесей из воды, таких как электрический, химический, фильтрационный, гравитационный и динамический.

Представленный анализ позволил акцентировать внимание при очистке воды от нефги и ее продуктов на методе, использующем силы поверхностного натяжения. При удалении грубодиспергированных примесей из воды для ЗОС предпочтительнее динамический метод, основанный па принципе центробежной сепарации, с использованием гидроциклонов.

Однако простой перенос копструктивпо-технологических решений из одной отрасли промышленности в другую в сложных динамических системах не дает положительных результатов, что и позволило сделать вывод о необходимости проведения теоретических исследований, технологических и конструктивных разработок с целью решения обозначенных задач.

Во второй главе представлены конструкции и технологическое обоснование низконапорных гидроциклонов-осветлителей вод малых водотоков для ЗОС (патенты РФ 2170622,2179482).

В соответствии с техническими условиями и требованиями к средствам очистки воды принята конструкция цилиндроконического гидроциклона, как наиболее полно удовлетворяющего выдвинутым требованиям. При использовании метода взвешенных оценок, произведен окончательный выбор конструкции гидроциклона и его элементов в соответствии с разработанным комплексом критериев.

На основе анализа обширной информации об исследованиях и применении гидроциклонов в различных отраслях промышленности и хозяйственной деятельности,

выявлены факторы, оказывающие наибольшее влияние на работу аппаратов, обоснованные конструктивными особенностями аппаратов, свойствами самой очищаемой жидкости, а также рабочим напором. Исходя из этого, выбраны для теоретического исследования конструктивные и технологические факторы, оказывающие наибольшее влияние на работу низконапорных гидроциклонов.

Компонуя очистное сооружение, с целью минимизации затрат при его строительстве, гидроциклоны-осветлители воды необходимо располагать в наклонном положении и рассчитывать на минимальные рабочие напоры, обеспечивающие отработку заданного расхода воды. Для сохранения устойчивой работы гидроциклонов в таких условиях желательно иметь очертания направляющих и образующих их боковых поверхностей, выполненные по форме наиболее близкой к траектории движения материальной частицы в полости аппарата. На основе полученных Ю.А. Свистуновым теоретических зависимостей осуществлены расчеты, выполненные на ЭВМ, которые позволили получить серии направляющих и образующих боковых поверхностей низконапорных гидроциклонов при их работе в наклонном положении, для различных чисел Фруда входящего потока, одна из направляющих представлепа на рисунке 1.

координата У [

20-

—

/ / /s™'

/ / / / 14 '

lili 12'

(¡II 10-

V \ \ \ °8'

\ \ \vjje-

ХХЛ'ч^м

-4-1-1-1-i-1 ^

-12 -10 4)8 4)6 -04 -02 02 04 06 08 10 1 2

координата X

Рисунок 1 - Расчетное очертание направляющей поперечного сечения по оси наклонного гидроциклона при Гг^ =40

Производя развертку полученных поперечных сечений направляющих по оси наклонного гидроциклона, в соответствии с основными рекомендациями по сочета-

нию размеров элементов конструкции аппарата, получаем образующую гидроциклона.

Для изучения формирования потоков в гидроциклоне рассмотрено относительное движение твердой частицы по конической поверхности аппарата. Результатом теоретических расчетов, приведенных в работе, явилась представленная ниже зависимость, позволившая сделать выводы, что частица будет двигаться вверх по образующей конуса, если:

где СО - угловая скорость движения твердой частицы;

А* - радиус псскового отверстия гидроциклона; С1 - длина образующей конуса;

£ - нормальное ускорение свободного падения;

а, - угол между образующей и вертикалью в гидроциклоне.

При равных условиях (диаметр твердого зерна, его плотность, вязкость и плотность среды) твердая частица осаждается на боковую поверхность конусной камеры и движется вниз, если СО меньше представленного выражения.

Дальнейший анализ полученных теоретических зависимостей, осуществленный посредством поэтапного варьирования рассматриваемых факторов (1), позволил определить влияние угла между образующей гидроциклона ОС и вертикалью на угловую скорость (О в аппарате, рисунок 2.

(1)

ю, 1,4

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31

Ряды варьирования углом образующей гидроциклона Рисунок 2 - Влияние угла между образующей гидроциклона и вертикалью на угловую скорость в аппарате

Углы в 19° и 25° обеспечивают наибольшую угловую скорость потока в аппарате.

В третьей главе осуществлено исследование гидравлических характеристик и параметров в низконапорных гидроциклонах на основе математических моделей.

Анализировалась математическая модель лабораторного гидроциклона со следующими конструктивно-технологическими параметрами: диаметр гидроциклона /5=180 мм; диаметр сливного патрубка с!сл =90 мм; диаметр пескового отверстия (1 п =20, 21, 25, 29 и 30 мм; длина цилиндрической части ¿^=180 мм; длина конической части Ьк =420 мм; угол конусности а-19°; питающий патрубок а х Ь - 45 х 90 мм и 30x70 мм; у/ ~ 0°, 8°, 45°, 82°, 90°; рабочий напор на входе в аппарат Н = 1961, 2655, 5884, 9113, 9807 Па.

Принятые нами к исследованию математические модели расхода в слив Усл' и пески Уп' лабораторного гидроциклона, полученные после исключения незначимых коэффициентов, имеют вид:

Уол' =4,5154-+ 0,3498Х1-0,0729Хг+0,1216Хз+0,1395X1 +0,1640Х2 (2)

Г^ =0,0596-0,0063Х, Ю,0503Х2-0,0476Х3М),0064X1 +0,0159Х2 +0,0647Х3 +

+0,0012Х,Х2-0,0155Х2Хз+0,0110Х1Хз (3)

где Х| (Н) - рабочий напор на входе в гидроциклон, Па;

Х2 (с1п) - диаметр пескового отверстия гидроциклона, м;

Х3 (0) - угол наклона оси гидроциклона от вертикали, градус.

Вклад каждого фактора и их сочетаний в исследуемый процесс был выявлен при анализе уравнений регрессии и геометрических интерпретаций функций отклика, которые представлены для функции отклика Уи1' на рисунке 3, а для функции отклика У„ на рисунке 4.

Анализ значений функций отклика по чистой регрессии, полученной при подстановке в уравнение средних значений всех факторов кроме одного, который находится на постоянном уровне, показывает, что изменение рабочего напора на входе в гидроциклон с 2655 до 5884 Па и с 5884 до 9113 Па ведет к увеличению расхода в слив соответственно на 8,41 и 7,76 %. Увеличение диаметра пссковой насадки с 0,021

до 0,025 м вначале приводит к уменьшению расхода в слив на 5%, а при дальнейшем увеличении диаметра песковой насадки до 0,029 м наблюдается увеличение расхода лишь на 2 %. Изменение же угла наклона оси гидроциклона от вертикали, как показывает данный анализ, практического влияния на расход в слив не оказывает.

1 - рабочий напор на входе в гидроциклон 2655 Па;

2 - рабочий напор на входе в гидроциклон 5884 Па;

3 - рабочий напор на входе в гидроциклон 9113 Па

Рисунок 3 - Геометрическая интерпретация функций отклика Уа/' для гидроциклона £>=180 мм Обобщая анализ уравнения регрессии по расходу в слив гидроциклона можно отметить, что, в связи с существенным влиянием рабочего напора на входе в гидроциклон на функцию отклика, управлять расходом в слив в низконапорном гидроциклоне наиболее целесообразно изменением рабочего напора.

Анализ значений функции отклика Уп' но чистой регрессии показывает, что изменение рабочего напора от 2655 до 5884 Па ведет вначале к уменьшению расхода в пески гидроциклона на 14,3 %, а дальнейшее повышение рабочего напора не оказывает влияния на функцию отклика. Изменяя диаметр пековой насадки в пределах 0,021 0,025 м, наблюдаем увеличение расхода в пески в 3 раза, а от 0,025 до 0,029 м - более чем в 2 раза. Изменение наклона оси гидроциклона от 8° до 45° приводит к уменьшению расхода в пески почти в 3 раза, при дальнейшем увеличении угла накло-

на имеется такая зона углов, в которой наблюдается минимальное значение расхода в пески, а при угле 82° происходит уже увеличение расхода в среднем на 33,3 %.

0 172 0 038

1 - при угле наклона оси гидроциклона от вертикали 82°;

2 - при угле наклона оси гидроциклона от вертикали 45°;

3 - при угле наклона оси гидроциклона от вертикали 8°

Рисунок 4 - Геометрическая интерпретация функций отклика Уп' для гидроциклона £>=180 мм Обобщая анализ уравнения регрессии по расходу в пески гидроциклона, можно констатировать, что наибольшее влияние на него оказывают два фактора это диаметр пескового отверстия гидроциклона и угол наклона оси гидроциклона от вертикали. Исходя из сказанного, делаем вывод, что управлять расходом в пески в низконапорном гидроциклоне можно не только изменением диаметра пескового отверстия, но и изменением угла наклона оси гидроциклона от вертикали.

Далее в работе рассмотрены вопросы, связанные с натурными исследованиями низконапорных гидроциклонов-осветлителей (НТО) диаметра 500 мм, двух модификаций НГО-1 и НГО-2, отличающихся друг от друга размерами таких элементов конструкций, как диаметры сливных, питающих и Песковых отверстий, параметры которых были обоснованы в процессе лабораторных исследований.

Размеры элементов конструкций гидроциклонов по модификациям приняты следующие:

НГО-1 £/, =0 а = \9° у = 13° <1СЛ = (0,4 4- 0,42)£> = (0,25 + 0,29)1)

НГО-2 Ьц - И а = 19° у = (¡ел =(0,5 + 0,6)0 ¿пигэкв = (0,32 + 0,4)0

В состав натурных исследований входило изучение взаимосвязи и влияния основных конструктивных и технологических факторов, таких как диаметры гидроциклонов, входного, сливного и пескового отверстий, рабочего напора на входе в аппарат и угла наклона оси гидроциклона от вертикали на его производительность по 0СЛ и 0„. Изучение осветляющей способности НТО производилось при различных му1но-стях и фракционных составах наносов во входящем потоке, при изменении выбранных к исследованию конструктивных и технологических факторов.

В работе представлен анализ математических моделей, полученных на основе исследования процессов в гидроциклонах 0=500 мм различных модификаций в натурных условиях. Ниже приведен пример по функции ти' НГО-2 в декодированном виде, представляющий собой:

\dai

т,,'=372,6228-79,1463——+499,8562-^—450,7143-0-563,75- I + Н max dсл

+121,280-0 2+80,0—— --^-+37,7395———в-77,5862- ^В—9 (4)

Н мах ^сл Н МАХ ¿¿л

где "г:-- отношение рабочих напоров на входе в гидроциклон;

"МАХ

dn а

—— - разгрузочное отношение; с/ - угол наклона оси гидроциклона от вертикали.

"сл

На основе анализа установлено, что наибольшее значение функции отклика имеем при наименьших отношении рабочих напоров, угле наклона оси гидроциклона и наибольшем разгрузочном отношении, рисунок 5. В диапазоне варьирования углом наклона оси гидроциклона от нулевого до наибольшего уровней, наибольшее значение функции будет при наибольших отношении рабочих напоров и разгрузочном отношении. Абсолютный минимум функции отклика будет при наибольших отношении рабочих напоров и угле наклона оси гидроциклона и при наименьшем разгрузочном отношении.

Обобщая анализ функции по пескам гидроциклона модификации НГО-2 диаметром 500 мм, отмечаем, что наибольшее влияние на нее оказывает угол наклона оси гидроциклона от вертикали, когда наибольшему значению угла наклона соответствует наименьшее значение функции отклика. Почти в 4 раза меньшее влияние испытывает функция отклика от разгрузочного отношения, когда наибольшему значению разгрузочного отношения соответствует наибольшее значение функции отклика. Влияние изменения отношения рабочего напора на входе в гидроциююн в сравнении с отмеченными факторами не так значимо. Исходя из сказанного, для эффективного воздействия на данную функцию целесообразно использовать факторы угла наклона оси гидроциклона от вертикали во всем диапазоне варьирования его значением или разгрузочное отношение при изменении его с 0,15 до 0,25, хотя последнее менее целесообразно и более сложно технологически.

»дав

44 Н1

18,002

■«»"«ЦП _____- 71 262 23 .

ось рвсяода в там чдечджпоиа п/с

9480

40,838

1 - при угле наклона оси гидроциклона от вертикали на 1,743рад;

2 - при угле наклона оси гидроциклона от вертикали на 1,395рад;

3 - при угле наклона оси гидроциклона от вертикали на 1,047рад Рисунок 5 - Геометрическая интерпретация функций отклика тп НГО-2 1)=500 мм

Также в данной главе приводится анализ функции отклика т^ для НГО-2 £>=500 мм и по другой модификации гидроциклона; представлен сравнительный анализ расходных характеристик гидроциклонов модификаций НГО-1 и НГО-2 от ранее принятых к исследованию факторов.

В четвертой главе рассмотрены конструкции и технологическое обоснование средств сбора неф га и ее продуктов с вод малых водотоков для ЗОС горно-предгорной зоны (патенты РФ 2190723,2205260,2228998,2221107 и другие).

Обоснованы конструктивные и технологические параметры нефтеловушек, работающих на принципе использования сил поверхностного натяжения нефти и ее продуктов. Представлены разработанные автором способы и устройства их реализующие для сбора нефти и ее продуктов с поверхности воды, лишенные выявленных недостатков. Одпо из устройств для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, работающее на принципе сил поверхностного натяжения, представлено па рисунке 6 (патент РФ 2190724).

1 - цилиндрический нефтепродуктосборный барабан; 2 - эластичные лопасти; 3 - корпус; 4 - нефтепроводной канал; 5 - телескопическая вставка; 6 - кювета без дна; 7 - датчик уровня раздела сред нефть-вода; 8 - всасывающий патрубок; 9 - насос; 10 - источник колебаний

Рисунок 6 - Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды В устройстве роторной нефтеловушки с эластичными лопастями расчёту подлежат скорость вращения барабана, высота лопастей на нём, а также напор на водосливе. При этом работа нефтеловушки будет эффективной, ссли в нее вовлечена сила натяжения самой нефтяной шинки. С учётом изложенного, получено соотношение в виде:

Ъ-т-^Гё-АН3'2

$ср ---(5)

р ж-а

где $Ср - скорость вращения барабана; т - коэффициент расхода;

М - напор на водосливе; а - высота лопасти на барабане.

Для назначенных конструктивно-технологических параметров роторной нефтеловушки с эластичными лопастями, базирующихся на реальных значениях параметров, выполнены расчёты скорости движения барабана нефтеловушки, результаты которого представлены на рисунке 7. Представленная графическая зависимость 8ср =/(Ай,а) позволяет определить основные конструктивные и

технологические

параметры роторной нефтеловушки с эластичными лопастями.

О,

ср, м/с

5 7

"8 •

а.

10 «

о 5

1. при а = 0,03

2. при а = 0,04

3. при а = 0,05

4. при а = 0,06

5. при а = 0,07

ооз 004 005 оое 0 07 ооа оое 01 он он

Напор на водосливе

Рисунок 7 - График зависимости = /(дА,я)

Нефтеловушка была апробирована в производственных условиях при сборе нефтепродуктов на автомобильных мойках. Она показала хорошую работоспособное 1ь. Также рассмотрены и другие виды нефтеловушек (патенты РФ 2234570, 2228997, 2253715).

Представлены исследования кинематической структуры потока у роторной нефтеловушки. Осуществлен выбор и анализ факторов, влияющих на процесс, рассмотрены методики исследования подобных вопросов, на основе анализа которых выбрана к применению рациональная. На рисунке 8 представлена кинематическая схема движения пленки нефтепродуктов у роторной нефтеловушки в плане, полученная в результате исследований.

Проведенные исследования позволили сделать вывод, что чем ближе поверхностный слой жидкости находится к ротору нефтеловушки, тем скорость его движения меньше, за исключением пространства в непосредственной близости от гребня при-

емного водослива. Наибольшее влияние на пленку нефтепродуктов в отстойнике оказывает нефтеловушка при наименьшей толщине пленки, поэтому нет смысла накапливать нефтепродукты в отстойнике, а целесообразнее убирать их по мере поступления. В этих условиях сбор нефтепродуктов будет более эффективен. Мссшполо/ -ние нефтеловушки в отстойнике особого значения не имеет, так как практически вся поверхность акватории отстойника при наличии нефтепродуктов приходит в движение при работе нефтеловушки.

Рисунок 8 - Схема эксперимента и траектории движения меток с пленкой нефтепродуктов В пятой главе представлено обоснование систем механической очистки вод малых водотоков и их экономическая эффективность, с использованием разработанных технологий и технических средств.

Разработаны технологические схемы с конструктивной детализацией самотечно-напорных систем водоочистки и возможные схемы размещения сооружений на них. Одна из таких схем представлена на рисунке 9.

Успешное использование технологии основано на правильной компоновке технических средств ее реализующих. Разработку компоновочных схем систем механической очистки воды на основе центробежной сепарации для мелиоративных систем, осуществляли на основе модульного принципа.

В общем случае модульная система включает: самотечно-напорный или напорный трубопровод; два низконапорных гидроциклона-осветлителя со стационарными

или управляемыми аппаратами; пульповоды; ёмкости, аккумулирующие воду, первичную и очищенную; роторные нефтеловушки.

1 - ливневой коллектор; 2 - решетка; 3 - катастрофический водослив; 4 - накопитель мусора; 5 - аванкамера первичной воды; 6 - гидравлические затворы-автоматы; 7 - водоприемная камера; 8 - катастрофический водослив; 9 - скорый фильтр с адсорбентами нефтепродуктов (возможна схема замены этой позиции на позицию 15); 10 - самонапорные трубопроводы; 11 - гидроциклоны-осветлители-обеззараживатели; 12 - фундамент под гидроциклоны; 13 - аванкамера осветленной воды; 14 - трубопровод осветленной воды; 15 - устройство для сбора нефтепродуктов Рисунок 9 - Детализированная технологическая схема многоступенчатой системы очистки вод малых водотоков С учётом рассмотренных конструктивно-технологических и других требований к гидроциклонным модулям и установки в целом, были разработаны компоновочные схемы систем механической очистки вод малых водотоков на различные расходы по осветленной воде с доочисткой воды от нефтепродуктов и без нее.

Разработана первая ступень очистки воды для ЗОС капельного орошения виноградников в ООО «Колос - ЛЕ» Абинского района, с использованием основных принципов, конструктивных и технологических решений, рассмотренных в данной работе.

План и разрез по системе механической очистки воды для ЗОС капельного орошения представлены на рисунке 10.

Раит по 11

Рисунок 10 - План и разрез по системе механической очистки воды для ЗОС капельного орошения виноградников в ООО «Колос - ЛЕ» Абинского района

В соответствии с разработанным проектом предлагается система, предназначенная для очистки вод малых водотоков от бытового мусора, нефтепродуктов, грубо-диспергированных примесей и барбатирования воды.

Система состоит из водоприемника, первой аванкамеры, нефтеловушки, второй аванкамеры, двух гидроциклонов, соединительных трубопроводов и пульповода.

Конструктивные параметры гидроциклонов и угол наклона оси от вертикали, рекомендуемые в проекте, получены расчетным путем по математическим моделям, которые приведены в диссертационной работе.

Для доочистки воды используется роторная нефтеловушка с эластичными лопастями, которая устанавливается в любой из аванкамер или в обеих одновременно.

Система работает автономно в автоматическом режиме, за счет естественного перепада местности.

Внешняя экспертиза проекта и технический совет руководства ООО «Колос - ЛЕ» рекомендовали к внедрению рассмотренные разработки, реализация которых намечена на 2006 г.

На основе представленных в работе расчетных данных определен предотвращенный эколого-экономический ущерб почвам сельскохозяйсшенных угодий, вследствие упредителыгах мероприятий, исключающих попадание зшрязняющих веществ в ЗОС из вод малых водотоков, используемых для орошения в ООО «Колос - ЛЕ», расположенном в Абинском районе Краснодарского края. Предотвращенный эколого-экономический ущерб за оросительный период составляет 469,5 руб. на 1 гектар.

Из приведенных в работе расчетов следует, что внедрение предлагаемой системы очистки вод малых водотоков для ЗОС горно-предгорной зоны является экономически целесообразным.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны новые, энергосберегающие технологии механической очистки вод малых водотоков горно-предгорной зоны для ЗОС, наиболее полно учитывающие морфологию рельефа, использующие для осветления воды - центробежную сепарацию, а для сбора нефтепродуктов - силу поверхностного натяжения;

2. Выполнены расчеты направляющих и образующих боковых поверхностей низконапорных наклонных 1идроциклонов для параметров кинетичности Рг от 10 до 50 на входе в аппараты, что позволяет выбрать рациональный угол наклона оси гидроциклона от вертикали при реализации компоновочных схем со стационарными аппаратами или назначить пределы варьирования углом для управляемых в работе аппаратов;

3. Выполнены теоретические исследования относительного движения гвердой частицы в гидроциклоне, позволившие обосновать углы между образующей конической части аппарата и вертикалью в 19° и 25°, обеспечивающие наибольшую угловую скорость потока и, как следствие, наибольшую осветляющую способность гидроциклонов;

4. Проведен анализ математических моделей, полученных на основе исследования процессов в низконапорных гидроциклонах, в лабораторных условиях на аппарате диаметром (О) 180 мм и в натурных условиях на аппарате 0=500 мм, позволивший выявить степень влияния каждого из принятых к исследованию факторов и их со-

четаний на функции отклика. Анализ явился источником информации для формирования концепции управления работой гидроциклонов;

5. Получены диаграммы для гидроциклонов Т>=! 80 мм и 0=500 мм первой и второй модификации при варьировании факторами: отношения рабочих напоров -=0,291

Нщх

1,0, разгрузочного отношения ——=0,233 0,322, угла наклона оси гидроциклона '

от вертикали

0=0

,14 1,6 рад - позволяющие эффективно управлять работой гидроциклонов-осветлителей и рационально назначать их конструктивные параметры;

6. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны новые конструкции и методы по сбору нефтепродуктов с поверхности воды (патенты РФ 2221107, 2190723, 2190724, 2205260, 2228998, 2234570 и другие), а также конструкции гидроциклонов-осветлителей и способов управления их работой (патенты РФ 2170622, 2179482, 2218995, 2215591 и другие) позволившие осуществить комплексную механическую очистку вод малых водотоков для ЗОС;

7. Результаты положений системного подхода к анализу и синтезу технологических и компоновочных схем для стационарных и управляемых в работе гидроциклонов, а также технические средства, обеспечивающие функционирование элементов систем механической очистки вод малых водотоков (патенты РФ 2177524, 2217547 и другие), позволяют наиболее полно учитывать как конструктивно-технологические возможности систем, так и требования заказчика к результатам ее работы и стоимости;

8. Научно обоснован комплекс мероприятий для очистки вод малых водотоков от плавника, грубодиспергированных примесей, наносов, позволяющий при внедрении предотвратить эколого-экономический ущерб почвам сельскохозяйственных угодий, вследствие упредительных мероприятий, исключающих попадание загрязняющих веществ в ЗОС. Предотвращенный эколого-экономический ущерб составляет 469,5 руб. за оросительный период на 1 гектар.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. ЗОС на участках горно-предгорной зоны должны комплектоваться системами механической очистки воды, на основе центробежной сепарации, холостой участок

самотечно-напорной сети трассируется по наибольшему уклону

местности для набора минимального рабочего напора в 6 м. вод. столба, при комплектовании системы очистки гидроциклонами Е)=500 мм.

2. На головных водозаборных сооружениях в ЗОС предусмафивать регулирование I идрав-лической структуры потока (патенты РФ №2177524, 2215591), обеспечивающее первую ступень борьбы с плавающими телами и крупной фракцией наносов.

3. При возможном наличии загрязнения оросительной воды нефтью или ее продуктами предусматривать в аванкамерах системы механической очистки воды роторные нефтеловушки (патенты РФ №2190723, 2190724, 2205260, 2228998), обеспечивающие удаление углеводородных продуктов, включая радужную пленку, опасную для флоры и фауны почвы.

4. При значительных колебаниях твердого стока в источнике орошения предусматривать способы регулирования работы гидроциклонов (патенты РФ №2170622, 2179482, 2218995), обеспечивающие возможность изменения расходов в иесковое отверстие от максимального значения до нуля, а в сливное отверстие - в пределах 20 - 30 % от номинального значения.

5. При потребностях ЗОС в расходах воды больших расхода единичною модуля, равного для гидроциклона 0=500 мм (Модуля 500= 160 л/с, необходимо исиользовать предложенные в работе компоновочные схемы для удвоенных или утроенных модулей. При этом технология работы системы очистки воды остается неизменной.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Дегтярева О.Г. Совершенствование методов и средств по сбору нефтепродукшв с поверхности воды/ О.Г. Дегтярева, Г.В. Дегтярев, В.Н. Гетман // Разработка эффективных технологий, повышения качества строительства и надежности зданий и сооружений: сб. науч. тр./ КГАУ. - Краснодар, 2002. - Вып. 384(412). - С. 21-25. (автор-70%)

2. Дегтярева О.Г. К расчету роторной нефтеловушки/ О.Г. Дегтярева, Г.В. Дегтярев// Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы 2-ой региональной научно-практической конференции молодых ученых/ КГАУ. - Краснодар: 2001. - С. 119-121. (автор - 75%)

3. Патент РФ 2170622 Способ регулирования работы гидроциклона и устройство для его осуществления/ Г.В. Дегтярев, О.Г. Дегтярева - Опубл. в Б.И., 2001, №20. (автор - 65%)

4. Патент РФ 2177524 Устройство для регулирования гидравлической структуры потока воды/ О.Г. Дегтярева, Г.В. Дегтярев - Опубл. в Б.И., 2001, №36. (автор - 50%)

5. Патент РФ 2179482 Способ регулирования работы гидроциклона и гидроциклон/ Г.В. Дегтярев, О.Г. Дегтярева - Опубл. в Б.И., 2002, №5. (автор - 70%)

6. Дегтярева О.Г. Энергосберегающие технологии при очистке дождевых вод в инженерных сетях курортных городов Черноморского побережья/ О.Г. Дегтярева и другие// Научное обеспечение АПК Кубани: Юбилейный сб. науч. тр./ КГАУ.-Краснодар, 2002. - Вып. 398(426). - С. 359-369. (автор - 65%)

7. Патент РФ 2190723 Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды/ О.Г. Дегтярева, Г.В. Дегтярев - Опубл. в Б.И., 2002, №28 (автор - 70%)

8. Патент РФ 2190724 Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды/ О.Г. Дегтярева, В.Н. Гетман, Г.В. Дегтярев - Опубл. в Б.И., 2002, №28. (автор -55%)

9. Дегтярева О.Г. Аспекты деятельности текущих поверхностных вод/ О.Г. Дегтярева, Г.В. Дегтярев// Сборник научных работ Куб.ГАУ, Выпуск 3. 2002, с.304-307. (автор-85%)

10. Дегтярева О.Г. Технологические процессы в гидроциклонной системе с точки зрения системного анализа.// Дегтярева О.Г., Дегтярев Г.В.: Сборник научных работ КубГАУ, Выпуск 3.2002, с. 308-311. (автор - 70%)

11. Дегтярева О.Г. Аспекты относительного движения частицы в гидроциклоне/ О.Г. Дегтярева, Г.В. Дегтярев, Т.И. Сафронова// Материалы научной конференции сотрудников ВХиМ/ КГАУ. - Краснодар: 2002. - С. 24-26. (автор - 55%)

12. Патент РФ 2205260 Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды/ Г.В. Дегтярев, О.Г. Дегтярева - Опубл. в Б.И., 2003, №15. (автор - 75%)

13. Патент РФ 2215591 Гидроциклон (варианты)/ О.Г. Дегтярева, Г.В. Дегтярев, ДЛ. Айвазов - Опубл. в Б.И., 2003, №31. (автор - 50%)

14. Патент РФ 2217547 Способ регулирования гидравлической структуры потока воды и устройство для его осуществления/ Т.И. Сафронова, Г.В. Дегтярев, О.Г. Дегтярева - Опубл. в Б.И., 2003, №33. (автор - 60%)

15. Патент РФ 2218995 Способ регулирования работы гидроциклона и устройство для его осуществления' О.Г. Дегтярева и другие - Опубл. в Б.И., 2003, № 35. (автор - 70%)

16. Дегтярева О.Г. Технология и технические средства при механической очистке вод поверхностного стока с урбанизированных территорий. Научное обеспечение агропромышленного комплекса/ О.Г. Дегтярева// Материалы 5-й региональной научно-практической конференции молодых ученых/ КГАУ. - Краснодар: 2003.-242 с.

17. Патент РФ 2228998 Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды/ О.Г. Дегтярева, Т.И. Сафронова, Г.В. Дегтярев - Опубл. в Б.И., 2004, № 14. (автор-55%)

' 18. Дегтярева О.Г. Применение статистических методов для расчеха выноса биоген-^ ных веществ в водоемы/ Т.И. Сафронова, О.Г. Дегтярева// Математика, компью-

' тер, образование: сб. иауч. тезисов под ред. Г Ю. Ризниченко. - Вып 11 - Моск-

' ва - Ижевск: Научно-издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика»,

' 2004. - 271 с. (автор - 50%)

' 19. Патент РФ 2234570 Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды/ ' Г.В. Дегтярев, В.В. Стрельников, О.Г. Дегтярева - Опубл. в Б.И., 2004, №23. (ав-

1 гор - 65%)

» 20. Патент РФ 2221107 Способ регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности 1 воды и устройство для его осуществления/ О.Г. Дегтярева - Опубл. в Б.И., 2004,

! №1.

21. Патент РФ 2228997 Устройство для регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды/ Г.В. Дегтярев, О.Г. Дегтярева - Опубл. в Б.И., 2004. №14. (автор - 70%)

22. Дегтярева О.Г. Атмосферные осадки и их связь с поверхностными водотоками.// УДК 001:63 Научное обеспечение агропромышленного комплекса; Материалы 6-й региональной научно-практической конференции молодых ученых; ФГОУ ВПО КубГАУ. Краснодар, 2004., 395с„ С.244.

23. Дегтярева О.Г. Семантическая информационная модель экологической ситуации на рисовой оросительной системе.// Сафронова Т.И., Дегтярева О.Г.: Математика. Компьютер. Образование. Выпуск 12. Сборник научных тезисов. / Под ред. Г.Ю. Ризниченко. - Москва - Ижевск 2005г., С.250. (автор - 50%)

24. Дегтярева О.Г. Методы и технические средства по охране окружающей среды при разливе нефтепродуктовю/ О.Г. Дегтярева, Т.И. Сафро-нова, Г.В. Дегтярев// Научный журнал КубГАУ. - 2005. - №01. - 19с. http://ei.kubagro.ru. (автор - 55%)

25. Патент РФ 2253715 Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды/ О.Г. Дегтярева, О.Г. Тарасова, Г.В. Дегтярев - Опубл. в Б.И., 2005, №16. (автор -65%)

Подписано в печать 27о02.2006г. Формат 60x84/16

Бумага офсетная Офсетная печать

Печ. л. 1 Заказ № 50

Тираж 100_

Отпечатано в типографии ФГОУ ВПО «НГМА» 346428, г. Новочеркасск Ростовской области, ул. Пушкинская, 111

(

t I

100 £ h si эе.

В- 51 ge

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Дегтярева, Ольга Георгиевна

Содержание Введение

1 Современное состояние очистки вод малых водотоков для закрытых оросительных систем

1.1 Водные ресурсы, общие требования к составу и свойствам воды в водоемах и водотоках

1.2 Особенности закрытых оросительных систем в горно-предгорной зоне. Технические условия и требования к способам и средствам подготовки воды

1.3 Способы и технические средства борьбы с наносами в воде

1.4 Загрязнение нефтью и ее продуктами поверхности земли и воды32 1.4.1 Технологии и средства сбора нефти и ее продуктов с поверхности воды

1.5 Цели и задачи исследований

2 Конструкции и технологическое обоснование низконапорных гидроциклонов-осветлителей вод малых водотоков для закрытых оросительных систем

2.1 Выбор и обоснование конструкции гидроциклона-осветлителя при механической очистке вод малых водотоков

2.2 Теоретическое обоснование конструктивных и технологических параметров гидроциклонов-осветлителей при механической очистке вод малых водотоков

2.3 Выводы по главе

3 Исследование характеристик и гидравлических параметров в низконапорных гидроциклонах на основе математических моделей

3.1 Исследования математических моделей, полученных в лабораторных условиях на основе изучения процессов в низконапорных гидроциклонах;

3.2 Исследования математических моделей, полученных в натурных условиях, на основе изучения процессов в низконапорных гидроциклонах

3.3 Сопоставительный анализ процессов в низконапорных гидроциклонах-осветлителях, различных модификаций в натурных условиях

3.4 Выводы по главе

4 Конструкции и технологическое обоснование средств сбора нефти и ее продуктов с малых водотоков для закрытых оросительных систем

4.1 Обоснование конструктивных и технологических параметров нефтеловушек на принципе сил поверхностного натяжения нефти и ее продуктов

4.2 Нефтеловушки на принципе сил поверхностного натяжения нефти и ее продуктов

4.2.1 Теоретические исследования и расчет элементов роторных нефтеловушек с эластичными лопастями и камерами

4.2.2 Состав, методика и аппаратура исследований

4.2.3 Исследование кинематики движения пленки нефтепродуктов у роторной нефтеловушки

4.3 Выводы по главе

5 Обоснование систем механической очистки вод малых водотоков и их экономическая эффективность

5.1 Технологические схемы систем механической очистки вод малых водотоков на основе центробежной сепарации

5.2 Компоновочные схемы систем механической очистки вод малых водотоков

5.3 Система механической очистки вод малых водотоков, на основе представленных разработок

5.4 Экономическая эффективность систем механической очистки вод малых водотоков для закрытых оросительных систем

5.5 Выводы по главе

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Системы механической очистки вод малых водотоков для закрытых оросительных систем"

Актуальность работы. Проблема улучшения, сохранения и восстановления экологического качества природных компонентов геосистем, охраны и воспроизводства земельных и водных ресурсов является одной из важнейших задач, направленных на достижение целей повышения уровня жизни и здоровья населения. Доступные к освоению земли сельскохозяйственных угодий и природные запасы воды, которые могут быть использованы человеком, а тем более пресной воды, весьма ограниченны и уже не могут удовлетворить жизненные запросы человечества на данном этапе технического прогресса.

Развитие нефтяной, химической промышленности и интенсификация сельскохозяйственного производства приводит к загрязнению земель и водных акваторий в результате аварийных или неконтролируемых утечек при производстве, транспортировке, применении, хранении и утилизации веществ, оказывающих отрицательное воздействие на окружающую среду. Среди прочих загрязняющих земли и водные акватории веществ можно выделить органическую группу, которая представлена нефтью и нефтепродуктами (углеводородами).

Реальность угрозы водного голода, кроме чрезвычайно интенсивного, прогрессирующего истощения резервов чистой воды, обусловлена также нарастающим загрязнением водных источников промышленными и бытовыми стоками, стоками вод малых водотоков с урбанизированных или вовлеченных в хозяйственную деятельность человека территорий. В связи с этим возникает не менее важная проблема предупреждения загрязнения земель сельскохозяйственного назначения и поступления вредных веществ в природные водоемы, водотоки и сохранение их для будущих поколений. л

Крупнейшим потребителем воды (порядка 200 км /год) является орошаемое земледелие, которое в зоне не достаточного увлажнения должно играть основную роль в увеличении производства сельскохозяйственной продукции.

На Северном Кавказе прирост орошаемых площадей не возможен, с использованием традиционных способов орошения, так как все водные ресурсы практически использованы. Развитие гидромелиорации должно идти только по пути коренной реконструкции оросительных систем, при внедрении водосберегающих технологий, что позволит рационально использовать оросительную воду, так как коэффициент полезного действия оросительных систем, без учета внутрихозяйственной сети составляет порядка 0,56, а с их учетом и того меньше - 0,35 + 0,40.

В поймах предгорных рек имеются небольшие площади сельскохозяйственных земель, до нескольких десятков гектаров, где с успехом можно выращивать виноград, плодовые, овощные, бахчевые и другие культуры. Отличительными особенностями таких участков горно-предгорной зоны являются сложность рельефа, малая мощность плодородного слоя почвы, а также водные источники, обладающие большой кинетичностью потока, насыщенного наносами. В районах с расчлененным рельефом ежегодный смыв почвы составляет от 2 до 40 т/га, а в некоторых случаях - от 50 до 80 т/га и более.

Рациональное использование земельных и водных ресурсов горнопредгорной зоны возможно лишь при применении прогрессивных способов орошения, обеспечивающих подачу воды малыми поливными нормами. К их числу относят капельное, инъекционное, подкроновое и надкроновое микродождевание и другие. Данные способы, нормирующие воду в соответствии с потребностью растений, исключают поверхностный сток, смыв и эрозию почвы. Возможно проведение подкормок минеральными удобрениями, а также уничтожение вредителей растворами ядохимикатов, одновременно с поливами. Использование прогрессивных методов орошения можно осуществлять при любой форме рельефа, доступна полная автоматизация систем. Ряд прогрессивных способов орошения можно использовать в качестве метода защиты от заморозков, как адвективных, так и радиационных.

Однако применение данных способов орошения, осуществляемых высокопроизводительной поливной техникой, сдерживается отсутствием надежных средств очистки оросительной воды. Речная вода, рассматриваемых зон, характеризуется высоким содержанием взвешенных веществ, порядка 5 г/л, а в паводок - до 10 г/л, в ряде случаев и нефтепродуктами до 10 мг/л, если источник проходит через заселенные территории. Пескогравиеловки не эффективны ввиду недостаточного осветления оросительной воды от наносов при большой кинетичности потока; отстойники имеют значительные габариты, высокие стоимость и трудоемкость в строительстве и эксплуатации; отсутствуют надежные и апробированные производством нефтеловушки.

Технологически целесообразными в горно-предгорной зоне являются борьба с наносами в гидроциклонах, при использовании кинетической энергии потока, учитывая большие перепады местности, а также необходимость устранения антропогенного воздействия на геосистему, что и предопределило направление разработок и исследований.

Целью работы является разработка способов и технических средств механической очистки вод малых водотоков для закрытых оросительных систем (ЗОС), а также устранение последствий антропогенного воздействия.

Объектами исследований являются новые технические средства и закономерности технологических процессов при механической очистке вод малых водотоков для ЗОС.

Областью исследований являются технологии и системы механической очистки вод малых водотоков.

Задачами исследований в соответствии с поставленной целью являются: провести анализ сложившейся практики очистки вод малых водотоков для ЗОС предгорной зоны, а также устранения последствий антропогенного воздействия существующими методами, изучить технологии и технические средства их реализующие;

- разработать способы механической очистки вод малых водотоков для ЗОС предгорной зоны;

- на основе теоретических и экспериментальных исследований разработать новые конструкции гидроциклонов-осветлителей и способы управления их работой;

- выполнить теоретические исследования, математическое моделирование и провести оптимизацию конструктивно-технологических разработок системы механической очистки вод малых водотоков для ЗОС;

- на основе теоретических и экспериментальных исследований разработать новые конструкции и методы по сбору нефтепродуктов с поверхности воды;

- апробировать в производственных условиях системы механической очистки вод малых водотоков.

Методы, использованные в процессе исследований. Все анализы, наблюдения и исследования проводились в соответствии с требованиями государственных, отраслевых стандартов и общепринятых методик; экспериментальные исследования проводились с применением современной измерительной аппаратуры, точность которой являлась совокупной оценкой адекватности полученных результатов; обработка данных осуществлялась методами математической статистики с использованием компьютерных программ, таких как MathCAD, Statistica и другие.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Способы механической очистки вод малых водотоков для закрытых оросительных систем предгорной зоны на основе теоретических исследований;

5. Компоновочные и технологические схемы систем гидроциклонной очистки вод малых водотоков на базе модульного принципа для ЗОС предгорной зоны на основе положений системного подхода к анализу и синтезу.

Достоверность научных положений и выводов обосновывается:

- данными математического анализа полученных результатов с высокими значениями коэффициентов корреляционных отношений в зависимостях и уравнениях;

- аналитическими расчетами и сопоставительным анализом лабораторных и натурных экспериментов;

- результатами эксплуатации нефтеловушек и производственной апробацией гидроциклонов-осветлителей в натурных условиях. Научная новизна работы:

- теоретическое обоснование конструктивных и технологических параметров гидроциклонов-осветлителей для закрытых оросительных систем предгорной зоны;

- метод оптимизации параметров роторных нефтеловушек;

- теоретические зависимости для расчета скорости вращения барабана, напора на водосливе и высоты лопастей роторных нефтеловушек;

- кинематика движения пленки нефтепродуктов у роторной нефтеловушки;

Практическое значение работы заключается в разработке новых способов и технических средств, а также компоновочных и технологических схем систем гидроциклонной очистки воды на базе модульного принципа, которые могут быть использованы при проектировании закрытых оросительных систем, что позволит обеспечить высококачественную очистку воды от грубодиспергированных примесей, плавника и нефтепродуктов, а также реализовать схему оборотного водоснабжения в технологиях требующих удаления углеводородного сырья.

Реализация работы. Новые технологии и технические средства были реализованы в производстве при очистке воды для ЗОС в ООО «Колос — JIE» Абинского района и на системах оборотного водоснабжения автомобильных моек в г. Абинске и в п. Ахтырском, где последние показали хорошую работоспособность в течение 3 лет.

2003 гг., а также на краевые конкурсы 2002 - 2005 гг., где автор был награжден дипломами первой степени.

Работы по технологии очистки вод малых водотоков для ЗОС от наносов и нефтепродуктов экспонировались на международном экономическом форуме «Кубань - 2003» в г. Сочи; на выставке «Молодые ученые Краснодара -предприятиям города» в 2003 г.; на международном экономическом форуме «Кубань - 2004» в г. Сочи; на выставке «Молодые ученые Краснодара -предприятиям города» в 2004 г.; на международном экономическом форуме «Кубань - 2005» в г. Сочи. Работа, действующая модель и медиа-проект по теме «Защита окружающей среды от техногенных загрязнений» экспонировались на V Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи 2005 на ВВЦ в г. Москве, за что автор награжден дипломом. Системы и технологии очистки водных акваторий от нефтепродуктов экспонировалась на V Московском международном салоне инноваций и инвестиций в 2005 г. на ВВЦ РФ, за которую автор награжден бронзовой медалью.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликована 31 научная работа, в том числе 14 патентов Российской Федерации на 20 изобретений.

Заключение Диссертация по теме "Мелиорация, рекультивация и охрана земель", Дегтярева, Ольга Георгиевна

5.5 Выводы по главе

1. Представлены основные технологические требования, предъявляемые к гидроциклонным системам водоподготовки.

2. Обобщены на основе представленных разработок и исследований конструктивно-технологические параметры гидроциклонов-осветлителей и систем в целом с позиции применения в производстве.

3. Разработаны технологические схемы механической очистки вод малых водотоков на основе центробежной сепарации, причем с акцентом на энергосберегающие технологии, реализуемые за счет естественного перепада местности, а также технические средства, реализующие данные технологии (патенты РФ №2177524, 2217547 и другие).

4. Разработаны модульные компоновочные схемы систем механической очистки вод малых водотоков, со стационарными и управляемыми в работе аппаратами различной удельной производительности с доочисткой от нефтепродуктов и без нее.

5. Используя основные принципы, конструктивные и технологические решения, разработанные нами, осуществлена разработка первой ступени очистки воды для ЗОС капельного орошения виноградников.

6. Осуществлены расчеты экономической эффективности систем механической очистки вод малых водотоков, показавшие, что ее внедрение является экономически целесообразным действием.

Заключение и выводы

Работа включает анализ характеристик и особенности ЗОС, в том числе в горно-предгорной зоне, что позволило выявить не соответствие прогрессивных способов орошения существующим средствам водоподготовки, которые не обеспечивают должного качества оросительной воды, ухудшая технико-экономические показатели оросительных систем. На Северном Кавказе прирост орошаемых площадей не возможен с использованием традиционных способов орошения, так как все водные ресурсы практически использованы. Развитие гидромелиорации должно идти только по пути коренной реконструкции оросительных систем, при внедрении водосберегающих технологий, что позволит рационально использовать оросительную воду.

В свою очередь, анализ средств водоподготовки позволил остановить выбор на динамическом способе борьбы с наносами, а именно на центробежной сепарации в низконапорных гидроциклонах. Данное средство может наиболее полно удовлетворить требованиям, предъявляемым к сооружениям, обеспечивающим очистку оросительной воды от наносов в горно-предгорной зоне.

Анализ использования гидроциклонов в различных отраслях показал, что до настоящего времени работ, посвященных их использованию для очистки оросительной воды, в аспекте методов и принятых факторов и их пространства практически не было.

Для возможности широкого применения способа центробежной сепарации оросительной воды при использовании низконапорных гидроциклонов-осветлителей проведены теоретические разработки конструкций гидроциклонов-осветлителей и способов управления их работой наиболее полно удовлетворяющих специфике работы

Осуществлен анализ математических моделей, полученных на основе исследования процессов в низконапорных гидроциклонах-осветлителях в лабораторных и натурных условиях. Анализ математических моделей, на основе лепестковых диаграмм, позволил выявить степень влияния каждого из принятых к исследованию факторов и их сочетаний на исследуемые функции, что, в конечном итоге, позволяет рассчитывать данные аппараты и назначать рациональные пределы варьирования технологическим фактором (напором) и конструктивными факторами (разгрузочным отношением и углом наклона оси гидроциклона от вертикали) при решении оптимизации количества сбрасываемой на промыв пескового отверстия воды, не превышающей 3%.

Разработаны технологические схемы водоподготовки при использовании самотечно-напорного режима в горно-предгорной зоне ЗОС, а также компоновочные схемы гидроциклонов-осветлителей в гидротехнические сооружения по борьбе с наносами.

Осуществлен анализ негативного воздействия нефти и ее продуктов при сельскохозяйственном производстве и для экологии в целом, проанализированы существующие методы и технические средства по удалению нефтепродуктов с поверхности водных акваторий, анализируя которые мы остановили свой выбор на хорошо зарекомендовавшем в производстве способе удаления нефтепродуктов при использовании сил поверхностного натяжения. Дальнейшее совершенствование данного способа позволило разработать ряд конструктивных и технологических решений специально для использования в системе очистки оросительной воды.

Теоретические исследования конструктивно-технологических параметров роторных нефтеловушек и исследования кинематической структуры потока движения пленки нефтепродуктов у ротора нефтеловушки, при анализе системы роторная нефтеловушка плюс отстойник, позволили обоснованно назначать не только параметры самой нефтеловушки, но и ее месторасположение в гидроциклонном комплексе очистки оросительной воды для ЗОС.

Внедрение в производство таких элементов разработки, как роторные нефтеловушки, показавшие хорошую работоспособность в течение ряда лет, а также большой объем проектных разработок, выполненных до стадии рабочих чертежей и сметных расчетов комплексов гидроциклонной очистки оросительной воды, осуществленной на основе представленных теоретических, экспериментальных лабораторных и натурных исследований, позволяют констатировать высокую эффективность предлагаемых технических средств по борьбе с наносами и нефтепродуктами при очистке вод малых водотоков для ЗОС, когда предотвращенный эколого-экономический ущерб за оросительный период составляет 469,5 руб./га, без учета повышения надежности работы ЗОС и уменьшения эксплуатационных издержек при производстве поливов.

В целом, выполненные в данной работе разработки и исследования позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Разработаны новые, энергосберегающие технологии механической очистки вод малых водотоков горно-предгорной зоны для ЗОС, наиболее полно учитывающие морфологию рельефа, использующие для осветления воды -центробежную сепарацию, а для сбора нефтепродуктов - силу поверхностного натяжения;

2. Выполнены расчеты направляющих и образующих боковых поверхностей низконапорных наклонных гидроциклонов для параметров кинетичности Fr от 10 до 50 на входе в аппараты, что позволяет выбрать рациональный угол наклона оси гидроциклона от вертикали при реализации компоновочных схем со стационарными аппаратами или назначить пределы варьирования углом для управляемых в работе аппаратов;

3. Выполнены теоретические исследования относительного движения твердой частицы в гидроциклоне, позволившие обосновать углы между образующей конической части аппарата и вертикалью в 19° и 25°, обеспечивающие наибольшую угловую скорость потока и, как следствие, наибольшую осветляющую способность гидроциклонов;

4. Проведен анализ математических моделей, полученных на основе исследования процессов в низконапорных гидроциклонах, в лабораторных условиях на аппарате диаметром (D) 180 мм и в натурных условиях на аппарате D=500 мм, позволивший выявить степень влияния каждого из принятых к исследованию факторов и их сочетаний на функции отклика. Анализ явился источником информации для формирования концепции управления работой гидроциклонов;

5. Получены диаграммы для гидроциклонов D=180 мм и D=500 мм первой и второй модификации при варьировании факторами: отношения рабочих

Н d напоров -=0,291 - 1,0; разгрузочного отношения —^=0,233 - 0,322;

Нмлх dCJI угла наклона оси гидроциклона от вертикали <9=0,14 - 1,6 рад -позволяющие эффективно управлять работой гидроциклонов-осветлителей и рационально назначать их конструктивные параметры;

6. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны новые конструкции и методы по сбору нефтепродуктов с поверхности воды (патенты РФ 2221107, 2190723, 2190724, 2205260, 2228998, 2234570 и другие), а также конструкции гидроциклонов-осветлителей и способов управления их работой (патенты РФ 2170622, 2179482, 2218995, 2215591 и другие), позволившие осуществить комплексную механическую очистку;

8. Научно обоснован комплекс мероприятий для очистки вод малых водотоков от плавника, наносов, позволяющий при внедрении предотвратить эколого-экономический ущерб почвам сельскохозяйственных угодий, вследствие упредительных мероприятий, исключающих попадание загрязняющих веществ в ЗОС. Предотвращенный эколого-экономический ущерб составляет 469,5 руб. за оросительный период на 1 гектар.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата технических наук, Дегтярева, Ольга Георгиевна, Краснодар

1. Гольдберг В.М., Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. М.: Недра, 1984. - 262с.

2. Назарян Я.Г., Шатварян О.Р. Оросительная сеть на крутых склонах, вопросы ее расчета и автоматизации. В кн.: Сборник докладов объединенного Пленума пяти отделений ВАСХНИЛ по комплексной проблеме. Тбилиси, 1974, 641 с. ил.

3. СанПиН № 2.1.5.980 00. Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов.

4. Карев В.Б., Шлык В.И. Экономика использования водных ресурсов в орошаемом земледелии. -М.: Колос, 1989. 159 е., ил.

5. Безднина С.Я. Экосистемное водопользование. М.: Недра, 1997.

6. Синхронно-импульсное дождевание на крутых склонах. А.К. Касимов, Г.Ю. Шейнкин, Н.П. Митянин. Гидротехника и мелиорация, 1985, №7, с. 41-43.

7. Болдырев А.П., Горчичко Г.К. Полив дальнеструйными дождевателями на склонах. Гидротехника и мелиорация, 1985, №5, с. 46 - 47.

8. Баучидзе В.Н. Способы орошения в горных и предгорных условиях. -Гидротехника и мелиорация, 1987, №6, с. 47 51.

9. Перспективы развития капельного орошения. М.С. Григоров, Е.Н. Еронова. Труды Кубанского государственного аграрного университета, 2004. Выпуск 407 (435). С. 53 59.

10. П.Угрюмов А.В., Корягин А.Г. и др. Эксплуатацияширокозахватных дождевальных машин. М.: Колос, 1984. - 103 с.

11. Урожайность овощей при водосберегающих режимах орошения. М.С. Григоров, М.А. Лихюманова. Труды Кубанского государственного аграрного университета, 2004. Выпуск 407 (435). С. 70 74.

12. Алтунин B.C. Экология и гидравлика будущего. Гидротехническое строительство, 1990, №3, с. 17 -25.

13. Мелиорация современное состояние и перспективы. Е.В. Кузнецов, А.Д. Гумбаров, Ю.А. Свистунов и др. Научное обеспечение АПК Кубани: юбилейный выпуск научных трудов КубГАУ. - Краснодар, 2002. - С. 347 -353.

14. Дегтярева О.Г. Аспекты деятельности текущих поверхностных вод/ О.Г. Дегтярева, Г.В. Дегтярев// Сборник научных работ Куб.ГАУ, Выпуск 3. 2002, с.304-307.

15. Батраков А.С. Новый этап совершенствования дождевальной техники. -Гидротехника и мелиорация, 1986, №9, с. 40 45.

16. Расчет режима орошения сельскохозяйственных культур при капельном способе полива. А.К. Семерджян. Труды Кубанского государственного аграрного университета, 2004. Выпуск 407 (435). С. 59 66.

17. Бекбудов А.К. Энергетические ресурсы оросительных систем Азербайджана. Автореф. дисс. канд. техн. наук. - Баку, 1986. - 21 с.

18. Костяков А.Н. Основы мелиорации. М.: Сельхозгиз, 1960. - 622 е., ил.

19. Жарова К.А. Техника полива по бороздам на больших уклонах Чуйской долины. Фрунзе: изд-во АН Киргиз. ССР, 1981. - 182 с.

20. Маккавеев Н.И. К вопросу о процессах формирования речных систем// Маккавеев Н.И. Теоретические и прикладные вопросы почвоведения и русловых процессов. Избранные труды. М.: Географический факультет МГУ. 2003. С. 230 242.

21. Исаев А.П. Гидравлика дождевальных машин. М., Машиностроение, 1973, с. 213.

22. Лебедев Б.М., Лямперт Г.П. Определение оптимальных параметров струйных дождевальных аппаратов. Тракторы и сельхозмашины. 1979. №3, с. 26-27.

23. Поликарпов В.П., Федорец А.А. и др. Садам Молдавии экономичные и надежные системы орошения. Садоводство, №3, 1983, с. 16-18.

24. Салахов Ф.С., Гусейн-Заде С.Х. Самонапорная система орошения дождеванием.-М.: Колос, 1981. 128 с.

25. Сурин В.А., Носенко В.Ф. Механизация и автоматизация полива сельскохозяйственных культур. М., Колос, 1981, с. 271.

26. Дедков А.П. и др. Деградация малых рек и возможные пути их восстановления// Труды Академии проблем водохозяйственных наук. Вып. 9. Проблемы русловедения. 2003. С. 77 84.

27. Зюликов Г.М. О размыве наносов в трубопроводах закрытой оросительной сети. Сб. науч. тр./ ВНИИГИМ, 1980, т. XXXV, с. 98 - 104.

28. Косов В.И., Иванов В.Н. Охрана и рациональное использование водных ресурсов. 4.1 Охрана поверхностных вод. Твер. гос. техн. ун-т, 1995.

29. Зюликов Г.М., Ловцова Я.С. Гидравлические исследования трубопроводов закрытых оросительных систем. В кн.: Аннотация законченных в 1983 г. научно-исследовательских работ по гидротехнике. М. - Л., 1985. - С. 61 -78.

30. Справочник по механизации орошения. Под ред. Б.Г. Штепы, М., Колос, 1979, с. 303.

31. Карасев И.Ф., Коваленко В.В. Стохастические методы речной гидравлики и гидрометрии. СПб. 1992. 208 с.

32. Шамов Т.И. Речные наносы, режим, расчеты и методика измерений. Л.: ТИМИЗ, 1960, - 347 с.

33. Луцкий В.Г., Копий А.Ф., Роньшин Н.Г. Влияние качества оросительной воды на работу ДМ «Фрегат». Гидротехника и мелиорация, 1978, №7, с. 56-58.

34. Мазаев В.В., Луцкий В.Г. Научный отчет. Разработка способов и технических средств очистки оросительной воды для дождевальной машины «Фрегат». Инв. №74013435. ВНИИМиТП. Коломна, 1975. 126 с.

35. Справочник гидротехника орошаемого хозяйства./ Под ред. д. чл. ВАСХНИЛ, д-ра техн. наук, проф. Б.А. Шумакова. М.: Колос, 1972. -414 е., ил.

36. Ковальчук И.П. Развитие эрозионных процессов и трансформация речных систем при антропогенном воздействии на их бассейны// Эрозия почв и русловые процессы. Вып. 10. М.: МГУ. 1995. С. 43 67.

37. Минц Д.М. Теоретические основы технологии очистки воды. М.: Стройиздат, 1964. - 156 с.

38. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М. - Л., 1984-560 с.

39. Бабаев И.С. Безреагентные методы очистки высокомутных вод. М.: Стройиздат, 1988. - 180 е., ил.

40. Руководство по проектированию, строительству и эксплуатации систем капельного орошения. ВТР-Н-28-81, М., Мин. мел. и вод. хоз. СССР, 1981, с. 180.

41. Оводов B.C. Новое в технике безреагентного осветления воды фильтрованием. Обводнение и сельскохозяйственное водоснабжение. Экспресс - информ. Сер. 3. Мелиорация и водное хозяйство, 1973, №3, с. 21 -25.

42. Кульский Л.А., Гороновский И.Т. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. Киев, 1980, с. 680.

43. А.С. 489844 (СССР) Водозаборное сооружение./ Бочкарев Я.В., Дегтярёв О.В. Опубл. в Б.И. №40, 1975.

44. Патент РФ 2217547 Способ регулирования гидравлической структуры потока воды и устройство для его осуществления./ Сафронова Т.Н., Дегтярев Г.В., Дегтярёва О.Г. Опубл. в Б.И., 2003, №33.

45. Пентегов Н.П. Новая стационарная система самонапорного дождевания -Сельское хозяйство Киргизии, 1973, № 11, с. 29 31.

46. Исаев А.С. Механизация сельского и водного хозяйства Киргизии. -Фрунзе: Кыргызстан, 1981. 184 е., ил., табл.

47. Леви И.И. Отстойники и промывные устройства. Госстройиздат, 1938. -112., ил.

48. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Канализация. М.: Стройиздат, 1964. 378 е., ил.

49. Колобанов С.К., Ершов А.В., Кигель М.Е. Проектирование очистных сооружений канализации. Киев. Будевильник, 1977. - 317 е., ил.

50. Демура М.В. Горизонтальные отстойники. Киев: Госстройиздат УССР, 1963. 55 е., черт.

51. Канализация населенных мест и промышленных предприятий./ Лихачев Н.И. и др.; Под общ. ред. В.Н. Самохина М.: Стройиздат, -1981.-639 е., ил.

52. Ибад-Заде Ю.А., Нуриев Ч.Г. Отстойники речных водозаборов. М.: Стройиздат, 1979 - 168 с.

53. Соболин Г.В. Защита сооружений на реках и каналах от наносов. -Фрунзе: Кыргызстан, 1985.-200 с. ил.

54. Гидротехнические сооружения./ Под ред. Н.П. Розанова. М.: Стройиздат, 1978.-647 е., ил.

55. Данелия И.Ф. Водозаборные сооружения на реках с обильными донными наносами.-М.: Колос. 1964.-336 с.

56. Артамонов К.Ф., Талмаза В.Ф. Борьба с наносами при водозаборе из горных рек. В кн.: Сборник статей советских специалистов на 9

57. Международном конгрессе по ирригации и дренажу. М.,1. ЦБНТИ, 1975, с. 5-15.

58. Скирдов И.В., Пономарев В.Г. Очистка сточных вод в гидроциклонах. -М.: Стройиздат, 1975. 176 с.

59. Поваров А.И. Гидроциклоны. М.: Госгортехиздат, 1961. - 266 с, ил.

60. Поваров А.И., Щербаков А.А. Расчет производительности гидроциклонов. Обогащение руд, 1965, №2, с. 3-10.

61. Тарьян Г. Некоторые теоретические вопросы, относящиеся к классифицирующим и обогатительным гидроциклонам./ Пер. ВИНИТИ №26143/2.-М.: 1962, 25 с.

62. Tarjan G. Beitrag zur Theorie und Praxis Hudrozuklons. Aufbereitungs-Technik. Bd.2,№12, 1961.

63. Tarjan G. On the Theory and use of the Hydrocyclone. "Acta Technica", 1953, vol. VII, №3-4.

64. Бредли Д. Определение тангенциальных скоростей в гидроциклонах/ Пер. НИИХИММАШ, №124/67. Дзержинск, 1967. - 44с.

65. Фудзимото Т. Сборная характеристика гидроциклонов. Пер. науч. тр./ Механическое общество Японии, 1957, т. 23, ч. 3, №133, с. 633 - 640.

66. Bredly D., Pulling D. Character of flows in Hydrocyclons and their interpretation in dependence of performance.- "trans. Inst. Chem., Eng.", 1959, vol. 37, №1.

67. Fujimoto T. The flow patterns in the wet cyclone. Journal of the mining and metallurgical institute of Japan. Vol. 74, №835, 1958.

68. Акопов М.Г. Основы обогащения углей в гидроциклонах. М.: Недра, 1967.- 176 е., ил.

69. Акопов М.Г., Классен В.И. Применение гидроциклонов при обогащении углей. -М.: Госгортехиздат, 1960. 128 е., ил.

70. Курбатов В.П. К исследованию некоторых конструктивных параметров и технологических условий работы гидроциклона как аппарата дляобогащения угольной мелочи в суспензии: Автореф. дисс. .канд. техн. наук. Томск, 1959. - 20 с.

71. Курбатов В.П. Обогащение мелких труднообогатимых углей в гидроциклоне с применением тяжелой суспензии. Науч. тр./ Свердловский политехнический ин-т, 1959, вып. XXXIII, с.23 -28.

72. Аспис И.М. Исследование классификации угольных шламов в гидроциклонах в поле слабых центробежных сил: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Днепропетровск, 1966. - 22 с.

73. Аспис И.М., Безверхий А.А., Андреева В.Я. Изменение технологических показателей низконапорного гидроциклона от угла его наклона к горизонту. Кокс и химия, 1984, №8, с. 10 - 11.

74. Дрисен М.Ж. Теория турбулентного потока в гидроциклоне. Пер. в кн.: Поваров А.И. Применение гидроциклонов на обогатительных фабриках и способ их расчета. Металлургиздат, 1952 . - с.63 - 70.

75. Driessen M.G. Theorie de I'ecoulement dans un Cyclone. "Ressume de I'Industrie Minerale", 1952, vol. 31, №566.

76. Dahlstrom R. A. Cyclone operating factors and capacitiens on coal and refuse slurries Trans. Amer. Inst.Mining Engineering. 184,331,1949.

77. Dahlstrom R. A. Cyclone operating factors and refuse slurries. Mining Engineering. №9, 1949.

78. Коган С.З. Гидроциклоны их устройство и расчет. Химическая промышленность, 1956, №6, с.27 - 38.

79. Кутепов A.M., Терновский И.Г. К расчету показателей осветления разбавленных тонкодисперсных суспензий гидроциклонами малого размера. Химическое и нефтяное машиностроение, 1972, №3,с. 20-23.

80. Гидроциклоны, конструкции и применение. Химическое и нефтеперерабатывающее машиностроение. Обзорная информ., М., 1973, 48 с.

81. Bendnarski S. Vergleich der Methoden zur Berechnung von Hydroziklonen.-"Chem Techn.", 1968, Bd.20 №1, S. 12-18.

82. Moder J., Dahlstrom D. The Separation suspended solids with similar specific gravity on Hydrocyclons. "Chemical Eng. Progress", 1952, v. 48, №2, p. 75-88.

83. Trawinski H. Zentrofiigen und Hydozyklone. "Chemic Ing. Technik", 1967, №23.

84. Trawinski H. Naherungsansatze zur Berechnung wichtiger Betriedsdaten fur Hydrozyklone und Zentrifugen. Chemie Ingenieur Techn. 30. №2, 1958.

85. Pownall J. H. Cyclones in the chemical and process industries. Chemistry and Industry. №17, 1961.

86. Шестов P.H. Гидроциклоны. JI.: Машиностроение, 1967. - 80 е., ил.

87. Мустафаев A.M., Гутман Б.М. Гидроциклоны в нефтедобывающей промышленности. М.: Недра, 1981. - 260 с.

88. Шипунова Н.С. Методы расчета гидроциклонов. М.: ЦНИИТЭИ ЛегПищеМаш, 1971. - 78 с.

89. Лапшин А.Л., Шестов P.M. Опыт применения гидроциклонов для выделения жира и отделение кости в производстве жиров. Мясная индустрия СССР, 1961, №2, с.48 - 50.

90. Клячин В.В. Граничная крупность разделения и производительность геометрически подобных гидроциклонов. Известия вузов, Сер. Горный журнал, 1964, №12, с.142- 148.

91. Kraetsch D., Pusch G. Erfahrungen mit einer seldsttatigen Regelvorrichtung fur Hydrozyklone. Bergakademie. Bd. 19. №6 1967.

92. Szalay M. Ipari szennyvizek tiszlilasa nyitott hidrociklonnal. "Magyar Epitoipar", 1962, №6.

93. Ревнивцев В.И., Клячин B.B., Каковский И.А. Методика технологического расчета гидроциклона для классификации песчано-глинистых пульп. -Известия вузов. Сер. Горный журнал, 1962, №4, с.43 48.

94. Fontein F. J. Wirkung des Hydrozyklons und des Bodensieve a wie deren Anwendungen. Aufbereitungs Tech. Bd. 2, №3, 1961.

95. Ипполитов М.Ф. Применение гидроциклонов для осветления производственных сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника, 1958, №12, с. 3-6.

96. Жуков А.И. , Скирдов И.В. , Пономарев В.Г. Применение гидроциклонов для очистки сточных вод. М., изд-во ВНИИ ВОДГЕО, 1967, вып.20, с.52 74.

97. Найденко В.В. Применение математических методов и ЭВМ для оптимизации и управления процессами разделения суспензий в гидроциклонах. Горький: Волго-Вятское книжное изд-во, 1976. - 287 с.

98. Фоминых A.M. Об очистке воды в сельскохозяйственном водоснабжении. Гидротехника и мелиорация, 1963. №6; с. 41 - 44.

99. Blum A. Svenyviztitasi Kioerletik hidrociklonnal, "Hidlol kozlony", 1961, №41.

100. Фоминых A.M. Применение гидроциклонов для грубой очистки речной воды. Водоснабжение и санитарная техника, 1964, №10, с. 32-33.

101. Кургаев Е.Ф. Основы теории и расчета осветлителей. М.: Госстройиздат, 1962. - 164 е., ил.

102. ЮЗ.Кургаев Е.Ф., Гаджиев В.Г. Закономерности очистки воды в гидроциклонах. За технический прогресс. Автоматизация и приборостроение, Баку, 1971, №8, с. 18-21.

103. Chaston R. A simple formula for calculating the approximate capacity of a Hydrocyclone. "Bull. Inst. Mining and Metallurgu", 1958, №617.

104. Fontein F.G., Dirksman F.I. The Hydrocyclone, its Application and its Explanation. In: Recent Development in Mineral Dressing. J.M.M. London, 1953.

105. Юб.КбИег A. Der Hydrozyklon als Bestandteil der Wasserwirtschaft eines gemischten Huttenwerkes. "Stahl und Eisen", 1958, Bd.78, №4.

106. Барский В.Г. Теоретические и экспериментальные исследования гидроциклонов и выявление возможностей их использования в технике очистки воды: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. М., 1964. - 22 с.

107. Булатов А.И., Макаренко П.П., Шеметов В.Ю. Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности. М.: Недра, 1997. - 483 е., ил.

108. Тебенихин Е.Ф. Безреагентные методы обработки воды в энергоустановках. -М.: Энергия, 1977. 183 с.

109. Классе В.М. Вода и магнит. М.: Наука, 1978. - 284с.

110. ПЗ.Терновцев В.Е. Магнитные установки в системах оборотноговодоснабжения. К.: Будивильник, 1976. - 88 с.

111. Патент РФ 2006549 Устройство для сбора нефти с поверхности воды./ Иванов В.Г. Опубл. в Б.И., 1994, №2.

112. Веселов Ю.С. и др. Водоочистное оборудование. Конструирование и использование. Д.: Машиностроение, - 1985. - 232 е., ил.

113. А.С. 977566 (СССР) Плавучее устройство для сбора нефти и других веществ с поверхности воды./ М.В. Подружин. Опубл. в Б.И., 1982, №44.

114. А.С. 138387 (СССР) Устройство для забора поверхностного слоя жидкости./ Протасенко А.С., Колесник А.П., Полищук Г.Д. Опубл. в Б.И., 1988, №14.

115. Патент РФ 2006550 Устройство В.М. Пивоварова для сбора нефтепродуктов с поверхности воды./ Пивоваров В.М. Опубл. в Б.И., 1994, №2.

116. А.С. 1132985 (СССР) Гидроциклон/ Я.В. Бочкарев, Г.В. Дегтярев, К.Т. Андронов, В.Н. Мельниченко, В.А. Катко. Опубл. в Б.И., 1985, №1.

117. Дегтярев Г.В. Автоматизированный гидроциклонный водозабор осветитель для закрытых оросительных систем и методика его расчета. -Тезисы докладов на Всесоюзной школе по гидравлической автоматизации мелиоративных систем. Фрунзе, 1979.

118. Гаджиев В.Г. Исследование очистки воды р. Куры в гидроциклонах. -Дис. канд. техн. наук. Баку, 1969. - 160 с.

119. Дитрих Я. Проектирование и конструирование. Системный подход./ Пер. с польского. -М.: Мир,1981. -456 е., ил.

120. Житянный В.Ю. Теоретические и экспериментальные исследования процессов разделения суспензий с аморфной структурой твердой фазы в напорных гидроциклонах: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Горький, 1980.-21 с.

121. Kelsall D.F. Trans. Inst. Chem. Engineering.30.87.130, 1952.

122. Горкин H.A. Коэффициент расхода при истечении затопленной струи из отверстий различной конфигурации. Водоснабжение и санитарная техника, 1968, №2, с. 3 - 5.

123. А.С. № 709181 (СССР) Гидроциклон./ Я.В.Бочкарев, Г.В. Дегтярёв, В.Х. Денисов. Опубл, в Б.И., 1980, №2.

124. А.С. № 899149 (СССР) Гидроциклон./ Г.В. Дегтярёв, В.Х. Денисов. -Опубл., в Б.И. ,1982, №3.

125. Дегтярев Г.В., Свистунов Ю.А. Комплексная механическая очистка вод поверхностного стока. Краснодар: КГАУ, 2004г. - 255 с.

126. Дегтярев Г.В., Сафронова Т.И., Дегтярева О.Г. Аспекты относительного движения частицы в гидроциклоне. Материалы научной конференции сотрудников ВХиМ КубГАУ, 2002, с. 24 26.

127. Патент РФ 2253715 Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды./ Дегтярев Г.В., Тарасова О.Г., Дегтярева О.Г. Опубл. в Б.И., 2005, №16.

128. Дегтярева О.Г. Методы и технические средства по охране окружающей среды при разливе нефтепродуктов/ О.Г. Дегтярева, Т.И. Сафронова, Г.В. Дегтярев// Научный журнал КубГАУ. 2005. - №01. - 19с. http://ei.kubagro.ru.

129. Ильинский Н.Ф. Элементы теории эксперимента. Тр.: МЭИ, 1980, 90с.

130. Hunt D.B., Kincannon D.F., Tiederman W.C. The Hydrocyclone for Solids-Liquid separation in Biological Systems. "Water and Sewage Works" 1972, vol. 119, №5, 92-98.

131. Патент РФ 2190724 Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды./ Дегтярева О.Г., Гетман В.Н., Дегтярев Г.В. Опубл. в Б.И., 2002, №28.

132. Патент РФ 2234570 Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды./ Дегтярев Г.В., Стрельников В.В., Дегтярева О.Г., Опубл. в Б.И., 2004, №23.

133. Дегтярев Г.В., Мирсоянов В.Н. Отходы переработки риса и перспективы их использования в строительстве./ Материалы Международного сборника научных трудов «Использование отходов и местного сырья в строительстве./ Новосибирск. 2001. с. 76 - 77.

134. Патент РФ 2228998 Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды./ Дегтярева О.Г., Сафронова Т.Н., Дегтярев Г.В., Опубл. в Б.И., 2004, №14.

135. Патент РФ 2221107 Способ регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды и устройство для его осуществления./ О.Г. Дегтярева. -Опубл. в Б.И., 2004, №1.

136. Патент РФ 2228997 Устройство для регулирования сбора нефтепродуктов с поверхности воды./ Дегтярев Г.В., Дегтярева О.Г. Опубл. в Б.И., 2004, №14.

137. Патент РФ 2205260 Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды./ Дегтярев Г.В., Дегтярева О.Г. Опубл. в Б.И., 2003, №15.

138. Справочник по гидравлическим расчетам. Под редакцией П.Г. Киселева. М.: Энергия, 1972.

139. Никольский С.М, Элементы математического анализа. М.: Наука, 1981. - 160 е., 65 ил.

140. Бекбудов А.К. Энергетические ресурсы оросительных систем Азербайджан. Автореф. дисс. . канд. тех. наук. - Баку, 1968. - 21 с.

141. Дегтярев Г.В., Дегтярева О.Г. К расчету роторной нефтеловушки/ Материалы второй региональной научно-практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного комплекса». Краснодар. КубГАУ, 2001.-е. 119-121.

142. СанПиН №4631-88. Санитарные правила и нормы охраны прибрежных вод морей от загрязнения в местах водопользования населения.

143. Патент РФ 2170622 Способ регулирования работы гидроциклона и устройство для его осуществления./ Г.В. Дегтярев, О.Г. Дегтярева. -Опубл. в Б.И., 2001, №20.

144. Патент РФ 2179482 Способ регулирования работы гидроциклона и гидроциклон./Г.В. Дегтярев и О.Г.Дегтярева Опубл. в Б.И., 2002, №5.

145. Патент РФ 2218995 Способ регулирования работы гидроциклона и устройство для его осуществления./ Г.В. Дегтярев, Т.И. Сафронова, О.Г. Дегтярева, Д.В. Барабаш Опубл. в Б.И., 2003, №35.

146. А.С. 642423 (СССР) Устройство для промывки наносов./ Я.В. Бочкарев, Г.В. Дегтярев. Опубл. в Б.И.,1979, №2.

147. Бочкарев Я.В., Дегтярев Г.В. Секторный автомат гидравлической промывки наносов с автоматическим отключением при превышении уровня воды в верхнем бьефе сверх расчетного. Науч. тр./ КиргСХИ/

148. Вопросы автоматизации оросительных систем итехнологии орошения, 1982, с. 10-15.

149. А.С. 1051159 (СССР) Устройство для промывки наносов./ Дегтярев Г.В. -Опубл. вБ.И., 1983, №40.

150. Дегтярева О.Г. Технологические процессы в гидроциклонной системе с точки зрения системного анализа// Дегтярева О.Г., Дегтярев Г.В.: Сборник научных работ КубГАУ, Выпуск 3. 2002, с. 308-311.

151. Волосухин В.А. Тканевые сооружения мелиоративных систем. Автореф. дисс. . докт. техн. наук. Москва. 1995. - 67с.

152. Патент РФ 2005846 Способ регулирования гидравлической структуры потока воды у циркуляционного порога речного водозаборного сооружения и устройство для его осуществления./ Дегтярев Г.В., Дегтярева Е.Г. Опубл. в Б.И., 1994, №1.

153. Патент РФ 2177524 Устройство для регулирования гидравлической структуры потока воды./ Дегтярев Г.В., Дегтярева О.Г. Опубл. в Б.И., 2001, №36.

154. Дегтярев Г.В., Братошевская В.В., Мирсоянов В.Н. Разработка и исследование арболита и композиционных фильтрующих элементов на основе рисовой лузги./ Сборник материалов 6 Международной научно-практической конференции. Пенза, 2002. с. 144 - 147.

155. Патент РФ 2215591 Гидроциклон (Варианты)./ Дегтярев Г.В., Дегтярева О.Г., Айвазов Д.Л. Опубл. в Б.И., 2003, №31.

156. А.С. 766654 (СССР) Способ автоматического регулирования работы гидроциклона./ Я.В. Бочкарев, Г.В. Дегтярёв, В.Х. Денисов. Опубл. в Б.И., 1980, №36.

157. Указ Президента РФ от 4 февраля 1994 г. №236 «О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития» и приложение к нему// Собрание актов Президента и Правительства РФ. 1994. №6. Ст. 436.

158. Указ Президента РФ от 1 апреля 1996 г. №440 «О концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» и приложение к нему// Собрание законодательства РФ. 1996. №15. Ст. 1572.

159. Экологическая доктрина Российской Федерации// Строительная газета. 2002. №34-39.

160. Букс И.И., Фомин С.А. Экологическая экспертиза и оценка воздействий на окружающую среду (ОВОС), Кн. 1 М., изд. ИМНЭПУ, 1999.

161. Экологические технологии управления природообустройством. Методические указания ВГСА, г. Волгоград, 2002.

162. Экология (под ред. Денисова В.В.), учебный курс Ростов-на-Дону, изд. МаРт, 2002.

163. Комментарии к Федеральному закону «Об экологической экспертизе» -М., Бек, 1999.

164. Хотулева М.В., Черп О.М. Как организовать общественную экологическую экспертизу. Рекомендации для общественных организаций. М., Эколайн, 1996.

165. Москаленко А.П. Экономика природопользования и охраны окружающей среды. Ростов-на-Дону, изд. МаРт, 2002.

Информация о работе

Дегтярева, Ольга Георгиевна
кандидата технических наук
Краснодар, 2005
ВАК 06.01.02

Диссертация

Системы механической очистки вод малых водотоков для закрытых оросительных систем - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы