Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Запобiгання забруднення поверхневих водних джерел вiдходами станцiй очистки природних вод

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Запобiгання забруднення поверхневих водних джерел вiдходами станцiй очистки природних вод"

МИНИСТЕРСТВО ОСВ1ТЙ УКРА1НИ ОДЕСЬКИЙ ДЕР1АВНИЙ УН1ВЕРСИТЕТ 1ЫЕН1 1.1.МЕЧНИКОВА

РГ6 од

. п

На правах рукопису УД^: 628.16.004.8:66.093.6.001:336.34

ШЕВЧЕНКО Леон1д Якович

ЗАП0Б1ГАННЯ ЗАБРУДНЕННЯ ПОВЕРХНЕВИХ ВОДНЙХ ДЖЕРЕЛ В1ДХ0ДАЫИ СГАНЦ1Й ОЧИСТКИ ПРИРОДНИХ ВОД

/II.00.II - Охорона навколишнього середовща та рац!ональне використання природних ресурс{в/

АВТОРЕФЕРАТ дисертац:! на эдобуггя вченого ступени доктора техшчних наук

Одеса - 1994

Роботу виконено в Укра^нськоыу державному проектному та науково-доелтдному 1нститут1 коыунальних споруд м!ст/УкркомунНД1 проект/ Держжитлокомунгоепу Укра!ни.

0ф{ц1йн1 опоненти: - заслужений дтяч науки ! техники

Укра!ни, доктор техн1чних'наук, професор, академхк А1Н Укра1ни Рогов Володиыир Михайлович.

- доктор техн:чних наук,професор Хорухий Петро Данилович,

- доктор тех^чних наук,професор 1лсха Микола Григорович.

Пров1дна установа: - Державний науково-досл{дний I

конструкторсько-технолог1чний !нстигут водопостачання.каналг-зацН,очистки природних та ст1ч-них вод,прокисловот ггдротехнгки, еколог!!»эахисту птдэемних вод в1д эабруднення.

Захист дисертацп вгдбудеться "27"« 1994р. о

годит на застданнг спец1ал1зовано1 ради Д.068.24.02 Одеського державного ушверситету 1мен: 1.1.Мечникова за адресов: ¿¿70100, ы.Одеса, Петра Великого,2.

3 дисертац^ею можна ознайомитися у бгблтотецг университету.

Автореферат роз1Сланий " ^ " ¿¿Р*-^* 1994р.

Вчений секретар спецтал^зовано!

ради,кандидат х1мгчких наук ^¿¿у Шихалгева Г.Н.

- 3 ~

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальность. Основними положениями економхчного та соц1-ального розвитку Укратни намхчено впровадити. прогресивнх техно-логг1 для досягнення ефективностг очисних споруд водопровхдних станщй.

1нтенсивний розвиток суспхльного виробництва, зростання темпгв житлового будгвництва, п^вишення ргвня благоустрхю на-селених пунктхв обумовлюе збхльшення обсяггв потреби в водх в процесх очистки яко'х утворюеться значна илыисть промивних вод та осадхв. 1снуючими техвологхчними схемами роботи очисних спо-руд водопров1дних станц1й промивн1 води ф1льтрхв, контактних освхтлювачхв та осади., горизонтальдах в1дст'гйник1в скидаються в -водойшша, то приводить до прогресивного забруднення поверх-невих водних джерел. На цих станцхяхв залежностх втд продуктивности та якост1 вих1днох води утворюеться 2+1Ь тис.тон/р1к сухо!' речовини осадхв /по Укра5н1 до 200 тис.тон на ргк.тобто 50 млн.м3 осадхвУ-

До наступного часу бхльшхсть водопровхдних станц1й прошви води ф1Льтрх"в не повертають на повторив очишення, а разом з оса-цами, повертають в водш джерела.

Мулов1 майданчики на тих станцхях де вони е перетворюють-2Я в покинутх, щд янх використовуються спочатку' орнх ЗеМЛ1.

1снуючх способи очитення води та обробки осадхв- не дають ложливостю застосувати утворен1 на водопроводах станцтях осади 3-народному господарств1. Тому важливим питаниям е. хх шдготовка, збезводнювання та утилхзацхя. Рйиення цхех йроблеми потребуэ юмплексного пхдходу шляхом утворення безстхчних схем роботи ;чисних споруд водопровхдних станцхй з послхдовним використан-шм виключених з техн!чного процесу В1ДХ0Д1В виробництва. В свою

- 4 - : ' .

чергу так1 промисловостх, як будхвельнх матерхали, металург1я мають гостру потребу в сировинних матерхалах та компонентах.

Цхею роботов передбачаеться утворення безстхчних.схем очишення природних вод, включаючи роэробку принципгальна нови методгв подготовки, эбеэводнювання та. 'утилхзацхЗг в народному господарств1 осад¿в водопровхдних' станцгй, як1 скидають зараз в водоймиша, забруднюючи поверхневг водм джерела. -

Робота присвячена актуальна проблем! поь"язано1 з утво-ренням екологхчно чисто! малов1дходно1 технологгх очистки природних вод.

Метою проведених дослхджень е розробка.технологй'.подготовки, збезводнювання та утилтзацгх ооадгв водопровхдшх стан .цiй запобггаючи скидання IX в поверхневх водн1 джерела, сприя ючи охоронх навколишнього середовиша.

Для досягнення цхех мети були поставлено I розв"язанх сл дуюч1 основкх задачх:

- дослтджен1 властивост1, Х1щчний, М1нералогхчний .та гр нулометричний склад осадхв 22 водопров-гдних станщй рег1онхв р1Чок:'Днiпpo, Дистер, Схв.Донець, Лхвденний Буг, Прут та Г1 ських рхчок Приму;

- розроблен I технолог1чнг параметри обробки осад1в в залежностх вхд IX ххмхчного, морального склад1в та фтзичних властивостей;

- роаробленх .методи утилхзацг'х осадгв;

- розроблен1 безст1чн1 схеми робота водопровхднйх очисни споруд та рекомендаци для проектування в 'залежностх втд як ос поверхневих водних джерел.

Наукова новизна дослхджень полягае:

- в розробц1 нових технологхчних ртшень та методгв по пт готовцх, збезводнюванню та утилхзацтх осадхв водопрсвгдних ст

цгй;

- обгрунтованн1 та класифгкацх? утворенних при очитеннх вода осадхв;

- розкрытгх механизма дг1 вхдходхв ххм1чних виробництв при збезводнюваннх осад!в;

- теоретичному обгрунтуванню побудови идратовано! частники осаду;

- встановленню закономерности процесу збезводнюючого ефек-ту використання факторгв введения присадки та нагр1ву осадхв перед обезводненням;

- в розробцх методики оптимхзацх? технологи щдготовки та збезводнювання осадгв в" залежностг вгд.1х природа та ф1зич-них властивостей;

- запропонованг способи утиЛ1зац11 осадхв водопровхдних станцхй в р1зних галузях народного господарства.

Результатом виконання теоретичних, енспериментальних та промислових дослхджень е розробка технхчних ршень на р1вн1 восьми винаход1в.

Практична ц!ннхсть та упровадження.

Реал1зац1я дано5 роботи дозволила:

- розробити для широкого практичного упровадження рекомендациях для проектування безстхчних схем водопровхдних очисних споруд для характерних груп водних джерел Украгни, сприяючи охо-рон1 навколишнього середовиша;

- упровадити в народне господарство метода гадготовки, збезводнювання та утил1зацх!с утворених на статьях очистки осадгв водопровхдних станц1й.

Результата роботи отримали лризначення:

- при проектуваннх, будхвництвг та упровадженн1 дослхдно-промислового цеху по збезводненню мулових >осад1в головних водо-

провгдних епоруд /АБС/ продуктивнгстю 62 тис.м3 води/добу на pi щ Cicra селиша Сосновий Бор з еконокачним ефектом 198,8 тис.кр на pin /за цхнами 1990 р.У;

- при роэробщ робочох документа^! реконструкщ? та розш ренню водопроввдних станцхй míct: Харкова, Киева, Бхлох Церкви, Запорхжжя, îeoAocii та íhid. загальною продуктивнгстю 2,5 млн.м3 води на добу, проектуваннг та будтвництв1 водопроводах станцгй металургхйного та цементного заводгв республики Молдови, водопр вгдно! станцх? Тавричського Гзку 3anopîscbnoï облает!.

Фактичшй економтчний ефект вхд упровадження розроблених рекомевдацгй в робочу документацию склав 1,5 млн.крб. на pi«, ш дозволить те отримати бхльш як 201 тис.тон на рхк сировини та д вок для народного господарства, зберегти 1,5 тис.га орних земел; якi належали ранхше винористуванню пхд муловх ыайданчики для зб воднювання та зберхгання осадiв водопровгдних станцгй.

Апробацхя роботи.

Ochobhí висновки дисертащйно? роботи повхдомленх на слгду! чих семхнарах та конференциях:

« Всесоюзна нарад1 "Шляхи досконалостх, хнтенсифхкацх? та шдвишення над1йност1 апаратхв ochobhoï xîmxï". Суыи, 1982 р.

- ХХХУШ науково—техн1чн1й конференцх? Харнвського 1нжвнер| будхвельного хнституту, 1984 р.

- Обласному ceMÍHapi при Харкхвському будинку технхки "Aktj альм питания охорони навколишнього середовиша", 1984 р.

- Всесоюзному науково-техн1чному ceMÍHapi при ШТП "Обробк! осад1в водопров1дних станщй", Москва, 1985 р.

- Всесоюзнгй наук0в0-техн1чнхй конференцх!г "Основнт напряму розвитку водозабезпечення, водовхдведення, очистка природних та стхчних вод та обробки осадхв", XapKÏB, 1986 р.

■ - 7 -

- Республгканському семхнарг "Шляхи розширення та викорис-гання повторних сировинних ресурсхв в будхвництв1п. Харкхв, [98? р.

Розроблена система повторного використання промивних вод ЗЙльтрхв та механхчне збезводнювання осадхв Кочетоксько? водопро-вхднох станцхг в м. Харков1 експонувалась на ВДНГ та вхдзначена бронзовою медаллю.

Розроблен1 рекомендащ? для проектування безстхчних схем водопровхдних очисних епоруд по характерним групам водних джерел Укра'хни В1дзначенх II премхею Республхканського конкурсу "За крате технхчне рхшення по дхорон1 навколишнього середовиша", Ки1В.

Пубмкацп^ По матвр1алам дисертацт'1 опублхковано 28 науко-вих праць загальним обсягом 13 п.а., отримано 8 авторських св1-доцтв.

Обсяг робота. Дисертацхя викладена на 344 . сторз:нках' маш-ношсного тексту I складаеться з вступу, семи глав, висновк1в, списка використано5 лхтератури та додаткгв. Робота вмхстить 60 рисушав, 39 таблиць. Бхблхограф1я включав 128 найменувань.

На захист виносяться:

- результата дослхджень ххмхчних, мгнеральних, грануломет-ричних склад1в та фхзичних властивостей осадга водопровхдних станц1й семи реиошв р1чок УкраЗгни та Республики Молдови;

- класиф1кац1я осадхв водопровхдних станцхй в залежност1 вхд хх складхв та властивостей;

- нов1 техн1чн1 р1шення та методи тдготовки, збезводнюван-' ня та утилхэащх' осад1в в залежност1 взд груп утворених осадхв;

- методика оптим1зац11 технологхх' шд-готовки та збезводнювання осадхв перед IX утилхзацхею,1

- рекомендацН для проектування безстхчних схем водопровхдних очисних споруд по сактерним групам водних джерел Укратни;

- способи утиЛ1зац:гх о сад i в водопровхдних станщй в народному господарствх ;

- результата промислових дослхджень техно логп п:ёдготовки, збезводнювання та утилхзацх! осадгв водопровгдних станцгй; -

- результата практичного впровадження розроблених техноло1 при проектуваннх, реконструкцй' та буд1вництв1 народногосподар-ських обиектхв;

- технхко-економгчна оцхнка ефективностх використання розроблених техноиог1чних ршень та методхв йдготовки, збезводнювання та утил1зацх1 осадхв в промисловост1 та комунальному воде постачаннв.

В першоцу ро.здх лх. проанал13ован1 особливост1 подготовки, збезводнення та утилгзац11 осадхв водопровхдних станц1й, приведен! в вхтчизнянних та эакордонних лхтературних джерелах, автор ських св1доцтв, патентах i досвад практично!" робота пгдприемст в цхй rany3i. Вхдзначазться, шо на очисних спорудах комунальних та прошелових водопроводхв утворюеться значна -кхлькхсть р1зно-isshîthhx ocafliB. Це зв'язано як з процесами очистки природких вод, так,х з допомхжними процесами - очищения бак1в реагентного гослодарства, резервуархв чисто! води, вх1дних камер, приямкхв хлораторних, насосних станщй...

Проблемам використання промивних вод ф1льтр1в у npoqeci очистки природних вод присвячеш доевхдження /Дюбарський В.М., Яковлев C.B./, hkî в.результат привели до утворенчя технологгч-ного процесу повернення ïx на повторну очистку, схема якого впр| ваджена тгльки на не значшй к1Лькост1 водопровхдних станц1й.

Найб1Льш поширеним способом вважаеться випуск осадгв на ыулавг ыайданчики для прнроднох сушки та лослхдовного виключен-ня.эа uexi станц1?. Ступхнь зневоднення ïx на мулових майданчи-ках вважаеться достатнюю при вологост! не бхльше 80%, при котрх'

:х можно зрушити бульдозерами. Досвхд збезводнення осадхв на «улових майданчиках водоочисних споруд Ленхнградсько? АЕС по-(азав значно низьку ?х ефективнхсть: неможливз:сть отримання на мх осадгв волог1стю нижче 8Ь%, шо привело до утворення муло-шх ставкхв.

В США в районах з жарким клхматом /штат Огайо/ до 1985 р. шкористовували муловх майданчини з отриманням на них осадгв юлоггстю 60$, одночас П1двишення продуктивностт станцт1 приве-ю до збхлыпення IX плоти. Вгдзначавться збгльшення коштовност1 ¡бробки та вилучення осадхв в США з мулових ставкгв з 2,3 долара ) 1982 р. щ 10 долар1в в 1988 р. на кожм 300 тис.м3 очищаемо!? ¡ода. Не вхдкидаючи ефективностх природного збезводнення осад1в ¡а'мулових майданчиках при сприятливих кл1матичних умовах В1д-¡начаються сл1дуючх недолхки IX використання:

1. Неможлив1сть комплексного ршення проблеми щдготовки, »безводнення, виключення та утил1зац11 осадхв.

2. Залежнхсть режима.роботи мулових майданчйкхв В1д клхма-'ичних фактор1в та змхни рхвня грунтових вод на прилеглих тери-?ор1ях.

3. Потреба в В1дчуженн1 значних земельних площ.

4. Подорожчення обробки осадхв 31 зм1Ною часу.

ч

В останн1 роки все б1льше роэповсюдження отримують метода юханхчного збезводнення осадхв мхських ст1чних вод /Туровський [.С./, та водопров1дних очисних споруд /Любарский В.М./. Щ ме-'оди /центрифугування, вакуум-ф1льтрацхя, фгльтрпресування/ (озволяють значно 1нтенсифхкувати процеси збезводнення осадгв, !ехан!зувати та автоматизувати найбхльш трудомхскх процеси Iчистки природних вод.

Використання центрифуг приводить до к1нцевог вологостх безводнення - 80% та одноразовому виносг до 5000 ыг/л завислих

речовин в фу гаг, шо виключае вилучення його на повторну очистк;

Вакуум-ф1льтри в свою чергу забезпечують високу продуктивнгсть

1

та непрерившсть процесу, характеризуются великою вологгетю з( водненного•осаду ЛЬ%/ та часткового виносу зависг'в фгльтрат.

Спосхб збезводнювання осадхв шд надлишковим тиском вико-1 ристовуеться на початку XX стол1ття. Дослали проведем в США, ШРГ, Японг1 виявили ряд-переваг збезводнення водопровхдних осадхв на фхльтрпресах. Осади гасля них мають вологхсть 40-50%, ме лий об'ем при складуванн1, ф1зико-Х1М1ЧН1 властивост1 ф1льтра1 дозволяють повертати його в голову споруд без попередньох очисх ки.

Для ефективного пройкання процесхв збезводнення необххдна подготовка осад1в: флокуляцхя, кислотна або реагентна обробка, замороження •» вхдтавання та хнш1. Встановлено, то флокуляцхя да задовгльнх результати Т1лыш при обробцх осадхв природних вод середньо'х та абхлыпено? мутност!. Але вхдсутнхсть промислових вхтчизняних флокулянтхв не дае можливостх здгйснвти цей метод на практиц1

Негашене вапно е одночасно реагентом та присадочним матер^ лом при ушюльненнх та збезводненнх осадхв, але хх використання неефективно для осадхв утворених при очистцх маломутних високо-цвгтних вод навхть при ввёденн1 в кхлькост1 100% В1Д ваги сухо? речовини осадхв. Для такого типу осадхв треба розробляти 1НШ1 метода пхдготовки.

При кислотнхй обробцх осадхв /Любарський В.М., Дм1тр1вв В4 • перед IX эбеаводненням доза с1рчано'1 кислоти дор1'внюе 0,7+1,0 кг/кг сухо? речовини осад1в, а хлористоводневох - 0,5+0,95 кг/кг с.р. осад1в, при чому необх:хдно на очисних спорудах мати складне реагентне господарство в послхдовною нейтрал1зац1ею фхльтрату.

Одним гз метод!в попередньо! обробки осадхв, утворених при

очистц1 маломутних високоцвхтних вод е замороження - вхдтавання, дозволяючий змхнити структуру осад{в. В промислових умовах цей метод здхйснюеться в апаратах тонковерстнового замороження з використанням льдогенерагорхв. В практицг водоочистки йоге ше не впровадили.

Вхдомий спос1б теплово"! обробки осадхв перед 5х збезвод-ненням. Дослхдженнями данного процесу в широкому дхапазонх температур та гиску займаюгься ряд ведучих закордонних фгрм та вгт-чизняних 1нституттв. 6 рекомендацх? по режимах тепловох обробки рхзних видхв осадхв стхчних вод. Але в технтчнгй та патентуй лхтератур! немав в1домост1 про застосування методу термхчного

кондицхювання ' осадхв природних вод.

осадхв

Розглянут1 вхдомх методи обробки рхзних видхв очисгах спо-руд водопровхдних станцхй свадчать про можливхсть IX шдготовки та збезводнювання . Але вхдом1 технологхчнх схеми та методи обробки потребують викориетання додаткових реагенив та затрат електроенерг11, викориетання складного технолог!чного устаткуван-ня, як1 не дають иожливост1 утилхзувати збезводненнх осади. Тому необххдне утворення методхв та унхверсальних технолоНчних схем птдготовки та збезводнювання для усгх тишв утворених на водопровхдних станцхях осадхв, з можливхстю ?х послхдовно? утил1-зац!1.

В вхтчизнянтй та закордоннтй лхтературх е ряд повхдомлень по питаниям утил1зацх1 осадхв водопровхдних станц1й, як1 евхдчать про недостатню увагу дослхдникхв до щех важливо? проблеми.

Вхдоьп дослхди проведем УКорнхлович В.Ю., Гороновський 1.Г., Кравченко В.А./ про викориетання осадхв в сумхшх керамхчнох си-ровини, добавок при виробництвх червоно1 цегли, стхнових керамхч-них панелхв.

Експериментальними дослгдами проведеними в 1нститут1 колoï hoï xîmîï та ximiï води АН Украши встановлено, щовведення ocaj в сировинн! cyMimi при виробництвх с!л1катних автоклавних вироС дають пластиф!ц!рувчу д!ю та . шсливхсть значно зниэити тис пресування.

Досл!дники /Яковлев C.B., Кравченко B.C./ запропонували ви

ристовувати осади водопров!дних станц!й для очистки ст1чних вод.

• î

Особливий imepec досл!дникхв /Волков JI.C., Хадиров С.А./ викдикае застосування в промисловост! буд!вельних матер!ал1в ос д!в зал!зомхстких вод пхдземних джерел при виготовленн! бетонни вироб!в, що дають можлив^ть отримати високояк1сн! бетони спец! альних марок, Зал1зом1стк1 осади на водопровхдних станщях скла дають до 2 % в1д Bcieï к!лькост1 утворених на очисних спорудах Украхни.

В умовах широкого будхвництва очисних споруд, розширення т реконструкцШ водопров!дних станцМ особливу актуальнхсть набу вають питания утил!зац1х осадхв утворених при очистц! природних вод, як! скидають в поверхнев! джерела.

Розробка та впровадження в виробницгво сучасних технолог^ п!дготовки, збезводження та утил!зац11 осад}в, утворення безстг них схем роботи очисних споруд дозволяють виршити питания запоб. ганню забруднення поверхневих водних джерел водопров!дними стан-

В другому posfifai викладе^ концептуальнх теоретичн1 o6rpyi яування напряму дослхд1в та технолог^ обробки осадхв, запобin чих снидання ïx в поверхнев! вода! джерела.

Показано, що вагомий вклад в вивчення складу i властивосте{ окремих питань обробки осад!в природних вод та ф!льтрування внес ли: 6.Ф. Курганов, 6.Н.~Тетьорк1н, Î.C. Лебедева, З.Г. Круглова,

М.М. Любарський, I.C. Туровсышй, 6.1. Апельцхна, В.А. Клячко, В.А. Жужиков, Т.А. Малиновська та 1нш1.,Але ц1 досл!ди присвяче^ ьивченню властивостей та методхв обробки для крахн СНД, в тому чис-лг конкретно для Poci'i.

На yKpa'iHi проводились тан! досл1дження пхд керхвництвом академика АН Украши Л.А. Кульського, та к.т.н. Руденко, ЯК1 вивчали осади конкретних водопроввдних станцхй.

Основними технолог1чними показниками ocafliB станцхй на 0CH0Bi хх обробки е водовхдцаюча властивхсть, яка характеризуемся питомим опором ф1льтрац1i, але вивчення залежностх цього показника вхд властивостей осадхв та умов хх утворення.на Укра1н1 не проводилось.

Вивчення вплйву pisних факторiв на питомий onip фхльтрац11 осад1в дае знайти способи зменшення цього показника, бузумовно, збхльшення швидкост! фяьтрацП.

Ui залежностх можна виразити порхвнянням КоЬен!-Кармана:

- питомий onip ф1льтращ1 осаду, ii/нг; £- порист 1сть осаду;

km- товщина осадуj л; лР - р1зниця тиску ф^ьтрацх1,н.л/

- в"язк1сть eyeneroii осаду, н-счн м"г'1

кoэфiцieнт залежностх довжини nip в ocafli вхд товщх. Але це пор1вняння не в1дображае вплив $i3HKO-xiMi4HHx факто-piB, поверхневих явищ /утворення подв1йного электричного шару та 1нш./

як i особливо впливають на питомий onip ф1льтращ! осадгв при po3Mipi часток 20 дан та не може бути використовано для обробки результат IB доелвдень по розд!лу тонко дисперсии:; суспензШ.

$1льтрування /збезводження/ високодисперсних cycneH3ift, якими

е осади очисних споруд /утворених при очистцх маломутних високо-цв!тних вод/проходить дуже важно, тому що вони е гетерогеши сис-теми, на меж! грубодисперсних х коло'хдних систем.

Ступхнь агрегацй' часток та бузумовно пористхсть таких оса-Д1В залежить вхд ф1зико-х1м!чних явищ на меж1 тверда фаза - рхдм

потенхцал, рН середовища та хнш./. Недостатня вивченнхсть процес1в переробки та збезводження осад1в, вщсутнхсть розрахунк( вих-зрхвнянь не дае можлив1Сть ртаення питань оптим1зац11 процес збезводження, зниження к!лькост! скидання стхчних вод, розробщ способ1в штенсхфиацИ процес1в та утворення безстхчних схем очистки. Тому Т.А. Малиновська вивела эрхвняння фхльрування з ви користуванням отриманного показника ступени "в": / ^ -2 С

,

V- об"ем фЭ:льтрата* м1; у* - коэф1ц1ент зтиснення осаду; Р - поверхня фхльтру, м*) Су- об"емна для твердо* фази в суспензН;

час фхльтрування, сем* $ - показник ступени, який знаходиться по данним кшетики накопи ни р1дини при збезводженн1, яка в логар1фмхчних координатах в!до бражаеться прямою лхнхею з вугловим коэф1щентос , який не зм

нюеться при змЬи тиску та к1льк0стх твердо! фази в суытг.

%

3 Ц1ллю оптим1зац11 процесхв эбезводнення багатодисперсних осадхв можна винайти спхвввдношення дли оптоЛзацп часу фхльтра Ц11 / ТЬлГ. / завдяки якому отримуетьсн максимальна продуктивнхсть ф!льтр-пре<

г?» = + г-^ 1- г-л

- час на збезводнення, ввдким та допоьижнх операцп;

- показ ник ступени фмьтрацН;

- коефхцгент, який враховуе параметри, як i залежать вхд вологостх осад1в та рхзних доз реагентib i знаходиться по формулам виве-деним на основi экспериментальних даних для кожного типу осад!в.

Таким чином, вiдоме зргвняння /2/ та отримане /3/ дае можли-сть теоретично винайти ochobhí параметри ведения процесу збезводны я та прогнозування продуктивности фхльтр-преса в оптимальному жимi на основi м!н1мально проведено! экспериментально! роботи.

Коефхц1ент стискост! осаду в зрхвняннх /3/ можна вирахувати рез питому B<iroMÍcTb осаду з порами заповненими рiдиною в момент кшчення фхльтрування /без продувки осаду пов!трям/:

/4 = = J^L-JSl-----1--,¿¿t , де /5/

й ¿h£ /г/ Рт1

вага; Y - об"ем; р - ппльнхсть рхдино! та твердо! фаз.

Показник ступеня " дорхвнюе тангенсу кута нахилу прямих л}-й в координатах ~— г^Д який винаходять на ochobí питомого доспоживання осаду в 2-Зх дослхдах по фхльтруванню при рхзному ску без збезводнення !х на фмьтр-пресх. Вагомий onip ф1льтрац1! залежност1 В1Д вологостх осаду, температури та типхв реагентхв аходять по методу Туровського I.C. шляхом фхксацх! об"ем!в фмь-ату, який вздокремлюеться за вхдрхзки часу в процес1 фхльтрування ад1в на воронцх Еюхнера при пост1Йному вакуумх /0,04 МПА/.

В третьому розд!л1 приведен! описи хснуючих методик та розроб-них технологхчних схем в процесх досл!д!в на лабораторних та на-впромислових установках по вивченню основних технолог1чних пара-тр!в подготовки, збезводнення та утшпзащ! осадхв утворених на исних спорудах при очистц! природних вод.

Досл1ди проводились на лабораторних та экспериментальних

установках змонтованих безпосередньо на Кочетоксьий водопровод ней станцй" ВО "Донець" м. Харкова.

Осади для дослгдхв 13 водопров:гдних станщй М1ст Украхни постачались автоцистернами емкхстю 5 м3.

Були розроблеи, змонтованх та використай при дослхджен-нях слгдуюч1 установки:

- для магнхтно1 обробки осадхв;

- обробки осадгв пгд вакуумом;

- по активащ'1 осадхв перед уияльненням та'збезводненням;

- збезводненню осадхв пхд тиском;

- по вивченню процеехв.ущхльнення осадхв;

- по збезводненню осад1в на фхльтрпресг Ф11Ш1-0,5 та ~ вакуумфхльтрх Б0У-0,£5..

3 метою обробки оптхмальних параметров механхчного збезво; нення осадхв на дослхдно-експерхментальних установках, визначали продуктивнхсть, режим збезводнення /час фгльтрац11, отжиму, тис] фхльтрац11 та отжима, величини вакуума, вологостг та товшх збез-водненного осаду на стрхчцх/, к!льк1сть початкового поступаючогс осаду та його вологхсть, сан1тарно-ххм1чний аналяз фхльтрату та

його к1льк1сть.

Доел¡дна установка /рис. I/ для механхчного збезводнення осадхв на фхльтпрес1 ФПАКМ-2,5 /автоматичний камерний'з механМ-

о '

ним затиском плит, плошею фтльтруючох поверхнх к,Ь и*"/ включав: резервуар-накопичувач осадгв /I/, шламового насоса /2/, уицлъню-вачхв /3/, пром1жно1 емкоей для осадхв /4/, емкостей ушхдьнен-них осадхв /5/ та реагента /ь/, монжуса /?/, компресора /ъ/, фхл'ьтпреса /У/. .

ь витратний бак /Ь/ поступав 13 уип;;ьн1вачив осад та 10% розчин вапна хз реагентного бака /и/, якг пгсля перемхшукання самотгчне перепускался в монжус. 1з нього отд надмхрним тиском,

тпдготовки та збезводнення осад!в

- 1а -

утвореним поступаючим 1з рейвера повхтрям, осад заповнював каме-ри фхльтпресу - початок фтльтрац11. шсля закхнчення процесу /момент прориву повгтря через тканину та падхння тиску/ пригшняли подачу осаду, а подачу повгтря зд^сыЬвали шд дхафрагми ф1льтр-преса для отжиму осада до припинення виходу фгльтрата. Кадмгркий тиск на д1афрагми знижувався, проводився розжим плит та вилучення збезводненного осаду з одночасною регенерацхею тканини. йльтрат . в процес1 збезводнення, та вода вхд промивки тканини збиралися в 2-х секщйний резервуар хз якого В1дбиралися проби для визна-чення фгзичних та ххм1чних показникхв. Дослхди по вибхру режимхв нагрхва осадхв перед його"збезводненням зд1йснювали в 20-лз:трових емкостях з п1Д11"рхвом в них осадхв при температур! 30-^0оС.

При проведем дослхдхв використовуве/гисьхснуючи та частково переробленх, застосовано до осадхв, методики. Визначення мшеральни та ххм1чних складхв осадхв, сировинних сумтшей, клтнкертв, мщнос них показникхв цементхв, та властивост1 отриманих на баз1 о'сад1В\ покритть хзложниць, керамзхту, проводились в лабораториях "Ивден дхпроцемент", пУкрд1промет", "Укрд:гпробудпроект" по загальноприй-нятим методикам.

Четвертий роздЪ) присвячений дослхдам по вивченню составхв, властивостей, класиф1кащ1 осадгв/утворених на водопровхдних стан цхях каст ¿крахни при очищенн11природних вод, розробц1 технологий подготовки, збезводнення та методики оптимхзацп цих технологий.

Об'ектами дослгджень вибрам осади утворен1 на водопровхдни станцхях мхст Украхии при очип^еннх води поверхнхх водних джерел басейнхв рхчок: Днхпро, Схверський донець, асвденний Вуг, днхстер та гхрських рхчок лриму. Всього вивченю осади 22 водопровтдних . станцхй. Л робой докладно приведем результата дослгдженьЬсадха водопров1дних станщй м.м., Маркова /Кочетокоона/, Киева /днхпров-ська/, та Севастополя. 1-езультати дослхджень осадтв бс/допровгдних|! станц!й приведекг в звсденнхй табл..!.

Характеристика основних показнимв осадгв водопровгдних станщй Укра1ни та Молдови

Таблица I.

.Назва

одопровхдно1 сганцг!

очетокська м. Харк!в/

I Назва , ! Ххмхчний рклад, % ! джерела!--------:---

■ ! М::нералог1чний склад, %

¡ Гранулометричний склад, %

ВЛ1.С1

p.Cíb. 29,3- 20.8- 16,7- 3.9- .3,3- I.?- 0,04- 72-75 10-12 Донець ■ -6,2 -32,6 -35,6 -¿7,8 -5,7 -6,3 -3,2

нхггсовська м. Ки-1в/

еснянська м. Кихв/

ибницьке м. Рибниця/

,н1стровська м. Кишин1в/

1лтинська

^нхпровська м. Черкаси/

1ульська 'м.Днхпро-1зержинськ/

1н1провська-£ м,Запор1жжя/

йнницька

фсливин-ске водой-

мише 19,25 37,2 17,5 1,32 16,0

р.Дн1про 38,4 47,0 6,2 1,2 6,3

р.Дн!про не визначались

p.flHÍnpo 25.7- 53.8- 4.5- 2.3- 6.2- -

-3¿,9 -5¿,6 -¿,1 -¿,6 • -à,4

р.Швден-

ний Буг 40,4 25,4 16,2 8,6 6,8

0,7

0,2 -i.8

0,4

«евастошль-:ька

tt-!--- Li s loot. I SS3 в rso 11. В с сг pice и ж i I : о ! ю s ! р- f e¡ 05 ! к ш , j—1 i -¡г - j ■ ' ■ 1 С£1 ; 4Ef.FiJa 1 Я : к-н 2 т IH-H s ¡-H.W и i 2 о ! ¡4 mis р-4JSOS1 о.н о • ш ! о eh p-ctj ж i p-t ci x ггi- 1 -н ю s х рь S я s hi.и m P.X о 1 о er гг ! 0,25 !0,25т 10,1+ i i i j ым ¡0,1 mm¡0,05 ! ! ! мм "Ó7O5+ ' 0,01мм ! Ó, Ol j мм j

72-75 10-12 6-8 2« ■■1-е 2-50 . 8-10 - 3-5 25-35 20-26 40-45

7-10 . /8-10/ 2-3 5-8 3-5 15-20 3-5 - 46-50 - 2-» 3-5 20-25 70-75

60-65 /5-Б/ 10-12 3-5 СЛ1ДИ СЛ1ДИ 2-3 15^18 0,5' 3-4 18-20 35-40 38-40

7-oQ 7-10 3-4 2-3 слади 2-4 5-6 5,4 36,3- 33,8 25,5 .

80-62 2-3 4-6 . I СЛ1ДИ 2-3 7-8 - 26,8 31,2 42,0

' 30-35 10-12 40-45 1-2 1-2 10-12 6,8 11,3 25,1 35,8 21,0

, 8-10 /10-15/ 3-5 3-6 СЛ1ДИ 22-26 2-3 40-45 т 2,3 2-3 25-40 58-60 •

30-35 /28-30/ .8-10 СЛ1ДИ СЛ1ДИ 5-7 2-3 20-25 - 3-5 15-20 35-40 40-45 '

40-43 2-3 слхда - 12-15 2-3 32-55 I 3-5 20-25 70-75. "

40-43 2-5 3-6 ' сл1ди 10-12 2-4 ' 35-40 _ 3-5 10-15 35-40 48-50

. 38-42 4-5 36-38 1-2 3-4 - 8-10 - 7,4 23,6 25,4 30,2 .

Переважно каоЛ1Н1Т, в дужках - монтмориллон!т.

-20 -

Осад Кочетокськох водопроводах сганцс!с /КВС/ утворений на рудах при очитеннх води ï3 джерел середньо!' мутноcîî рхчки ерський Дйнець удае собою тонкодисперсний С1рий порошок. По [хчному складу являе собою складну багатокомпонентну систему, . складаеться в основному Ï3 з'еднань кремнхю, алюмхнхю, каль-I, залхза, магнхю та оргашчних речовин.

Досл1дженнями м:гнералог1чного /рис. 2/ складу осадхв встащено, шо основним мхнеральним складом його е кайЛ1Н1Т,обумов-¡ий тонколускатиыи з'еднаннями. Серед каол1Н1та знаходяться ikî луски слюдистих та гхдрослюдистих М1нерал1в;. зерна карбо-:у та г1дрокарбонату кальщя, а также кварцу s примшвд MÏHepa-

- циркон, сфен, лейкоксен та iHini.

j

Результата проведенного мхнералогхчного дослхдження шдтверд-ii даними рентгено-структурного та термогравхметричного аналхзхв. шулометричний склад характерхзуеться високою дисперсшстю -]ьш 95% часток мають розмхри меньш 100 мкм, в т.ч. 50% меньш мкм.

Сл1Д В1дмхтити, то осади паводкового перiоду бхльш грубодиспер с, чим лггн1. Питома вагй cyxoï речовини осаду складае вхд 2,3 2,42 т/м3 i зменыцуеться по Mipi збхльшення складу в ньому ор-ÎÎ4HOÏ частт. В'язкхсть осадгв 97-98% вологосг! приблизнюзться величини в'язкост1 води - 0,2 U.c. Питомий onip ф1Льтрац11 осаду падав /1500+1800/. м/кг. Добавка 10%-ного розчину вапна è пькостх 5+30% В1д ваги cyxoï речовини осаду знижуе величину пи- . яого опору ф1льтрац11 осадхв До /60+120/. 10""^ м/кг.

Таким чином, Ï3 висновкхв результатхв дослхджень визначен1 MÎ4HÏ, мхнеральн1 состави та дхсперснхсть осадхв водопровхдних анц1й при очишенн1 маломутних вод /5+50 иг/л/ виважених речовин середньох' мутноси /50+300 мг/л/. Щ властивостх визначають 1бн1сть осадхв до коагуляц!!, упцльненню та збезводнюванню. •

Рис. 2. Макроструктура осад!в Кочетоксько? /а,б/, Ки1Всько]Е /в/, Запор1жсько1 /г/ В1нницько1 /ж/, Рибницьк01 /з/, К1шин1вськ01 Щ водопровхдних станцхй:

1-агрегати глинисто! маси; 2-aкцecopнi мхнерали; З-гхдрослюди зал1за;

2-кварц; 6-кальцит; рослинницыа аалишки. .36 х 200

Осад Дн1провсько5 водопровхднох станц11 /ДВС/ м. Киева, утворений на спорудах при очишеннх води 13 р. Днхпро по своему ххм1чному та моральному складам вхдр1зняеться вгд осад1в КВС.

В зв'яэку с тим, то вгн е продуктом очистки /коагулящх/ маиомутних багатокольорових вод, основна частка його.удае органо-мнеральним коло'хдам, при цьому орган1чн1 речовини /залишки сине-зелених водорослхв, гумусу/ складають 50+60%. В М1неральн1й час-; гин1 перебхльшують колохднх гхдроксиди алюм1Н1Я, кремгая, залхза, як! складають 20% осаду, т.ч. 40% сухо? прожарюванно? речовини. {ргм гелеобразних речовин присуюнх ыхнерали монтмо^хлонхтовох" групи, карбонати /кальщт, доломхт/, слюди, гхдрослюди, кварц, до Ь% р1зних акцесорних М1нерал1в /рутгл, циркон/.

Ххмхчний аналхз дослхдженних осадхв характергзуеться присут-ягстю до 2% луив, П1двишенним складом окислу залхза, кремш:ю, *люмхнз:ю, збьтьшеНим складом органхчних речовин - 60%. Ренгеногра-ла осаду показуе, ао значний його склад е ренгеноаморфним /гелеоб-

эазна фаза, на фон1 яко? ч1тко розрхзнюються рефлекси ¿С -кварца. «

По гранулометр11 осад ДВС характеризуеться ввсокою дхсперснх-:тю: бхльш 90% часток проходить через ситсз розмхром в1чок ¿40мкм, змхст часток розмхром ^ 10 мкм перевитуе 70%, в тому числх в осаду нльш 40% часток - розмхром 2 мкм.

Питомий оп1р ф1льтрац1*1 осаду ДВС в три рази више чим осаду СВС( &1н складаа /5000+7000/.10"^® м/кг. Це пояснюеться наявнхстю 5 осад1 велико? кхлькостх тонкод1спёрс'них часток, як1 забивають [¿льтровадьну перегородку, а також наявнхсть зв'язанох води в шгляд1 геля з вичсленням хз нього твердо? фази з великим трудом. 1ри нагр1В1 осаду до 50-90°Д, не вважаючи на зниження в'язкост1 )1дко1 фази не вхдмхчаеться снижения -питомого опору фгльтрацй' ;саду, то пояснюеться переходом гелеобразних часток в нолохдний

<

- 23 -

розчин, який важно шддаеться роздхлу на звичайних фхльтрах.

Таким чином, проведен! дослхди по вивченню влаетивостей осаду Днхпровсько1 водопровгдно1 станцп /м. Ки1в/ утвореного и спорудах при очистц1 води маломутних висококольорових вод вхдрх; няються В1Д складу I властивостей осадхв, утворених при очистц1 вод мало? та середньо1 мутноси. Це обумовлюзться необх:гдн1стю розробки спещальних методов подготовки та збезводнення таких типхв осадхв.

Осади Севастопольсько1 водопровхднох станцй' УСВСУ отрима: на спорудах при очийцх високомутних вод р. Чорно? е типовими дл: осадхв, утворенних при очистщ вод хз р1чок Дмстер, Прут та Криму.

Основними ххм1чними э'еднаннями, як1 входять в склад цих осадхв в оксида креммя, алюм1Н1Я та лужноземельних металхв. Ссг мае до 4% луг1в, вм1ст оксидхв залхза приблизуеться до 3%. М1кр< структура осаду неоднородна, в тонкодхсперснхй основкгй мас1 спостерхгаються числени сгустки, як1 складаються з глинисто-ка] йатно? пеллитоморфнох' маси, деяк1 з них пофарбоваи в темнобури! кол1р оксидами та гадрооксидами залIза та гумуса. Заданною осо( ливтстю данного осаду е вм1ст велико? к1Лькост1 карбонатхв як в шару глинисто-карбонатних сгустив, так I у вид1 багаточисленниз кристалхв чистого кальщю аутигенного походження Лз. агрегатхв глинисто-карбонатного составу/; його те^ригенна частина предстаз лена в основному зернами та улаыками карбонатхв УвапнякаУ, утво] них за рахунок розмива р1чками карстових пород. Зустрхчаються в пробах осадхв уривки водорослхв та уламки раковин. По грануломе'; ному складу осад СВС збхгаеться з осадами р1внинно1 частини р. } стёр,. Величина питомого опору ф1льтрац1х осада змхнюеться вод 960.Ю"-^ мУкг до 3100.10"^ мУкг з зменьшенням по збхльшенню вс

ост1 осаду з 89$ё до 99,5$. Добавка розчину 13 вапна в кхльностг вхд ваги сухо? речовини осаду знижуе величину питомого опору ьтрац11 в 5-6 разхв.

При досл1дженнх властивостей, х1М1чного, М1нерального та нулометричного складу осадхв встановлено, то ?х склад в першу гу залежить В1д якостх води поступаючо1 на очистку.

Встановлено, то основними показниками осад1в,якх характери-ть виб1р способ1в подготовки, збезводнення та уталгзацгх, е овхддаюча властивхсть /питомий ошр ф1Льтращ5 осаду/, х1мхчний, еральний та гранулометричний. склад /табл. I/

Водомо декхлька систем класифхкацхз: дом1Шок воды. Академ1к Укра5ни Л.А. Кульський теоретично обгрунтував класиф1кац1ю до-гак в поступаючхй на очистку водх по гх фазоводхсперсному стану, ,глив IX на 4 груш. При вибору способ1в обробки осадхв елемен-ц1ех класиф1кац11 в дашй робот1 були зарахован1. .

В.М. Любарський запропонував 5 рхзних принцитв класифхкацй* Д1в в залежностх вод якост1 джерела, виду реагента, водношенню тност1 до мутностх, по походженню I т.д.

В основу розробляемо? класиф1кац11 осадхв при ви£ор1 методхв ¡готовки, збезводнення та утиЛ1зац11 мае бути покладена водо-¡даюча властивхсть 5х при ушхльненню та збезводненню, як1 залежать ; ф1звчних властивостей, Х1мхчного та мхнерального склад!в цих

1Д1В.

В даних дослодниками вархантах класиф1кац11 осад1в не взят! облгк витевказам показники. Тому запропонована в процесх дос-(хв класифйкацхя осадхв водолроводних станцхй враховуе х1М1чний, [еральний та гранулометричний склади з метою обгрунтування вибору 1соб1в ¥х подготовки, збезводнення та утил1зац15.

В табл. 2 подан1 дан! дослоджень осадхв водопровздних стан-1 Укра?™ та Молдови по характерним групам водних джерел з показ-

Фаблиця 2.

Класифгкацгя утворених осад1в на водопровгдних станщях по'трупам водних джерел •

Характеристика водних .....джерел______

Класиф1ка-ЦХЯ водних джерел по трупам

Назва водних джерел

2

I трупа маломутнх

50 мг/л

середньо-

ЦВ1ТН1

3-120 град.

р. Днхпро /Киевське во-доймише/, м. пих'в

р.Днюпро /ДнЁпродзер-жинське во-доймите/', м. Дмпродзер-жинськ

р. Днхпро из. ш-.Ленша, м. Запорхжяя

Характеристика осадтв

Грануломет- !К1Льк!гсть!К:гль~ !11итоми! ричшй склад, ¡органхч- !кхсть !опвр _г|. _{&____!них ре- !коло- !ф1льт-

ап'ьш !меньш |Ч0ВГ' 10 мкм,! 10 мкм| *

I

__! , 4., . .!.

25-30 70-75

_5____IЛ__7 _

Ьо-ьи 40-45 <3400-14]

40-45 55-О0 60-63 20-25 128001с£

25-30 70-75 О5-60 30-35 8000-1ЬС

П група р. Швденний маломути Буг,

до М. В1ННИЦЯ

50 мг/л малоцвттнх

ЯЬ град.

р.. Днхпро /Кременчуг-ське водой-мише/, м. Черкаси

45-50 50-55 35-40 10-12 8400-8УС

50-52. 45-55 35-41 11-14 4500-580 50-55 40-55 40-55 22-2ь 4700-550

р. ДН1ПР0

/Кременчуг-ське водой-мише/, м. Свхтло-водськ

48-50 35-44 47-52 16-18 28и0-320

Продовження табл. 2

г-рупа р. Схверський оО-оЬ эедньох Донець, гностх м. ларк1в )-250 ?/в/

35-40 16-30 1-Ь 1000-1600

р. Десна,

ооцв1тн1 м- "и*®

35 град.р> Рось^

ы. Боа Церк-ва

57-65 38-40 13-20 3-6 1600-2700 55-60 40—45 15-22 2-5 1300-2300

трупа р. Днхетер

РН1СТЬ

)Ьше

) мг/л, р. Днт:стер, кщвгтнг «• Кишингв

ЗЬ°С р. днхетер, и. Чернтвцх

р. арут, • м. 2-нгени .

р. Альма, Са;;г1р та гн. /Цасливен-ське водой-мищеУ, м. Ялта, м. Феодосхя

р. Черна /гхрскх рхчки Яриму/',

м. Севастополь

70-76 60-70 70-75 70-75

25-35 5-10

30-35 4-7

25-35 1-2

■25-30 6-11

7и-60 25-30 10-12

меньше 80-1000 I

слхди 30-1000 слоди 350-600 1-3 700-600

1-5

УОО-1500

60-65 30-35 5-а 1,6-2 400-У60

никами IX основних властивостей г складу. Як) видно 13 таблиц!, в першу трупу вид ('лет: осади, як1 магагь. найбхльший питомий огар $1льтращ1 /9600+16000/.10"^ м/кг, вони погано В1ддають воду при ушхленн1'та збезводненш.

До них належать осади станций, водоэабори котрих розташо-ван1 на водосхов'ишах Днгпра, як1 мають малу мутн1сть води /до 3+5 мг/л/. та.середню кольоров1сть /35-120°/ в пер год цв.гиння та масового. розвитку сине-зелених водор'ослхв,

Оргайчна частина таких осад1в. складае бхльше половини /56+63$/ В1д-ваги IX сухо? речовини та подана переважно залишкамй водоросЛ1в. Для них .характерно також збгльшений /20+45$/ вм1ст ко гдних гхдроксидтв. Незначна кхлькгсть мгнеральних' сум1Ш1в в ВОД1 т; ■ II висока кольор'ов1сть, присутнхсть органгки та колохдгв приводят до утворення пухких з' гелеобразною структурою осадхв, маючих важко зв1льняему йри звичайних -традиц1йних методах д1яння струк-турно-затиснуту -воду. ••■/.'

Б .другу трупу з'еднаш осади.рхчок. з малим /1-50- мг/л/ скла .дом завис!, як правило, мал'ов ./до 35й/ кольоров1стю води: йхвден ний Буг, Тетерев,'Ррсь. До цге5с' грули також /по питймому опору ф1Льтрацх5/ В1днесен1 осади дш:провсь.ких станц1й: Черкасько'1 та Св1тловодсько1-. Це пояснюеться.тим, шр в район1 водозабор1в рка, зани*-станц1й цвттН1сть днхпровськох веды значно знижуеться при розбавленн1 II- паводковими водами,'так як Кременчугське водосхо-више е.акумулятором пов1невих. вод цього району.

В осадах спостерхгаеться р1вне вхдношення. великих-та малих •фра.кц1Й, ¡альк1сть органхчшх речовин складае 3Склад' колоТ них; Г1др0ксидхв-вхд 10 до 26%. 'Питомий опхр ф1Льтрацх1 таких осад

' складае /2600+9000/.Ю"10 м/кг' '

Спостерхгаеться чгтка' тевденц1я до росту цього шказника в

Л1тньс-ос1НН1й дерход .рику, иь по'яснюеться попаданиям в джерела

■ _

ёдоочишейних стокгб овоче-консервних та цукрових заводхв.

До третьох груш водяних джерел' вгднесенх рхчки Схв-'Дхнець, ось та Десна, якх характеризуются середньою му.тн!сцс води'. 50-250 мг/л/'та цвхтнхстю - не бхльше 25 град. Але хоч бз:лыд!сть цих рхчок мають зарегулхрований ст1К, основна кхлыисть осадхв до 60%/ • . утворюеться при вказаних значениях- вэвхст в водг о причин1 весхннього та Л1ТНьо~ос1Ннього ,пов1Д1в. Осада утворен1 ри очистцх цих вод-мають значну кхлькхсть велики^ включень, мхст органгчних речовин в 'них не перевишуе"30%, а;коло1ДНих . 1дроксид1в - не бхльше 3^6%. • • . • ' '.'..'..

При уааленню'таких осадхв спостер!гаеться-деформацхя хх. • ■ труктури, вони дуже легко вхддають воду.маючи при цьому невё-икий питомий ошр фхльтрацп

/1000-2000/. 10"1а м/кг.' .' Четверта трупа водних .джерел представлена: ручками, як1 беру-ь св1й початок в. горах х несуХ'ь-в .собх значну/а середньому'б1льш 50 мг/л кхлькхсть ве;;икодхсперснаг ■ зависх, До. них вгдносяться 1чки Крима, Дн1стер, Прут. Осада утворенг в результат! очистки _та-о! води, мають найбхльш шхльну,структуру з малим складом оргащки. итомий' оп!р ф1льтрац11 не перевищуе

/80-1600/.Ю-10 м/кг. Таким чином,- зкласиф1цхрував в 4 групи-вех утворюван! на во- . ,опров1дних станцгях при очистц1 вода осада, дають можливгеть в. роцеи, проведения пода.льшх дослхджень розробити унхверсальнх- . . етоди- пгдготовки ;та збезводнення оеадхв данно! групи.э послхдов-ою хх уталхзацхею. . ••'.'.• \ ..•."'.>'

Р§2^ьтати дослхджень- при розробцх технологдй. подготовки, б с з в (¿^н е нн я сад I в _по характерним гтзупам водних джерел:..

а/ процесс умлення.на. приклад! осадхв Кочетоксько!. водо-. ровхдно1'станцтх . /Ш 'група/-. '.'•.'••.'.. :.'■'• • " ; •

Укнлення соадхв. перед механхчним збеэводненням проводили з' .

метою збхльшення в осадах Buiciy твердо? фази та подальшого зб1ль-шення продуктивностх збезводнюючого устаткування.

Увиленню шдлягали осади, утворен1 в горизонтальних вгд-стхйниках, промивн1 води ф1Льтр1В та ix cyMinii в рхзних сгиввхд-ношеннях.

Для хнтенсиф1кац11 процеив уиилення вводили 10% розчин вапна в кхлькостх 5-30% В1д ваш cyxoi речовини осаду. 3 реаген-tib при дослвдах застосовували «рчанокислий алюм1Н1й, хлорне за-Л1зо, pi3Hi добавки /цемент, шлак, сода та 1нш/.

На ochobi З1ставленних анал131в проведених реэультатхв дос-Л1джень, математично5 обробки на Effi ЁС-1022 встановлений тип /вапно/ та оптимальна доза реагентхв - 10% в1д ваги сухоi речовини осаду при яких досягнуто усиления осадхв Ш групи водних дже~ рел волог1стю з 99,5% до 93% в o6iry 8 годин. Введения в осади IHлих видхв добавок та реагентхв не дозволяють отримати так1 па-раметри усиления.

б/ Вибхр параметров збезводнювання осадхв /КВС/.

Проведем дослз:ди складали збезводнення осадхв на ф1Льтро-вальшй воронцх гад тиском та вакуумом для вибхру оптимальних режи мхв та обробщ отриманих параметргв збезводнення на ф1льтргтрес1 ФПШ5-0,5 та вакуум-ф1льтр1 В0У-0,25.

Встановлено, шо оптимальна продуктивнхсть фхльтрпресування досягаеться при вих1ДН1й вологост1 осад1в 53+96% та дозх добавляемого 10% розчину вапна в к1Лькост1 20% cyxoi речовини осаду до к1нцево'1 вологост1 55-60%.

Процесс збезводнення осадгв П1д вакуумом характеризувався високою його инцевою вологхстю /75+86%/ при як1й подальша його утилхзац1я неможлива.

Встановлен1 ochobhi параметри збезводнення осадгв iil групи вс них джерел;

-30 -

- доза вапна - 20% вгд кглькостг сухог речовини осаду;

- продуктивнхсть фхльтрпреса - 14+17 кг/м^ай^при вологостх уааленого осаду 93-96%; .

- тиску ф1льтр-пресування - 0,4 М11а;

- тиск вIджиму - 0,5 МЛа;

- час фхльтр-пресування - 8 хв.;

- волог1сть осад1в теля збезводнювання - 55*60%.

в/ Дослхди процесхв удаления та збезводнювання на прикладх >сад1в Дн1провсько1 водопровхдноЗ-атанцй" м. Киева /I група водч ■ их джерел/.

При досл1дженн1 процесхв удаления осадхв встановлено, то юади I групи водних джерел неможливо уоалити до вологостх 95% [ав1Ть з додаванням вапна в кхлы^си 100% вхд сухох' речовини юадхв, тому виникла несйхгднхсть в розробц1 других напрямгв хн-•енсифхнацтЗЕ процесхв ушхлення.

Осади 1 груш водних джерел мають вишу кольоровхсть з об'ем-юю вагою /1,01+1,00 т/м3/, тому процес ушхлення ¥х дужеважкий. 5 якост1 обважнювача при уанлетп таких вид1в осад1в запропонова— ю застосувати каолингтову_глину з сходним до них гранулометрич-ош складом. Для цього була проведена серхя дослхдхв з застосуван-)ям р1знох кхлькост1 розчишв глини для хнтенсиф1кац1х процесхв шлення.

Остановлено, .що процес ушхлення хнтенсифхщр^еться пропорцхй-10 кхлькостг застосованого 10% розчину глини. Для цих осадхв з зиходнох вилогхстю УЬ,5% добавка глини в к1лькост1 30% В1Д кхлько-уг1 сухох речовини исад1в знижуе його вологхсть до 94% шсля 24-."■одинкого ушхлення,який лотхм можлиао збезводнювати.

11родуктивн1сть фоьтрпресу при збезводнюванн1 осадхв I групи

О

зодних джерел дорхвнюе 5 кг/м .ч при застосуваннх 10% розчину вап-4а в кхлькост! 160%. В1Д коькостт сухсх речовини у вихвдному осадх.

Тому з метою хнтенсиф1кацх1 процес1в збезводнювання осадiв за-стосували метод його попереднього HarpiBy до температури 50-801

Будова гхдратированох частки твердо! фази осад!в ДВС при введен»! каолтнгтовог г.лини для ix ущг.лення та збезводнювання.

На пхдставг проведения фхзичних та х1М1Чних досладхв оса-

I

Д1в ДВС .вхднесених до I групи чодних.джерел встановлено, шо вони характеризуются органо-мгнеральним гелеобразним колох'дом Ушлення такого типу осадхв э^використанням 10$ розчину вапна неможливо, тому на пгдставх теоретичких викладок та проведених дослвдв застосували 30$ розчин каол1н1тово1 глини яка сприяе ускорению осхданню гелеобразних осад1в.

Теоретично можно вважати, то при-взаемод11 з глинистими частлами молекули дисперсноЗс фази осаду утворюють гхдратш обо. лонки навколо них. Полярш молекули води стикаються з поверхне! глинисто! частки взаемод1ють з электричними зарядами ц±ех пове' Hi та орхентуються коло неЗс таким чином, то структура такого а, сорбц1йного шару води.зблизюеться до структури кристалу. Навко адсорбщйного шару ор13нтованих молекул води утворюеться дифуз оболонки в як1й орхентацхя молекул по .товцц поступово порушует ся за рахунок безпреривного теплового руху, а властивостх набл жаються до властивостей капелько-^хдко1 води.

Теоретично схема побудови ггдратованох частки осаду характерна уються сл !дуючим .образ ом::

- М1цели глинистих суспензхй являють собою велик! г!драт рован1 частки, ядра яких складаються 13 зерен кварца, карбонат кальцхя та магн1я, польового шпату розмхром Ь-20 мкм;

- поверх« ядер.маюни негативний заряд, сорбхрують 1з во ного солевого розчину Удисперсне середовише — вода/ катхони к талхв /К+, л/a*, Cef*", молекули води та мхлкошаров! /+/

- 32 -

заряжен1 частки ггдроксидгв залхза та 1нших речовин;

- навколо первинного адсорцхйного шару формуеться другоряд-яий дифузний шар, який пхдтримуе загал'ьну электронейтральмсть

г не мае надежно? ориентировки. В склад дифузхйного шару входять налх кристали глинистих компонентов /розмгром меньш 0,5 мкм/, як1 б складними утвсреннями.

Таким чином коагулящйна структура осадхв утворюеться П1д ],1ею м1жмолекулярних сил зчхплення дифузних структурних оболонок *оло?дних частой глинистих компонентгв , якх вносяться реагентом три ущхльненнх та больше часток, якх е в виххдному осад1. Тому зода може бути представлена як безладний пространний каркас, /твиренний в результат молекулярного зшхплення коло?дних та дис-терсних часток. В процес1 нагрхву суспензхй в розробленому спосо-51 обробки гхдроокисного осаду з метою збхлывення водов1ддач1 три його збезводненн1 збхлыцуеться 1нтенсивн1сть теплового руху «алих часток, як1 складають дифузну оболонку мтцел, збоьшуеться аль^сть удархв, як1 сприяють концентращ? твердо? фази, стисненню 'вердо? фази дифузно? оболонки мхцелл та вивоьнено? хз не? част-;и рихлозв'язано? води. Зилучення х1м1чно-зв'язано? води 13 час- , ■ок глини в процес1 нагрхву приводить до утрати колохдних власти-юстей та здхбност1 до набухання.

Таким чином, ефект для осадхв I групи водних джерел поясняться слтдуючую закономхрнхстю Д1? факторхв введения глини та 1агртву:

- частки глини мають Ш1ЛьН1сть /2,6^2,65 т/м2/ обважнюють 1вгкх пластхвц1 ггдроксидхв осадхв /ш1льн1сть 1,02-1,61 т/м3/ прияють ?х агреганню, ускорюють осхдання та,таким чином, забез-:ечують утхлення гелеобразних осадхв до вологост1 '94-96%;

- глинист1 м1нерали /каол1Н1т/ при п1двишеН1й температур! умовах взаамсА!? пост1йно? нагрузки /збезводнення осаду/

роявляють стремл!ння'д0 ор!внтировки базальних плоскостей час-

ток перпендикулярно прикладенох нагрузки, то приводить до змхни структури суспенз11 осаду, збоьшетй укладц! часток, 1нтенсив-ному уицленню твердо? фази та вилученнх значних кхль'костей води, яка знаходилась ран1Ш в сполучтй формг.

В процес1 збезводнення осадхв I груш водних джерел на фхльтрпрес! до твердо? речовини осадхв з добавкою глини прикла-дуеться пост1йнод1юча нагрузка - тиск фхльтрпресування, тому збезводнення такого осаду в нагрхтому стага е другим фактором, який забезпечув збхльшення фмьтруемост! осадхв та пхдвииення продуктивное^ процесу. При цьому енергомхстка операцхя - нагрхх проводиться не з ус1м об'емом, а ильки з уиаленою частиною, яна складае 10-40$, то значно скорочув витрати тепла. Нагрхв осаду проводять при швидкост1 шдвишення температури 3+8 град/х! При ускорена нагр!ву може виникнути кипхння .оргаично? частки осаду.

Осковнх параметри обробки осадхв I груш водних джерел

такх:

- вологхсть еиххдного осаду - 99,5-98%;

- доза глини при ушхленнх - 20% вхд к1Лькост1 сухо? речовини осаду;

- час ушхлення - 24 години;

- температура нагрхву осаду - 50-80°С;

о

- продуктившсть фмьтрпреса - 8+10 кг/м гай;

- вологхсть збезводненного осаду - 60-65%.

Методика оптим!защх технолог!! подготовки та збезводненн. о сад! в. проводилась на основ! математичного опису процес!в з об-робкою отриманих результат!в на ЕО^.

В зв'язку з тим, то способн1сть виххдних осадхв водопров!, них станцхй до ушхлення та збезводнення зм!нуеться в шроких ш тервалах в залежност! вод IX ф!зичних та х!м1чних властивостей

складу при вибор1 технологий та тараметр*в обробки осадхв не6<5~ хгдно проводити широк! експериментальн1 досладження для ko*hoï водопров1дно! станц!!. В умовах скорочення часу, зменБШвння витрат на дослхдження та вибюру м1н1мальних приведених витрат на технологгю подготовки та збезводнення для осадхв ножноЗс групп водних джерел запровонована методика оптимгзацхх при якхй про-цее утглення ocafliB /швидк1сть освхтлення пропорщйна волого-стх/ можно описати вираженням:

W- вологгеть осаду в частках одинищ в момент осаду

оегдання; ' »

vt4~ вихгдна вологхсть; % - продовжешисть утаения, год; M - константа швидкосм процесу удаления.

Для визначення технологхчних параметр!в упгглення, забезпе-чуючих мгн1мальн1 приведен1 витрати запропонована номограма /рис. 3/.

кравило користування номограмою

lia Bici абсцие знаходять крапку, вз:дпов1дну эадан1й кхнце-В1й вологоетт, noTibi встановлюють перпендикуляр до перехрешення з графгком вих1Днох вологостг осаду / и/о /. Зисота ордината, одержано! в нижньому квадрат1 - необх1дна продовженхеть ущхлення / Г /.

приведет при цьому м1нхмальнт витрати знаходять Ï3 таблица

При використаннг реагента - глинистого розчину для мдготов-ки осадтв I та Ii групи водних джерел в залежност! В1д кхнцевох во-

логост1 ушгленного осаду втд дози глини- можливо вирэхувати по формулх:

М/^-е , де /2/

' мхнхмальна вологхсть осаду пгсля усиления; У®— вологгсть вих1дного осаду;

/'¿'-.параметр дорювняння /к=0,07 на основ! практичних даних

по уипленню осад1в/; &>Г- доза глинистого розчину, в % вхд к1льк0ст1 сухо? речовини осаду... Залежнхеть яродуктивност1 16-1 ф1льтрпресу В1Д вологост1 У у/? } осад1в та дози вапна 1 1 можливо опиеати формулрю:

--—--:—)» Де М

продуктивнхсть фхльтрпресу без добавки вапна, кг/м^.ч; дЬ - доза вапна, %;

параметри, як1 залежать вхд властивостей вихвдного осаду.

Характер зм1ни цих величин в залежностх взд осадхв можно виразити зрхвнянням:

^ = 2й,в-2(\л/г - 91)

0,04-0,00311^ - 91) /? = 0,0097-0,005 •

Иорхвняння /41 разом з формулою /3/ е математична модель процесу збезводнення уш1ленних осадгв Ш га И груп водних дже-рел.

В раз! використання тепловох обробки осад1В .перед гх збеэ-водненням та реагента - глини, продуктивтсть ф1Дьтрпреса-мож-

ливо описати як:

- а * ¿-Ъг , де - /Ь/

5Эг~ доза глини, % вод кхлькост1 сухо? речовини осаду;

Ь- кхнцева температура нагрхву осадхв, °С;

- параметри зр1вняння як1 знаходяться на основ1 результатхв контрольних чотирьох дослоджень по формулах.

Подставивши IX значения в зр1вняння /Ь/ отримаемо слуДуюче вираження:

$ = -7,52 + 0,77 0,156 . £ +10"''■¿■Юг /6/

Користуючись зрхвнянням /6/ можно вирахувати продуктив-Н1сть ф!льтрпреса для осад1в I та 11 груй водних джерел для р1з-них аначень параметрхв Юг та обробляемих осадхв.

_ В п"ятому розд!л! приведен1 результата дослхджень метод! в утилхзацй' осадхв водопроввдних станц1й.

Проблеми утил1зац1Г збезводненних осадхв утворених на очи-сних спорудах водопроводних станц1й при очишенш води виявляють значний 1нтерес; як з питань зменьшення забруднення поверхшх водних джерел та прилежних навколо них земель, так х -з метою збхльшення екологхчност1 роботи системи мехаичного збезводнен-ня осадхв.

УтиЛ13ован1 осади приймають товарну якгс*ь, шо дозволяв, або повн1стю частково. або повнхстю компенсувата витрати на 'хх подготовку та збезводнення.

Отриман! на водопровхдних станцхях при очистцх прирсдних вод осади накопичуються в велик1й кхлькост1.

Так, напрнклад, на станц11 продуктивна: сто 600 тис.м3 води

на добу утворюеться в середньому 15 тис.т сухох речовини осада.

Зберхгання такох' к1Лькост1 та хх складування, вивхз в водвали

забруднюють навколишнв середовише та потребують водчуження орних 1

земель.

Разом з цим, накопичега на станцхях осади являють собою складну органо-аднеральну сумхш, складають ряд цхнних елементхв в яких терплять нужду рхзн1 галуз1 народного гооподарства.

На основ1 проведених дослхдхв разом з хншими хнститутами та организациями встановлена можливгсть.утилхзац11 осадхв. При рлиенн1 питань пер'еробки та утил1зацх1 осадхв для'кожно? водопро-. вхдн01 станц11 велике значения мають його ххмхчний, мхнералогхч-ний склад та 'ф1зико-х1М1ЧН1 власуивост1.

Переважно м1неральним складом 61льшост1 осадхв середньог мутност1 е глйн1ст1 мхнерали - каол:Ёш;т, монтморхллонхт та геле-образн1 .гадроксили алюм1Н1я, кремнхя^ зал1за, а також гхдрослюди, кварцу га оргатчних домхшок. 0с|1ди маломутних.високскольорових вод складаються з орган1чних речовин.

3 залежност1 В1Д складу та властивостей осадхв можуть бути вибрат р1знх шляхи ?х утил1зац11. . .

Типгчнх осади, як1 походжують по складу до .природного гли-. нисто1 тф льосовидно1 сировини, переважно використовувати як ке-рамхчну .сировину, компонент1в при випуску. рхзних будхвельних ма-тер1ЭЛ1в, цемент1В, бетонхв, захисних покрить та 1нш.

Осади з веяиним вмхстом органхчних речовин, яв1 утворенх при очистц1 багатокольорових маломутних вод можно використовувати в с1Льському господарств1, або отримання.пористих заповнювачхв га фхльтруючих матер1ал1в. .

В табл. 5 приведем основн1 метода утил1зац1? осадхв, як1 ?озроблен1 при досл1дженйях., ■ ■

В 6-7 розд{дах приведен! безстхчнх схеыи роботи очисних зпоруд водопров1дних станцхй", розробленх на 5х основх рекоыендацх? *ля. проектування цих схем по характерниы групам. водних джерел Ук— захни, а також результата впровадження розроблених технологгй пхд-

-Заготовки , збезводнення та утиЛ1зац11 осадгв водопроввдних стан-ц1й.

На рис. 4 наведена безстхчна схема очисних споруд Кочетоь сько1 водопров1дно1 станц11 /м. Харкхв/ при обробщ осадгв Ш гр пи водних джерел.

По технолог!? очистки води в тепергшнхй час на станци пр мивн1 води фхльтрхв Та осади горизонтальних в1дст1йник1в скида-ють через ргчку Тетлегу в Схверський Двнець, шо привело до 3awj лення цих рхчок.

По розроблемй схемх-вода насосной стакцгею лз водозабора р. С1в.Дйнець в кхлькост! 750 тис.м3Удобу через реакц1йН1 ка-мери У 2 У подаеться на очистку в три блоки горизонтальних вхд-ст1йник1в У 8 У, 13 яких поступав в швидк1 -ф1льтри У 7 /. 1з ф1льтр1в промивна вода по збросним колекторам ввд 3-х блокхв се мот^чно поступае в два накопичувача У 3 У в якому е п1сколовка системою вилучення осадхв. По Mipi накопичування;з них вода пе£ качуеться в голову очисних споруд на повторну очистку. Уиальнее осад ;промивно1 води разом з nicKOM насосов|перекачуеться в вер' тикальш: уипльнювач1 У 4 У. Для хнтенсиф1кац11 процесу зшхленш осадхв з вих1дно'1 вологост1 99,8+98% до 93-94%, 1з розчинногс б£ У 5 У насосом-дозатором в уш1Льнювач1 подаеться 10% розчин ват в кхлькост! 10% В1д cyxo'f речовини осадхв. Час уойльнення дорп нюе 8 годинам. Дал1 осад шд Д1ею гхдростатичного тиску постуга в накопицувач У 2 У, устаткований мешалкою, потхм осад перепускаешься в мониус У. 6 У, в який також насосом-дозатором подаетьс розчин вапна.1з монжуса осад стислим пов1трям перепускаеться в фхльтрпрес ФПАКМ-25 У I У на збезводнення.

Збезводненний до вологост1 60-о5%.осад 13 вих1дного лотке подаеться в бункер на складування та вивхз на утилхзацхю.

Таким'одном розроблена безст!чна схема роботи очисних сп<

Soda Sîà про»/ тм&ки, тканин фьльтроБ

О

Рис' 4- стан5!Им?ХХа?к?в/°ТИ очисних-СПОРУД"Кочетокськох водопроводное

руд водопровхдних станщй. включае в себе: промивна вода швидких фтльтр1В через накопичувач1 повертазться в голову очисних споруд на повторну очистку, осади горизонтальних вгдстхйникхв пхсля

уш1Лення подають на утилхзащю. Впровадження тако1 схеми-на очи>

сних. спорудах водоггровтдно! станц11 запобхгае скиданню промивних вод .$1Льтр1В та осадхв в'одоймища, осади утиЛ1зуються. в народному господарствг, доеягаеться економхя води. Розроблена схема впро-ваджена в робочу документацию "Повторив використання промивних ■вод фхльтрхв -та механхчне збезводнення осадхв Кочетокськох водо-,пров1дно1 станцхх м. Харкова".

Для водопровхдних станцхй I-П групи водних джерел безстхчна схема В1др1зняеться тим, шо для гнгенсифгкац11 уицльнення замхсть вапна ви^ористовують розчин глини. Перед збезводненням цх осади нагрхвають при темлератур1 50-80°С.

Для збезводнення осадхв Ш-1У груп водних джерел також ви-користовуються вакуум-фхльтри з врахуванням,продуктивное^ стан-. Цгй. -

Розроблен1 "Рек.омендашх. для проектування безеттчних схем 2£А2г!Е.511йних .спощд_по .хара^терни^дэшам водных джерел Укратни" обгрунтоваи. по вибору технологз:й П1дготовкй, збезводнення та утиЛ1защ1 осадхв в залежноей вгд груп осадхв поверхневих водних джерел, е нормативним документом при розширенн1, реконструк-цх1, проектуванн1 та будхвництву нових водопровхдних станщй.

.Б табл. 3 данх параметри уиилення осадхв, в табл. 4 парамет ри збезводнення осадхв з характеристикою виробничого процесу.

Утилхзащя осадхв водопровхдних-станщй доповнюе безстхчну схему роботи станщй очистки природних вод, шо ,цае можливхсть san 61ГТИ забруднення поверхневих водних джерел, сприяе oxopoHÍ нав-колишнього середовиша, розширенню сировинно1 бази та отриманню народногосподарського■економгчного ефекту.

Таблиця 3.

Нараметри ушхлення осад1в

Групи осадIв водних джерел ! Параметри усиления

!питома !волог1сть, ! % !реагент ! !к1льк1сть ! час (реагенту, ! ушхлення, ! % ! год. 1 I !волог1сть !п1сля !уш^лення,

I 99,0-99,5 глина 10-20 24 96-98

П 99,5-95,0 известь 10-20 24 96-97

ш 98,0-97,0 известь не более 10 8-16 , 92-94

97,5-96,0 - 8-12 85-92

Данг в табл. 4 параметра збезводнення осад1в складають ос-нивнх показники роботи устаткування та умови 1нтенсиф1кац11 про-цесу.

Таблиця 4.

Оснсвнх технолог!чнх параметра збезводнення осад!в

1 тгупи осадтв водних джерел

тип

устаткування

Нараметри збезводнення

тип реагенту

К1Льк1сть!волог1сть!продук-реагенту,!збеэвод- !тивн1сть, % !нення !кг/мл.год. !осаду, % !

I фхльтпрес глина нагрхв до 70-800 - 65-70 6-7

ц фх льтирьс вапно 20-30 60-65 12-15

ы фхльтрпрес вапно 10-20 58-60 18-23

вакуум-фильтр вапно 10-20 60-65 20-30

1У ф1льтрпрес вапно 5-10 52-65 22-28

вакуум-фхльтр вапно 5-10 55-60 35-45

Основш розробл'ёщ-метода утил1зац1х осад1в водопровадних станцгй

Таблиця 5

Групи Шлькхсть осадхв, утво-!

водвдх 1РеНИХ НтДЧ±ЯХУ . ! Мето^и У^зацхх

джерел |по ¡дри ВОлогосхг|

речовин! !60% П1сля ! !збезводнення

I

П

ПНУ

!Стад1я впро-¡вадження, !№ авторсько-!го свгдоцтвг

112,8 47,5

286,0

1340 550

2832

Металурггя /захисне покриття/

Буд1вельн1 мате-р1§ли, виробницт-во керамз!ту

;тво,

Робоча докуме тащя, № 1041534

Буд1вельнг мате-рхали, виробницт-во портландцемен- ництво •ту, с1Л1катнох-цегли

Робоча докуме тащя, буд!в-

№Ц1Ци >

№897729, 886492

Матерхали, викладен1 в робот1 отримали практичне застосу-"вання при проектуваннх,4.буд1вництв1 та впровадженщ досладно-промислового цеху для збезводнення мулових осадхв головних водо-проввдних споруд /АЕС/ на р. Кета м. Сосновий Бор, Ленхнградськс област1.

Завершуеться будхвництво цеххв механичнЬго збезводнення осад1в з пода'льшою його утилхэащею як протипригарнях покритть 1зложниць при розливх стал1 .на Ыолдавському металургхйному за-вод1 /м. Рибниця/, почато будхвництво водопровхднрг станц1х м. Резина /Молдова/ та 1авр1чеському ГЗК, Запорджсько1 обл. Зак1нчуеться розробка робочо? документацй' безстхчних схем робота очисних споруд Дн1провсько1 та Деснянсько'х водопровхдних станщй /м. Ких'в/; розпочато будхвництво споруд по переводу на безстину схему Днтпровську водопров1дку станцхю.

-40-

0сНОВН1 висновки

1. Встановлено, то запобхгання забруднення поверхневих вод-них джерел прошвними . водами ф1Льтр1в та осадами горизонтальних. вгдстхйникгв станщй очистки природних вод е актуальним питаниям та мае важливе народногосподареьке значения.

2. Вивченг фхзико-х1М1чнх властивост1 та походження осад1в 22 водопривхдних станщй Укра'хни, Молдови та Росй", як1 утворенх на спорудах при очистцх води 1з поверхневих водних джерел.

3. Науково обгрунтована та розроблена класифхкащя осадхв станщй очистки природних вод в эалежност1 В1Д тииу поверхневих водних джерел та фхзико-х1М1Чно5 властивост1 осадхв утворених при эчистщ води регхонхв рхчок: Днхпра, Схв.Дшця, Швденного Бугу, 1рута, та ирських р1чок Криму.

4. Зстановленх основш технологхчн1 параметри подготовки га збезводнення осадгв, як1 виключають IX викид в водн1 джерела.

5. Розроблена та впроваджена методика оптим1зац11 техноло-подготовки до утилгзацй' осадхв, яка 4ав можливхсть:

- скоротиги число проведених дослав;

- вибрати оптимальнх параметри обробки осадхв конкретних . станщй очистки;

- пропонувати /вибирати/ при проектуваннх оптимальн1 по кр1тер1ю вит'рат технологхчн1 схеми обробки осадхв;

- з метою скорочення витрат пращ та часу на дослхди "Методика ..." мае алгоритми та програми, якх реалхзо-ван1 на КОМ.

о. Розроблен1 нов1 техи1ЧН1 рхшення /а.с. № У052117, якг ають можливхсть утил1зувати збезводненнЁ осади. Встановлена за-оном1рнхсть процесу збезводнюючого ефекту з використанням факто-1в добавки присадки глини та нагрхву при обробщ осадхв I групи

водних джерел. '

7. Доведена можливгсть використання вхдходхв х1М1Чних ви-робни'цтв при обробцх осад1в Ш та 1У груп водних джерел, розкритий . механхзм процесу.

' 8. Розроблею способи утил1зац1х осад!в станцхй очистки природних вод, як1 виключають хх скидання в поверхнев1 воднх джерела./а.с. № 831338, 886492, 1041534/.

9. Розроблен1 та впроваджен1 рекомендац11 для проектування безстхчних схем очистки природних вод по характерним трупам вод-"них джерел: .

- при пр.оёктуванш, будхвництвх та впровадженнх дослвдно-промислйвого цеху збезводнення мулових осадхв головних водопровод-них споруд /АЕС/ продуктившств 62 тис.м3 води /добу, то дало можлив1Сть отримати економхчний ефект 198,8 тис.крб. на р1к /цгни 1990 р./ та запобхгти подальшого зб1Льшення к1Лькос,т мулових ставкхв;

;. - в проектйй документацй* реконструкщх та розширення водо-Проводних станц1й м.м. Харкова, Киева, Запорхжжя, Б1Л01 Церкви, ФеодОС11,- та хншх, продуктившстю 2,5 млн.м3 води на добу;

в

- цроектуваннх та будхвництв1 водопроводних станцхй Тариче-ського ГЗКа, Молдавського металург1йного та Резхнського цементного заводхв; розпочато будхвництво на Дн1провськ1й -станцп м.ди1в.

10/ Дхйсний економхчний ефект'вод ^провадження в робочу документами результата роботи склав 1,5 млн.крб./р1к, то дало иожливхсть запобхгти 'скйданню промивних вод фоьгрхв та осадхв горйзонтальних. в1дстхйникхв в водоймиш, зберегти передбаченю раньш дия використання под муловх майданчики значн1 територхг /до 1500 га/ орних земель;ефективнхсть подана у цшах 1990р. , Широке впровадаення роботу дасть можливхсть з!кономити за 'А . ' •

laxyTOK утюпзацГг осадгв бхльл як 201 тис.т природноï сирови-и для промисловостх будхвельних MaiepianÎB та чорнох металур-TÏ. '

Ochobhï положения та результати дослав, якх викладен1 в дисертацп, опублткованг в слвдуючих наукових працях:

1. Тчрин Е.И.,3ев ;внко Л.Я.,Волик Ю.И.,Беспалый B.C. v

>одопроводным станциям работать без стоков. - Ж. Городское хо-яйство Украины, Киев, № I, 1980, с.24.

2. Шевченко Л.Я.,Ютина A.C., Колесник Н.И., Барабащ В.В. 1лияние физико-химических свойств осадков водопроводных станций [а процесс их обезвоживания. - Ж. Хи^ия и технология воды АН ССР,'Киев, т.2, №3, 1981, с.144-148.

3. Шевченко Л.Я., Ютина A.C., Беспалый B.C. Сгущение и обез-юживание осадков отстойников водопроводных станций. - Инф. 'ОСИНТИ серия "Охрана окружающей среды", М., енп. 10/4, 1980,

4. Шевченко Л.Я., Ютина A.C. Утилизация осадков водопроводных ;танций. - Инф. ГОСИНТИ, М., вып.1, 1981, с. 1-4.

5. Гавря Н.С., Новосельцева Л.В.,Шевченко Л.Я. ,Шина A.C., .'омпаниец В.И. Применение метода электрокоагуляции для интенсифи-:ации процессов сгущения и фильтрования водопроводных осадков.-

Е. Химия и технология воды АН УССР, Киев, т.З, № 6, 1982, .57-58.

6. Шевченко Л.Я., Ютина A.C., Скряга В.Г., Терновская О.И., >олик Ю.И. Исследования института "УкркоммунНИИпроект" по бесточ-[ым схемам работы очистных сооружений водопроводных станций и нтенсификации процесса очистки природных вод. - Тезисы докл. сесоюзной научно-практической конф."Повышение качества проекти-

рования -и эффективности работы систем водоснабжения и водоотве-дения", Уфа, 1981, с.24-26.

7. Шевченко Л.Я., ©тина A.C., Волик Ю.И. Применение термо-рбработки при обработке производственных сточных вод водопроводных станций. - Материалы всесоюзного научно-техн.семинара, М., 1ЩНТП, 1982, с.26-31.

8. Ютина A.C., Яовосельцева Л.В., Гавря Н.С., Шевченко Л.Я., Интенсификация процессов обезвоживания водопроводных осадков физико-химическими методами // Пути совершенствования интенсификации и повышения надежности аппаратов основной химии : Сб. тез. докл. всесоюз.семинар. г.Сумы, изд, ХПИ, 1982, т.4, с.57-62.

9. Гавря Н.С., Компаниец В.И,»Новосельцева Л.В., Шевченко Л.Я., Ютина A.C. Барабанный вакуум-фильтр. - I. Городское хозяйство Украины, Киев, № 2 1982, с.17.

10. Шевченко Л.Я.,Касьянов Г.В..Печеник Ф.А. Проект получил "Отлично". - Ж. Городское хозяйство Украины, Киев, № 3, 1983., с.15.

11. Шевченко Л.Я., Волик Ю.И., Ютина A.C., Скряга В.Г. Новые технические решения в работе очистных сооружений водопроводных станций. - Сб. науч. тр. Харьковского инж.-строит.ин-та, 1984, Рукопись деп. во ВНИИИС, 1984., вып.1, № 4600. - с.9.

12. Шевченко Л.Я., Волик Ю.И., Пути увеличения водоотдавдей способности осадков водопроводных станций при'обезвоживании их под вакуумом. - Строит, и архит., М., ВНИИИС, библ. указатель деп. рук., вып. 5., 1984, с.26-28.

13. Ютина A.C., Логвиненко А.Й., Шевченко Л.Я. Исследование минералогического состава- осадков водопроводных очистных сооружений. - Строит, и архит., М., рук.деп. во ВНИИИС, }f> 5054,вмп.5, 1984, с.4.

- 48 -

14. Новосельцева Л.В., Гавря Н.С., Югина A.C., Шевченко Л.Я., Компаниец В.И. Магнитная обработка водопроводных осадков. - Ж., Химия и технология воды АН УССР, Киев, т.8., № I, 1986, с.78-79.

15. Логвиненко А.Н., Югина A.C., Шевченко Л.Я., Дрижерук М.Е. Минералогический состав осадков некоторых водопроводных станций Европейской части СССР.- Ж. Химия и технология воды АН УССР., Киев, т.7., № 4, 1985, с.65-69.

16. Шевченко Л.Я., Терновская О.И., Колесник Н.И., Югина A.C. Использование фильтрата после мехобезвоживания осадка водопроводных станций. - Строит, и архит., М., рук.деп. во ВНИИИС,

№ 5970, вып.6, 1985, 3 с.

17. Волик Ю.И., Шевченко Л.Я. Применение отходов химпроиэ-водств при обезвоживании осадков водопроводных станций. -Строит, и архит., М., рук деп. во ВНИИИС, V 5970, вып.б.,1985, 3 с.

18. Шевченко Л.Я., Волик Ю.И., Терновская О.И., Колесник Н.И Классификация осадков водопроводных станций УССР в зависимости от качества поверхностных водоисточников. - Строит, и архит., М., рук.деп. во ВНИИИС, № 5054, вып.б., 1984, 6с.

19. Волик Ю.И., Терновская О.И., Шевченко Л.Я. Классификация осадков водопроводных станций в зависимости от качества водоисточников. - Тезисы докладов Всесоюз.научно-техн.конф. "Основные направления развития водоснабжения, водоотведения, очистки природных и сточных вод и обработки осадков", Харьков, 1986, ч.П., с.136-140.

20. Шевченко Л.Я., Винарский М.С., Югина A.C. Методика определения технологических параметров мехобезвоживания осадков водо проводных станций. Киев, Офсет заказ 16/ДСП, 1982, 40 с.

21. Шевченко Л.Я., Волик Ю.И. Рекомендации для проектирования

бессточных схем водопроводных очистных сооружений по характерг ним группам водоисточников УССР.-Харьков, Офсет УКНИПИ, заказ. 461/ДСП, 1985, 39с.

22. Шевченко Л.Я., Сафронов М.Ф..Колесник Н.И., Терновская О.И. Осадки водопроводных станций - как стимулятор роста леснк насавдений и биологическая защита семенной люцерны с целью повышения ее урожайности. - Строит, и архит., М., рук.деп. во ВНИИИС, Госстрой СССР № 5054, вып.5, 1984, 4с.

23. Шевченко Л.й. Утилизация осадков водопроводных станций.

- Ä. Водоснабжение и санитарная техника.,М.4,1985, с.21,

24. Шевченко Л.Я. Расчет параметров обезвоживания осадков при реагентной обработке воды Кочетокской' водопроводной станци

- Экспресс информация сер. ВШ № 48, вып.8,1985.

25. Логвиненко А.И.,10гина A.C., Шевченко Л.Я. Сравнение мин рального состава осадков водопроводных станций и естественных водоемов. - Ж. Минералогия и петрография № 2, 1988г.

26. Шевченко Л.Я., Волик Ю.И., Терновская О.И., Колесник Н. Влияние на физико-химические свойства осадков и их обработку.-

- Строит, и архит.,М., рук.деп. во ВНИИИС, № 9554, вып.6.,1989 с.6.

27. Шевченко Л.Я., Волик Ю.И., Терновская О.И., Нестеров ¡0. Интенсификация процессов очистки природных вод методом активац

- Строит, и архит., М., рук.деп. во ВНИИИС, № 9572, вчп.6, 198 4с.

28. Шевченко Л.Я. Экономические аспекты бессточных схем очи стки природных вод. - Препринт ин-та экон.пром. АН Украины, г.Донецк, 1992, с.8.

29. A.c. 831338 СССР, МИ3 В22С 3/00. Защитное покрытие дяя поддонов и изложниц /А.С.Югина, Е.И.Турин, Л.Я.Левченко /СССР/

- 50.30. A.c. $ 886492 СССР, ГШ3 С09Д 5/08. Композиция для антико-розионнчх покрытий /Л.Я.Шевченко, Е.И.Ткгрин, Г.Н. Ломако 'СССР/. - не публ.

31. A.c. T« 897729 СССР, МИ3 С04В 7/02. Счрьевая смесь для юлучения портландцементного клинкера / Л.й.Шевченко, А.С.Югина [.А.Берштейн, Г.Н.Ломако /СССР/ - 6с.

32. A.c. V 905211 СССР, М3 С02Р 11/12. Способ обработки 'идроокисного осадка/ Л.Я.Шевченко, А.С.Югина, М.С.Винарский, • ). И. Во лик, В.Х. Сметана / СССР/ - 6с.

33. A.C. » I04I534 СССР, !Ш3 <^04В 31/20. Способ получения :ерамзитового гравия / Л.Я.Шевченко, А.С.Ютина и др./СССР/.-■5с. * ■

34. A.c. К* 952270 СССР, Mffl3 COßF 9/00. Способ очистки воды 'О.И.Терновская, В.Г.Скряга, Л.Я.Шевченко /СССР/- 4с.: ил.

ЗЬ. A.c. № 1142909 СССР, ,МлИэ A0I 61/00. Средство защиты ¡ноголетних бобовых трав от клубеньковых долгоносиков. 'М.Ф.Сафронов, Л.Я.Левченко, Н.И.колесник, О.И.Терновская и др. 'СССР/. - не публ.

36. A.c. 'i 1209606 СССР, ШИ3 С02£ 1/24. Способ очистки во-14 от водорослей и взвешенных веществ /Л.Я.Шевченко, М.С.Винар-; :кий, В.Х.Сметана /СССР/. - Зс.:ил.

^дпоятдальний ля вилуеч ч'.т.н. Червоня М.С. !;д1;:сяно то 2.02.94 Зцано до набору 17.02.94.

Тира:'? ЮОп. Бсзкоитовно. Замовлення 'А:2Т •.:цявиича *ipva "A.2i\l.i0n м.Харгав,' Плйх*1пвськп,4-я