Використання активованих розчинів реагентів для інтенсифікації роботи контактних прояснювачів при доочистці стічних вод від біогенних елементів

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ВОДНОГО ГОСПОДАРСТВА ТА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ

АВТОРЕФЕРАТ

ВИКОРИСТАННЯ АКТИВОВАНИХ РОЗЧИНІВ РЕАГЕНТІВ ДЛЯ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ РОБОТИ КОНТАКТНИХ ПРОЯСНЮВАЧІВ ПРИ ДООЧИСТЦІ СТІЧНИХ ВОД ВІД БІОГЕННИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківській національній академії міського господарства (ХНАМГ) Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України.

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор Душкін станіслав станіславович, Харківська національна академія міського господарства, завідувач кафедри водопостачання, водовідведення і очищення вод.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор ФИлИпчук віктор Леонідович, Національний університет водного господарства та природокористування, завідувач кафедри охорони праці і безпеки життєдіяльності;

кандидат технічних наук, Лунін Сергій Васильович, головний інженер проекту ТОВ «Еко-Інвест».

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету водного господарства та природокористування за адресою: 33028, м. Рівне, вул. Приходька, 75.

Автореферат розісланий «27» травня 2011 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, к.т.н., доцент Востріков В.П.

Загальна характеристика роботи

Актуальність роботи. Побутові стічні води та стічні води багатьох галузей промисловості, сільського господарства характеризуються підвищеним вмістом амонію та фосфору. Недостатнє видалення цих речовин зі стічних вод є причиною забруднення підземних і поверхневих вод, призводить до евтрофікації природних водоймищ. Надмірний розвиток водоростей погіршує роботу водозабірних споруд та рибний промисел, зменшує гідравлічні параметри потоку (швидкості берегових течій), цвітіння водойм також призводить до зниження органолептичних показників води. Антропогенний внесок цих біогенних елементів постійно збільшується за останні десятиліття та є причиною негативних змін структури та функції різноманітних екосистем.

В сучасних умовах особлива увага приділяється інтенсифікації процесів очищення стічних вод, вдосконаленню технології і розробці нових ефективних методів очищення, впровадженню ресурсозберігаючих технологій, модернізації існуючих методів і конструкцій водоочисних апаратів. Для підвищення ефективності очистки стічних вод от грубодисперсних та колоїдних забруднень використовують мінеральні коагулянти. Усе більшого значення набувають фізико-хімічні методи, до числа яких відноситься розглянутий у даній роботі метод використання розчинів коагулянтів, що піддавалися магнітно-електричній активації, для інтенсифікації роботи контактних прояснювачів при доочистці побутових стічних вод від біогенних елементів. Він дозволяє інтенсифікувати процеси очищення стічних вод, знизити витрати реагентів, що використовуються при очищенні стічних вод без погіршення якості очищеної води, зменшити витрати на експлуатацію очисних споруд, збільшити їх продуктивність і зменшити собівартість очищеної води. Економічна і технологічна доцільність використання активованих розчинів коагулянтів у процесах доочищення стічних вод підтверджена дослідженнями, виконаними в лабораторних умовах і на дослідно-промисловій пілотній установці на каналізаційних очисних спорудах ЦОС-1 м. Запоріжжя. Розроблений метод інтенсифікації процесу очистки стічних вод від біогенних елементів із застосуванням активованих розчинів коагулянтів пройшов апробацію, технологічні прийоми і конструктивні рішення для їхньої реалізації захищені патентами України № 86545, № 45046, № 53298.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана згідно з держбюджетною темою Міністерства освіти і науки України «Розробка ресурсозберігаючих екологічно-безпечних технологій при очистці природних і стічних вод» (№ держреєстрації 0107U000253), у якій автор брала участь як співвиконавець.

Мета і задачі дослідження: Метою дисертаційної роботи є обґрунтування використання розчинів реагентів, що піддавалися магнітно-електричній активації, для інтенсифікації роботи контактних прояснювачів при доочистці стічних вод від біогенних елементів.

Для досягнення поставленої мети необхідне вирішення наступних основних задач:

проаналізувати сучасний стан існуючих методів інтенсифікації процесів очистки стічних вод від біогенних елементів;

розробити експериментальну установку для дослідження процесу дефосфатизації стічних вод на контактних прояснювачах з використанням активованих розчинів реагентів, обґрунтувати методику проведення досліджень, виконати оцінку надійності та відтворюваності експериментів;

дослідити вплив розчинів реагентів, що піддавалися магнітно-електричній активації, на структурно-механічну гідратацію коагульованих домішок;

дослідити методом ЯМР-релаксації вплив активованих розчинів коагулянтів на процеси доочистки стічних вод;

вивчити основні фактори, що впливають на прояснення стічної води на контактних прояснювачах при обробці її активованими розчинами коагулянтів;

провести напівпромислові дослідження активованих розчинів реагентів на очисних спорудах каналізації та впровадити результати досліджень в практику проектування комунального водовідведення.

Об'єкт дослідження - процес доочистки стічних вод від біогенних елементів на контактних прояснювачах з використанням розчинів реагентів, що піддавалися магнітно-електричній активації.

Предмет дослідження - закономірності прояснення води на контактних прояснювачах, як основних елементів системи доочистки стічних вод, з використанням активованих розчинів реагентів.

Методи дослідження. Дослідження виконані у лабораторних умовах, на дослідно-промисловій пілотній установці, розташованій на ЦОС-1 м. Запоріжжя. Лабораторні дослідження виконані з використанням оптичних та фізико-хімічних методів. Математичну обробку результатів здійснювали з використанням сучасних методів статистичної обробки, результати експериментів - відповідно до рекомендацій Міжнародного союзу чистої і прикладної хімії за методами визначення і формою позначення помилок відхилень, одержуваних при масових аналітичних дослідженнях. Оцінку надійності і відтворення дослідних даних визначали в межах довірчого інтервалу.

Наукова новизна одержаних результатів. У дисертаційній роботі набули подальшого розвитку методи інтенсифікації роботи контактних прояснювачів при доочистці стічних вод від біогенних елементів, що полягають в наступному:

вперше запропоновано і обґрунтовано метод використання розчинів коагулянтів, що піддавалися магнітно-електричній активації, для інтенсифікації роботи контактних прояснювачів при доочистці стічних вод від біогенних елементів;

обґрунтовано теоретичні передумови, що пояснюють механізм інтенсифікації процесів доочистки стічних вод на контактних прояснювачах за допомогою активованих розчинів коагулянтів;

визначено умови використання активованих розчинів коагулянтів сульфату алюмінію та хлориду заліза (ІІІ) для інтенсифікації процесу доочистки стічних вод від біогенних елементів на контактних прояснювачах;

одержано функціональні залежності, що характеризують ефективність прояснення стічних вод на контактних прояснювачах в залежності від основних факторів, що впливають на доочистку стічних вод в цих спорудах при обробці їх розчинами коагулянтів, що піддавалися магнітно-електричній активації.

Практична значимість одержаних результатів:

- на підставі проведених теоретичних та експериментальних досліджень, для підвищення ефективності роботи контактних прояснювачів запропоновано метод обробки стічної води розчинами коагулянтів, що піддавалися магнітно-електричній активації;

- обґрунтовано умови використання активованих розчинів коагулянтів в залежності від якісних показників біологічно очищених стічних вод;

- методом математичного планування експерименту складені функціональні залежності для прогнозування ефективності прояснення стічних вод та видалення з них сполук фосфору на контактних прояснювачах залежно від вихідних концентрацій завислих речовин та фосфатів, доз реагентів та швидкості фільтрування, які можуть бути використані в інженерних розрахунках;

- результати дисертаційної роботи використані при розробці технологічної документації для промислового впровадження активованих розчинів коагулянтів в технологічній схемі очищення води на каналізаційних очисних спорудах ЦОС-1 м. Запоріжжя та у проекти Північно-Східного наукового центру (НАН та МОН України);

- розроблено рекомендації щодо раціонального використання коагулянтів і зниженню їх розрахункових доз для каналізаційних очисних споруд м. Сисерті (Свердловська область, Російська Федерація).

Особистий внесок автора. На основі теоретичних і експериментальних досліджень автором особисто розроблені й сформульовані основні положення дисертаційної роботи з визначеного кола питань, а саме: проведені дослідження теоретичних передумов інтенсифікації роботи контактних прояснювачів для доочистки стічних вод від біогенних елементів із застосуванням активованих розчинів коагулянтів; виконані лабораторні дослідження на КБО «Диканівський» м. Харкова, а також промислові випробування пілотної установки на каналізаційних очисних спорудах ЦОС-1 м. Запоріжжя; встановлено основні фактори, що впливають на прояснення стічних вод при обробці їх активованими розчинами коагулянтів; методом математичного планування експерименту складені функціональні залежності, що характеризують ефективність прояснення води на контактних прояснювачах залежно від вихідної концентрації завислих речовин та фосфатів у біологічно очищених стічних водах, дозування активованого розчину коагулянту та швидкості фільтрування води; розроблено технологічну документацію для промислового впровадження активованого розчину коагулянту в технологічній схемі очищення стічних вод на каналізаційних очисних спорудах ЦОС-1 м. Запоріжжя та у проекти Північно-Східного наукового центру (НАН та МОН України); розроблено рекомендації щодо інтенсифікації роботи контактних прояснювачів для доочистки стічних вод від біогенних елементів із застосуванням активованого розчину коагулянту на каналізаційних очисних спорудах м. Сисерті (Свердловська область, Російська Федерація).

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень і головні положення дисертації доповідалися й обговорювалися на наукових конференціях: міжнародній науково-технічній інтернет - конференції «Використання пластмас у будівництві і міському господарстві» (Харків, 2006 р., 2008 р.); науково-технічних конференціях викладачів, аспірантів і співробітників Харківської національної академії міського господарства (2006 - 2010 р.р.); міжнародній науково-практичній конференції «Вода, екологія, суспільство» (м. Харків, листопад 2006 р., лютий 2010 р.); міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених і студентів «Підвищення ефективності використання водних, теплових та енергетичних ресурсів та охорона навколишнього середовища» (м. Київ, 2008-2010 р.р.); міжнародній науково-технічній конференції «Впровадження інноваційних технологій та перспективи розвитку систем теплогазопостачання та вентиляції» (м. Харків, 2008 р.); IV Всеукраїнській науково-практичній конференції «Охорона навколишнього середовища промислових регіонів як умова сталого розвитку України» (м. Запоріжжя, 2008р.); III Міжнародній науково-технічній конференції «Актуальні проблеми водного господарства та природокористування» (м. Рівне, 2009 р.); міжнародному форумі «Міжрегіональні проблеми екологічної безпеки» (МПЕБ-2009) (м. Одеса, 14-16 жовтня 2009 р.); 65 науково-технічній конференції, присвяченій 80-річчю ХДТУБА, секція «Водопостачання, каналізація і гідравліка» (м. Харків, ХДТУБА, лютий 2010р.); IV Міжнародний науковий семінар «Методи підвищення ресурсу міських інженерних інфраструктур» секція «Сучасні споруди та технології водопостачання та водовідведення» (м. Харків, ХДТУБА, жовтень 2010 р.).

Публікації: за матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 25 друкованих робіт у різноманітних виданнях України та Російської Федерації, у тому числі 11 - в спеціалізованих виданнях, регламентованих ВАК України, отримано 3 патенти України на винаходи № 86545, № 45046, № 53298.

Структура й обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, п'яти розділів, загальних висновків, списку використаної літератури з 136 найменувань, 3 додатків і містить 41 рисунок та 39 таблиць, усього 210 сторінок.

Зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовані мета та основні задачі дисертаційного дослідження, встановлено наукову новизну і практичне значення роботи, а також особистий внесок автора.

У першому розділі «Сучасний стан питання очистки побутових стічних вод від біогенних елементів» розглянуті сучасні уявлення про біологічну та фізико-хімічну сутність процесу надходження біогенних елементів у стічні води, проаналізовані основні переваги та недоліки фізико-хімічних, біологічних та комбінованих методів очистки стічних вод від сполук азоту та фосфору, показана роль технологічних засобів, що дозволяють створити оптимальні умови для життєдіяльності окремих груп мікроорганізмів активного мулу, які сприяють видаленню сполук азоту та фосфору, та засобів, що призводять до переходу розчинних форм біогенних елементів у нерозчинні з метою їх осадження та виведення з технологічної схеми очистки стічних вод.

Аналіз результатів досліджень, виконаних Н.С. Жмур, В.М. Самохіною, С.В. Яковлєвим, Ю.В. Вороновим, М.М. Гіролем, В.А. Ковальчуком, В.Л. Филипчуком, І.М. Тавардткіладзе, М.С. Серпокриловим, М. Хаммером, В.М. Чернишовим, Е.С. Разумовським, Г.Н. Луценко, А.І. Цвєтковою, І.Ш. Свердловим, Н.О. Залетовою, С.С. Душкіним, Л.А. Кульським, В.О. Орловим, М. Хенце, G. Smith, H. Gros, P. Wolf та іншими дослідниками показав, що інтенсифікація процесу доочистки стічних вод на контактних прояснювачах з використанням коагулянтів не завжди може бути досягнута через технічні та економічні фактори. У зв'язку з цим існує необхідність розробки нових більш ефективних методів що дозволяють інтенсифікувати процес прояснення стічних вод на контактних прояснювачах, підвищити їх продуктивність, знизити витрати реагентів, зменшити витрати води на власні потреби очисних споруд, поліпшити якість очищення стічних вод.

Підтверджена актуальність проведення роботи з обґрунтування використання активованих розчинів коагулянтів для інтенсифікації роботи контактних прояснювачів при доочистці стічних вод від біогенних елементів.

Наприкінці першого розділу на основі аналізу публікацій вітчизняних та іноземних авторів визначено напрямки досліджень, сформульовано мету та основні задачі роботи.

У другому розділі «Методика проведення досліджень, їх організація та обробка експериментальних даних» наведена методика проведення досліджень, їх організація і обробка експериментальних даних. Методика проведення досліджень і оцінка якісних показників стічної води, що досліджувалася для вивчення закономірностей процесу контактної коагуляції при доочистці біологічно очищених стічних вод від біогенних елементів з використанням активованих розчинів реагентів сульфату алюмінію та хлориду заліза (ІІІ), проводилися в лабораторних умовах на дослідній установці на біологічно очищених стічних водах КБО «Диканівський» м. Харкова та ЦОС-1 м. Запоріжжя.

Розроблена методика проведення досліджень дозволила з якісної сторони в лабораторних умовах і на пілотній установці обґрунтувати можливість доочистки стічних вод від біогенних елементів на контактних прояснювачах з використанням активованих розчинів коагулянтів сульфату алюмінію та хлориду заліза (ІІІ).

При постановці експериментів було застосовано сучасні фізико-хімічні методи аналізу та обладнання. Математичне опрацювання дослідних даних виконано на комп'ютері за допомогою програмного забезпечення Windows 2003. Обробка результатів експериментів виконувалася згідно рекомендаціям Міжнародного союзу чистої й прикладної хімії. Відтворюваність дослідних даних визначали в межах довірчого інтервалу. Висновки роботи ґрунтуються на дослідах, проведених на біологічно очищених стічних водах м. Харкова та м. Запоріжжя в лабораторних та виробничих умовах.

Для активування розчинів коагулянтів використовували спеціальний пристрій - активатор реагентів, на який виданий патент України № 45813 А.

Пристрій складається з корпусу 1, виготовленого з органічного скла, всередині якого розташовано секціоно-ване осердя з металевих кілець 2, встановлених на шпильці 3 та закріплених на фланці 4 між металевим електродом 2 і розташова-ним по периметру внутріш-нього корпусу 1 металевим електродом 5, що закріпле-ний на фланці 4 та нижньому розподільному кільцю 6 рів-номірної подачі розчину коагулянту. До шпильки 3 пригвинчений металевий конус-осердя магнітопро-воду 7, який розташований у центрі корпусу регулятора швидкості 8, виготовленого з нержавіючої сталі. Зовні регулятора швидкості розташована електромагнітна система, що включає намагнічуючу котушку 9, магнітопровід 10 та конусовидне осердя 7. Між конусним осердям 7 і корпусом регулятора швидкості 8 утворюється зазор 11 для руху оброблюваної рідини, що подається по патрубку 12, в зонах магнітних потоків відповідної напруги магнітного поля. Весь пристрій встановлено на підставку 13. Для відведення обробленого розчину передбачені вихідні патрубки 14.

Вихідний розчин реагенту поступає через вхідний патрубок 12 в нижній конус та проходить через зони магнітного потоку, що створюється замкнутою електромагнітною системою 9, 10, 7, де піддається обробці магнітним полем відповідної напруженості, потім розчин надходить у верхню частину корпусу, де при наявності току, що протікає між електродами 2 і 5, відбувається насичення його анодно-розчинним залізом. Оброблений розчин відводиться через вихідні патрубки 14.

Експерименти проводили паралельно на біологічно очищеній стічній воді, обробленій активованими розчинами коагулянтів, і в умовах звичайної контактної коагуляції. Якісні показники очищення стічної води оцінювали за правилами технологічного аналізу, рекомендованого для контролю роботи контактних прояснювачів. При проведенні досліджень на біологічно очищеній стічній воді в якості коагулянтів брали 5%-ві розчини сульфату алюмінію і хлориду заліза (III).

Якісна характеристика біологічно очищених стічних вод на очисних спорудах КБО «Диканівський» м. Харкова наведена в табл. 1.

Таблиця 1 Якісна характеристика біологічно очищених стічних вод (2007 р.)

№ відстійника	Період досліджень	Температура, 0С	Вміст завислих речовин, мг/дм3	БПК5, мг О2/ дм3	Фосфор фосфатів, мг/дм3 (середнє значення за період)
Відстійник № 7	Зимовий	14,5-14,8	10,0-14,2	10,0-11,4	8,96
	Весняний	17,0-19,0	10,0-14,0	8,6-9,0	8,54
	Літній	23,0-25,0	10,0-12,0	8,3-9,3	9,02
	Осінній	18,5-22,0	10,0-14,0	8,9-9,5	8,78

Фізико-хімічні та технологічні аналізи виконували за загальноприйнятими методиками.

Третій розділ «Дослідження особливостей дефосфатизації стічних вод з використанням активованих розчинів реагентів» присвячений дослідженню особливостей дефосфатизації стічних вод з використанням активованих розчинів реагентів.

Вплив активації розчину коагулянту сульфату алюмінію на ступінь структурно-механічної гідратації осадів, що утворюються в процесі очистки води, приведено в табл. 2. Дослідні дані показують, що структурно-механічна гідратація коагульованих домішок при обробці прояснювальної стічної води активованим розчином коагулянту сульфату алюмінію залежить як від напруженості магнітного поля, так і від вмісту в розчині коагулянту анодно-розчиненого заліза. Визначено оптимальні параметри активації розчину сульфату алюмінію, при яких ступінь структурно-механічної гідратації осаду має максимальне значення. Також встановлено, що при використанні активованого розчину коагулянту збільшується питома вага твердої речовини, що утворює каркас пластівців осаду, що видно з табл. 2. Зі збільшенням питомої ваги коагульованих домішок при активації розчину коагулянту з'являється можливість збільшення осадження і ущільнення отриманого осаду.

Таблиця 2 Зміна ступеня структурно-механічної гідратації та питомої ваги твердої речовини при обробці стічної води активованим розчином коагулянту

Параметри активації	Ступінь структурно-механічної гідратації, Г0	Зміна ступеня структурно-механічної гідратації, %	Величина довірчого інтервалу, б ( = 0,95, n = 4)	Питома вага твердої речовини, Т, г/мл	Зміна питомої ваги твердої речовини, %	Величина довірчого інтервалу, б ( = 0,95, n = 4)
Напруженість магнітного поля, Н, кА/м	Вміст анодно-розчинного заліза, СFe, мг/дм3
0	0	1124*	-	1221,02 б 1226,53	1,152*	-	1,152 б 1,156
250	15,5	1035*	7,9	1032,02 б 1038,53	1,253*	8,76	1,250 б 1,256
550	19,5	935*	16,8	930,55 б 940,22	1,378*	19,6	1,375 б 1,381
850	22,5	851*	24,3	847,02 б 855,11	1,453*	26,1	1,450 б 1,457
1250	25,5	834*	25,8	830,35 б 839,31	1,478*	28,3	1,476 б 1,481

* - середні значення з 3-4 дослідів.

В ході досліджень встановлено, що при використанні активованого розчину коагулянту при доочистці стічної води на контактних прояснювачах спостерігається збільшення граничної напруги здвигу в осаді промивної води, а, відповідно, й опір дії сил здвигу, що побічно характеризує збільшення сил зчеплення піщаного завантаження контактного прояснювача з коагульованими домішками проясненої стічної води, як наведено в табл. 3. При цьому питома напруга здвигу в значній мірі залежать від параметрів активації.

Методом ЯМР на спін-ехо релаксонометрі показана наявність структурних змін при використанні активованих розчинів реагентів. Використання активованих розчинів коагулянтів дозволяє збільшити час релаксації в процесі коагулювання домішок, що викликано наявністю додаткових центрів коагуляції та, як наслідок, більш значним порушенням динамічної рівноваги у водно-дисперсній системі в процесі очистки води. Експериментальні дані, отримані ЯМР-методом, свідчать про те, що активні центри колоїдної стадії дисперсності, що утворюються в розчинах коагулянтів сульфату алюмінію та хлориду заліза (ІІІ) під дією магнітного поля, після стабілізації їх анодно-розчинним залізом, виконуючі роль додаткових центрів коагуляції, надають інтенсифікуючий вплив на процеси доочистки стічної води.

Таблиця 3 Зміна граничної напруги здвигу в осаді промивної води контактних прояснювачів

Параметри активації	Гранична напруга здвигу ф, мг/см2	Зміна граничної напруги здвигу, Дф, %
Н, напруженість магнітного поля, кА/м	Вміст анодно-розчиненого заліза СFe мг/дм3
0	0	14,1*	-
550	0	14,61*	3,6
0	30,5	14,68*	4,1
250	20,5	15,12*	7,2
550	25,4	16,72*	18,6
850	30,5	16,99*	20,5
1250	22,5	17,29*	22,6
1500	22,5	17,05*	20,9

* - середні значення з 3-4 дослідів.

Було проведено вивчення впливу параметрів активації розчинів реагентів на ефективність видалення сполук фосфору з побутових стічних вод з використанням розчинів сульфату алюмінію та хлориду заліза (III).

Встановлено, що є оптимальні параметри активації розчинів коагулянтів, при яких ефективність дефосфатизації стічних вод досягає найбільших значень:

для розчину коагулянту сульфату алюмінію, доза якого складала 50 мг/дм³, оптимальні параметри активації - напруженість магнітного поля Н = 825-850 кА/м, вміст анодно-розчинного заліза 19,5-21,5 мг/дм³;

для розчину коагулянту хлориду заліза (ІІІ) , доза якого складала 75 мг/дм³, оптимальні параметри активації - напруженість магнітного поля Н = 650-725 кА/м, вміст анодно-розчинного заліза 28,8-29,6 мг/дм³.

Також було вивчено влив температури стічних вод, що прояснюються, на процес дефосфатизації. Досліджуваний діапазон температур був прийнятий в межах коливання температури стічних вод на Диканівських очисних спорудах м. Харкова за періодами року - 13,6-23,5 ⁰С. Аналіз отриманих експериментальних даних дозволяє стверджувати, що температура стічних вод практично не впливає на процес дефосфатизації на контактних прояснювачах при обробці стічних вод активованими розчинами коагулянтів.

Була проведена серія експериментів задля вивчення впливу дози коагулянту на процес доочистки стічних вод на контактних освітлювачах з використанням активованих розчинів реагентів. Результати досліджень наведені в табл. 4.

Наведені експериментальні дані табл. 4 показують, що використання активованих розчинів реагентів дозволяє знизити їх розрахункову дозу в середньому на 22-26 %, при цьому якість проясненої води залишається такою ж, як при використанні звичайних розчинів коагулянтів. Так при контактній коагуляції стічної води з використанням розчину сульфату алюмінію при дозі 50 мг/дм³ вміст завислих речовин при використанні звичайного розчину коагулянту склало 3,3 мг/дм³ та 2,3 мг/дм³ при використанні активованого розчину коагулянту. А при контактній коагуляції стічної води з використанням розчину хлориду заліза (III) при дозі 75 мг/дм³ вміст завислих речовин - 3,0 мг/дм³ при використанні звичайного розчину коагулянту та 2,3 мг/дм³ при при використанні активованого розчину коагулянту.

Таблиця 4 Зниження розрахункових доз активованих розчинів коагулянтів при видаленні фосфатів з біологічно очищених стічних вод

Вміст завислих речовин у вихідній воді, мг/дм3	Вміст фосфатів у вихідній воді, мг/дм3	Доза коагулянту, мг/дм3	Показники проясненої води
			Звичайний розчин коагулянту	Активований розчин коагулянту
			Вміст завислих речовин, мг/дм3	Вміст фосфатів, мг/дм3	Вміст завислих речовин, мг/дм3	Вміст фосфатів, мг/дм3
Розчин сульфату алюмінію
10,38	8,0	25	6,4	5,6	4,8	3,8
10,38	8,0	50	3,3	1,2	2,3	0,9
10,38	8,0	75	3,7	1,9	2,7	1,3
10,38	8,0	100	5,9	3,4	4,5	2,4
Розчин хлориду заліза (III)
11,26	8,96	25	5,8	3,5	3,9	2,5
11,26	8,96	50	4,6	2,1	3,2	1,5
11,26	8,96	75	3,0	1,6	2,3	1,1
11,26	8,96	100	4,9	2,5	3,7	1,9

Примітка: наведені середні результати з 3-4 дослідів

Процес очистки води при контактному проясненні характеризують криві контактної коагуляції, які закладаються в основу при виборі оптимальних доз коагулянту при проясненні води на контактних прояснювачах. Встановлено, що зони контактної коагуляції при використанні звичайного розчину коагулянту трохи менші, ніж при обробці стічної води активованими розчинами коагулянтів сульфату алюмінію та хлориду заліза. Характер кривих контактної коагуляції при використанні розчину коагулянту хлориду заліза (ІІІ) аналогічний кривим контактної коагуляції при використанні розчину сульфату алюмінію, їх відмінність полягає тільки у величині характерних зон. Наведені дослідні дані показують, що використання активованих розчинів реагентів дозволяє знизити їх розрахункову дозу в середньому на 25-32 %, при цьому якість проясненої води залишається такою ж у порівнянні з використанням звичайних розчинів коагулянтів.

На підставі методу повного факторного експерименту були отримані математичні залежності для прогнозування ефекту очищення стічних вод від сполук фосфору та завислих речовин при різних показниках якості вихідної біологічно очищеної стічної води та дозі коагулянтів.

В якості основних факторів, що впливають на ефект видалення фосфатів, були обрані наступні:

- вміст фосфатів у вихідній біологічно очищеній воді, Р, мг/дм³;

- доза реагенту, що вводиться, Д, мг/дм³;

- швидкість фільтрування, V, м/год.

А в якості основних факторів, що впливають на ефект прояснення води, були обрані наступні:

- вміст завислих речовин у вихідній біологічно очищеній воді, М, мг/дм³;

- доза реагенту, що вводиться, Д, мг/дм³;

- швидкість фільтрування, V, м/год.

Математичні залежності були складені при вмісті завислих речовин 10,0-12,5 мг/дм³, вмісті фосфатів 8,5-12,8 мг/дм³, параметри активації були прийняті оптимальні, дози реагентів коливались в межах 25-75 мг/дм³ для розчину сульфату алюмінію та 50-100 мг/дм³ для розчину хлориду заліза (ІІІ), швидкість фільтрування 5-6 м/год.

Функціональні залежності були отримані в наступному вигляді:

- при доочистці біологічно очищених побутових стічних вод від сполук фосфору при використанні активованого розчину коагулянту сульфату алюмінію

; (1)

- при доочистці біологічно очищених побутових стічних вод від сполук фосфору при використанні активованого розчину коагулянту хлориду заліза (ІІІ)

; (2)

- при доочистці біологічно очищених побутових стічних вод від завислих речовин при використанні активованого розчину коагулянту сульфату алюмінію

; (3)

- при доочистці біологічно очищених побутових стічних вод від завислих речовин при використанні активованого розчину коагулянту хлориду заліза (ІІІ)

. (4)

Коефіцієнти залежностей розраховані з використанням результатів експериментів з прояснення води на комп'ютері с використанням програмного забезпечення Windows 2003.

У четвертому розділі «Розробка технічних рішень з використання активованих розчинів реагентів для інтенсифікації роботи контактних прояснювачів при доочистці стічних вод від біогенних елементів» розглянуто застосування досліджень для існуючих очисних споруд каналізації ЦОС-1 м. Запоріжжя. Проведено аналіз роботи і впровадження результатів досліджень у практику проектування очисних споруд каналізації.

Були проведені дослідження з інтенсифікації роботи контактних прояснювачів для видалення зі стічних вод біогенних елементів на пілотній установці на каналізаційних очисних спорудах ЦОС-1 м. Запоріжжя. Результати цих досліджень показали можливість інтенсифікації процесу контактної коагуляції при доочищенні біологічно очищених стічних вод: за вмістом завислих речовин в середньому на 31,6 %, за фосфатами - в середньому на 25,1%; зниження дози коагулянту в процесі доочистки стічної води в середньому на 23,5% з отриманням фільтрату потрібної якості; підвищення продуктивності контактних прояснювачів і всієї системи очисних споруд каналізації в цілому в середньому на 25%. Результати досліджень використані при розробці технологічної документації для промислового впровадження активованого розчину сульфату алюмінію в технологічну схему каналізаційних очисних споруд ЦОС-1 м. Запоріжжя, що у повному обсязі передана у ЦОС-1 м. Запоріжжя.

На основі отриманих наукових результатів розроблено проектну і конструкторську документацію для впровадження технічних рішень щодо інтенсифікації роботи контактних прояснювачів для доочистки стічних вод від біогенних елементів із застосуванням активованого розчину коагулянту хлориду заліза (ІІІ) на каналізаційних очисних спорудах м. Сисерті (Свердловська область, Російська Федерація). Завдяки цим впровадженням досягається підвищення якості очистки стічних вод та зниження експлуатаційних витрат. Конструкторсько-технологічна документація, необхідна для впровадження активованого розчину реагенту на каналізаційних очисних спорудах м. Сисерті надана ЗАТ НВФ «ЭкоТОН».

У п'ятому розділі «Техніко-економічна оцінка впровадження технічних рішень з інтенсифікації процесів доочистки стічних вод на контактних прояснювачах з використанням активованих розчинів коагулянтів» виконана техніко-економічна оцінка впровадження технічних рішень з інтенсифікації роботи контактних прояснювачів для доочистки стічних вод, проведені розрахунки підтвердили доцільність використання активованих розчинів коагулянтів. Економічний ефект від впровадження розробленої технології на каналізаційних очисних спорудах ЦОС-1 м. Запоріжжя дорівнює 1914978 грн., потенційний ефект від впровадження розроблених технологічних рішень на каналізаційних очисних спорудах м. Сисерті (Свердловська область, Російська Федерація) складе 902632 грн. (225658 руб.). Результати дисертаційної роботи у вигляді рекомендацій з умов використання активованого розчину коагулянту при очистці стічних вод надані для впровадження у проекти Північно-Східного наукового центру Національної академії наук України та Міністерства освіти і науки України.

Загальні висновки

В дисертаційній роботі вирішено важливе науково-технічне завдання, що полягає у науковому обґрунтуванні використання розчинів реагентів сульфату алюмінію та хлориду заліза (ІІІ), що піддавалися магнітно-електричній активації, для інтенсифікації роботи контактних прояснювачів при доочистці біологічно очищених стічних вод від біогенних елементів, що дозволяє на очисних спорудах систем водовідведення: знизити витрати реагентів, поліпшити якість прояснення стічної води за завислими речовинами і вмістом фосфатів, збільшити продуктивність контактних прояснювачів та знизити собівартість очищення стічних вод. За матеріалами, викладеними в дисертаційній роботі, основні висновки можна звести до:

1. Розглянуто теоретичні передумови інтенсифікації роботи контактних прояснювачів для доочистки стічних вод від біогенних елементів з використанням активованих розчинів реагентів. Наведені наступні фактори, що впливають на фізико-хімічні умови контактної коагуляції домішок:

- зменшення ступеню структурно-механічної гідратації коагульованих домішок і збільшення питомої ваги коагуляцій них структур, у зв'язку з чим процеси прояснення та видалення сполук фосфору зі стічної води інтенсифікуються, це дозволяє підвищити навантаження на контактні прояснювачі, поліпшити параметри їх роботи і одержати фільтрат необхідної якості;

- збільшення граничної напруги здвигу зкоагульованих домішок, а отже, і опір дії цих сил, що дозволяє підвищити сили зчеплення піщаного завантаження контактних прояснювачів зі коагульованими домішками прояснених стічних вод;

- методом ЯМР на спін-ехо релаксонометрі показана наявність структурних змін при використанні активованих розчинів реагентів. Експериментальні дані, свідчать про те, що активні центри колоїдної стадії дисперсності, що утворюються в розчинах коагулянтів сульфату алюмінію та хлориду заліза (ІІІ) під дією магнітного поля, після стабілізації їх анодно-розчинним залізом, виконуючі роль додаткових центрів коагуляції, надають інтенсифікуючий вплив на процеси доочистки стічної води.

2. Встановлено, що є оптимальні параметри активації розчинів коагулянтів, при яких ефективність дефосфатизації стічних вод досягає найбільших значень:

для розчину коагулянту сульфату алюмінію, доза якого складала 50 мг/дм³, оптимальні параметри активації - напруженість магнітного поля Н = 825-850 кА/м, вміст анодно-розчинного заліза 19,5-21,5 мг/дм³;

для розчину коагулянту хлориду заліза (ІІІ), доза якого складала 75 мг/дм³, оптимальні параметри активації - напруженість магнітного поля Н = 650-725 кА/м, вміст анодно-розчинного заліза 28,8-29,6 мг/дм³.

3. Наведені дослідні дані показують, що використання активованих розчинів реагентів дозволяє знизити їх розрахункову дозу в середньому на 25-32 %, при цьому якість проясненої води залишається такою ж у порівнянні з використанням звичайних розчинів коагулянтів.

Обґрунтовано вибір оптимальних доз реагентів за допомогою кривих контактної коагуляції.

4. На підставі методу повного факторного експерименту були отримані математичні залежності для прогнозування ефекту очищення стічних вод від сполук фосфору та завислих речовин при різних показниках якості вихідної біологічно очищеної стічної води та дозі коагулянтів.

Співставлення даних, отриманих експериментальним та розрахунковим шляхом, дозволило зробити висновок про можливість використання отриманих залежностей для практичних цілей.

5. Досліджено, що використання активованих розчинів реагентів сульфату алюмінію та хлориду заліза (ІІІ) дозволяє знизити розрахункові дози коагулянтів в середньому на 20-25 %, що підтверджує доцільність використання активованих розчинів коагулянтів сульфату алюмінію та хлориду заліза (ІІІ) при доочистці стічних вод на контактних прояснювачах.

6. Дослідно-промислові випробування пілотної установки на каналізаційних очисних спорудах ЦОС-1 м. Запоріжжя показали можливість поліпшення якісних показників проясненої стічної води:

- за вмістом завислих речовин в середньому на 31,6 %;

- за фосфатами - в середньому на 25,1%;

- зниження дози коагулянту в процесі доочистки стічної води в середньому на 23,5% з отриманням фільтрату потрібної якості;

- підвищення продуктивності контактних прояснювачів і всієї системи очисних споруд каналізації в цілому в середньому на 25%.

Результати досліджень використані при розробці технологічної документації для промислового впровадження активованого розчину сульфату алюмінію в технологічну схему каналізаційних очисних споруд ЦОС-1 м. Запоріжжя та у проекти Північно-Східного наукового центру (НАН України та МОН України).

7. Розроблено проектну і конструкторську документацію для впровадження технічних рішень щодо використання активованого розчину коагулянту хлориду заліза (ІІІ) для інтенсифікації роботи контактних прояснювачів при доочистці стічних вод від біогенних елементів на каналізаційних очисних спорудах м. Сисерті (Свердловська область, Російська Федерація). розчин реагент прояснювач вода

8. Економічний ефект від впровадження розробленої технології на каналізаційних очисних спорудах ЦОС-1 м. Запоріжжя дорівнює 1914978 грн., потенційний ефект від впровадження розроблених технологічних рішень на каналізаційних очисних спорудах м. Сисерті (Свердловська область, Російська Федерація) складе 902632 грн. (225658 руб.).

Результати дисертаційної роботи у вигляді рекомендацій з умов використання активованого розчину коагулянту при доочистці стічних вод надані для впровадження у проекти Північно-Східного наукового центру Національної академії наук України та Міністерства освіти і науки України.

Список опублікованих праць

1. Шевченко Т.А. Эффективность очистки сточных вод от соединений фосфора / Т.А. Шевченко // «Коммунальное хозяйство городов»: Науч.-техн. сб. - К.: «Техника», 2007. - Вып. 74. - С. 254 - 259.

2. Шевченко Т.А. Повышение надежности удаления биогенных элементов / Т.А. Шевченко // «Вісник Національного університету водного господарства та природокористування»: Збірник наукових праць. - Рівне: НУВГП, 2007 - Вип. 4 (40). Частина 2. - С. 615 - 620.

3. Коваленко А.Н., Благодарная Г.И. Анализ методов очистки сточных вод от биогенных элементов / А.Н. Коваленко, Г.И. Благодарная, Т.А. Шевченко // «Коммунальное хозяйство городов»: Науч.-техн. сб.. - К.: «Техника», 2007. - Вып. 74 - С. 185 - 190. Особистий внесок автора: проаналізовані біологічні, фізико-хімічні та комбіновані методи видалення сполук азоту та фосфору з побутових стічних вод.

4. Шевченко Т.А. Ресурсосберегающие технологии при очистке сточных вод / Т.А. Шевченко // «Коммунальное хозяйство городов»: Науч.-техн. сб.- К.: «Техника», 2008. - Вып. 84 - С. 119 - 122.

5. Шевченко Т.А. Особенности реагентного удаления фосфора из хозяйственно-бытовых сточных вод / Т.А. Шевченко // Зб. статей учасників IV Всеукраїнської наук.-практ. конференції «Охорона навколишнього середовища промислових регіонів як умова сталого розвитку України». - Запоріжжя: ЗДІА, Видавництво 2008. - С. 96-98.

6. Коваленко А.Н. Исследование влияния активированного раствора коагулянта на процесс дефосфатизации сточных вод / А.Н. Коваленко, Т.А. Шевченко // «Науковий вісник будівництва»: Зб. наук. праць. - Х.: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2009. - Вип. 52, 2009. - С. 163-166. Особистий внесок автора: досліджено вплив параметрів активації розчинів реагентів при вилученні сполук фосфору з побутових стічних вод.

7. Шевченко Т.А. Основные факторы, влияющие на выбор типа реагента при удалении соединений фосфора из бытовых сточных вод / Т.А. Шевченко // «Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво»: Міжвідомчий наук.-техн. зб. - Рівне: НУВГП, 2009. - Вип. № 34. - С. 303-308.

8. Шевченко Т.А. Анализ факторов, влияющих на процесс дефосфатизации бытовых сточных вод / Т.А. Шевченко // «Вісник ОДАБА». - Одеса: ОДАБА, 2009. - Вип. № 34. - С. 613-616.

9. Дегтерева Л.И. Кинематика процессов аммонификации, нитрификации, денитрификации / Л.И. Дегтерева, Т.А Шевченко //«Коммунальное хозяйство городов»: Науч.-техн. сб.- К.: «Техника», 2010. - Вып. 93 - С. 156 - 161 Особистий внесок автора: досліджено вплив температури стічних вод та вмісту розчиненого кисню в них на процеси видалення сполук азоту зі стічних вод.

10. Коваленко А.Н. Усовершенствование методов удаления фосфора из бытовых сточных вод/ А.Н. Коваленко, Т.А. Шевченко // «Коммунальное хозяйство городов»: Науч.-техн. сб. - К.: «Техника», 2010. - Вып. 93 -С. 187 - 191. Особистий внесок автора: обґрунтовано використання активованих розчинів реагентів задля провадження процесу доочистки стічних вод від сполук фосфору на контактних прояснювачах.

11. Шевченко Т.А. Теоретические предпосылки повышения надежности удаления биогенных элементов из бытовых сточных вод с применением активированных растворов реагентов / Т.А. Шевченко // «Коммунальное хозяйство городов»: Науч.-техн. сб.- К.: «Техника», 2010. - Вып. 93. -С. 215 - 220.

12. Шевченко Т.А. Прогнозирование значений факторов, влияющих на процесс удаления соединений фосфора из бытовых сточных вод / Т.А. Шевченко // «Науковий вісник будівництва»: Зб. наук. праць. - Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2010. - Вип. 60. - С. 194-198.

13. Коваленко А.Н. Удаление азота и фосфора из хозяйственно-бытовых сточных вод / А.Н. Коваленко, Т.А. Шевченко // «Водопостачання та водовідведення»: Виробничо-практичний журнал - К.: ТОВ «Гнозіс», 2008. - № 5, 2008. - С. 41-43. Особистий внесок автора: досліджено біологічні методи видалення сполук азоту та фосфору з побутових стічних вод.

14. Шевченко Т.А. Применение полимерных материалов и пластмасс в процессах удаления биогенных элементов / Т.А. Шевченко // «Применение пластмасс в строительстве и городском хозяйстве»: Материалы VIII Международной научн.-техн. интернет-конференции. - Х.: ХНАГХ, 2008. -С. 143-145.

15. Коваленко А.Н. Анализ причин эвтрофикации водоемов / А.Н. Коваленко, Т.А. Шевченко // XXXIV науч.-техн. конференция преподавателей, аспирантов и сотрудников ХНАГХ. - Х.: ХНАГХ, 2008. - C. 200 - 201. Особистий внесок автора: проаналізовані основні причини евтрофікації водойм, а також вплив не доочищених стічних вод на швидкість протікання цього процесу.

16. Шевченко Т.А. Технологические схемы удаления биогенных элементов с использованием реагентов / Т.А. Шевченко // XXXIV науч.-техн. конференция преподавателей, аспирантов и сотрудников ХНАГХ. - Х.: ХНАГХ, 2008. - C. 212 - 214.

17. Шевченко Т.А. Комбинированный метод удаления фосфора из бытовых сточных вод / Т.А. Шевченко // Підвищення ефективності використання водних, теплових та енергетичних ресурсів та охорона навколишнього середовища: Зб. тез Міжнародної наук.-практ. конф. молодих вчених і студентів. - К.: КНУБА, 2008. - С. 40-43.

18. Шевченко Т.А. Особенности очистки сточных вод от биогенных элементов/ Т.А. Шевченко // «Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение» Производственно-технический и научно-практический журнал. - М.: ООО «Издательский дом «Орион», 2009. - № 5 (17), 2009. - С. 48-50.

19. Шевченко Т.А. Реагентное удаление соединений фосфора из хозяйственно-бытовых сточных вод / Т.А. Шевченко // Підвищення ефективності використання водних, теплових та енергетичних ресурсів та охорона навколишнього середовища: Зб. тез Міжнародної наук.-практ. конф. молодих вчених і студентів. - К.: КНУБА, 2009. - С. 50-52.

20. Душкин С.С. Метод удаления фосфора из бытовых сточных вод с применением активированного раствора коагулянта / С.С. Душкин, А.Н. Коваленко, Т.А. Шевченко // XXXV науч.-техн. конференция преподавателей, аспирантов и сотрудников ХНАГХ. - Х.: ХНАГХ, 2010. - C. 153 - 155. Особистий внесок автора: розроблено метод доочистки стічних вод від сполук фосфору з використанням активованого розчину коагулянту сульфату алюмінію.

21. Шевченко Т.А. Повышение надежности удаления биогенных элементов из бытовых сточных вод с применением активированных растворов реагентов / Т.А. Шевченко // XXXV науч.-техн. конференция преподавателей, аспирантов и сотрудников ХНАГХ. - Х.: ХНАГХ, 2010. - C. 167 - 168.

22. Шевченко Т.А. Применение активированного раствора коагулянта для доочистки сточных вод от фосфатов/ Т.А. Шевченко // «Екологічні проблеми природокористування та ефективне енергозбереження» - Міжнародна наук.-практ. конференція молодих вчених і студентів - К.: КНУБА, 2010. - С. 94 - 96.

23. Пат. № 86545 Україна, МПК⁵¹ (2009) C02F 1/48 Спосіб очищення води від дисперсних домішок / Душкін С.С., Благодарна Г.І., Солодовник М.В., Душкін С.С., Шевченко Т.О.; заявник та правовласник ХНАМГ. - № 86545; заявл. 16.04.2008; опубл. 27.04.2009, Бюл. №8. Особистий внесок автора: розроблено спосіб очищення води від дисперсних домішок з використанням активованого розчину коагулянту сульфату алюмінію.

24. Пат. № 45046 Україна, МПК⁵¹ (2009) C02F 1/48 Спосіб доочистки стічних вод від сполук фосфору / Душкін С.С., Коваленко О.М, Благодарна Г.І., Ярошенко Ю.В., Линник Г.О., Шевченко Т.О.; заявник та правовласник ХНАМГ. - № 45046; заявл. 15.05.2009; опубл. 26.10.2009, Бюл. № 20. Особистий внесок автора: розроблено спосіб доочистки води від сполук фосфору з використанням активованого розчину коагулянту сульфату алюмінію.

25. Пат. № 53298 Україна, МПК⁵¹ (2009) C02F 1/48 Спосіб очистки стічних вод від біогенних елементів / Душкін С.С., Корінько І.В., Коваленко О.М, Благодарна Г.І., Солодовник М.В., Душкін С.С., Шевченко Т.О.; заявник та правовласник ХНАМГ. - № 53298; заявл. 23.09.2008; опубл. 11.10.2010, Бюл. №19. Особистий внесок автора: розроблено спосіб очистки стічних вод від біогенних елементів з використанням активованого розчину коагулянту сульфату алюмінію на стадії біологічної очистки стічних вод.

Анотація

Шевченко Т.О. Використання активованих розчинів реагентів для інтенсифікації роботи контактних прояснювачів при доочистці стічних вод від біогенних елементів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.04 - водопостачання, каналізація. - Національний університет водного господарства та природокористування, Рівне, 2011.

Дисертація присвячена актуальній проблемі - обґрунтуванню використання активованих розчинів реагентів сульфату алюмінію та хлориду заліза (ІІІ) для інтенсифікації роботи контактних прояснювачів при доочистці стічних вод від біогенних елементів. Досліджено основні фактори, що впливають на процес доочистки біологічно очищених стічних вод на контактних прояснювачах з використанням активованих розчинів реагентів сульфату алюмінію та хлориду заліза (ІІІ). Методом повного факторного експерименту була отримана математична залежність, яка дозволяє прогнозувати ефект очищення стічних вод при різних показниках якості вихідної води, різних дозах реагентів та при коливанні швидкості фільтрування. Зроблено висновок щодо можливості використання отриманих математичних залежностей для практичних цілей. Розроблено технічні рішення з використання активованих розчинів реагентів сульфату алюмінію та хлориду заліза (ІІІ) для інтенсифікації роботи контактних прояснювачів при доочистці стічних вод від біогенних елементів на каналізаційних очисних спорудах, результати впроваджені в практику проектування каналізаційних очисних споруд. Виконано дослідно-промислові випробування пілотної установки на каналізаційних очисних спорудах ЦОС-1 м. Запоріжжя.

Аннотация

Шевченко Т.А. Применение активированных растворов реагентов для интенсификации работы контактных осветлителей при доочистке сточных вод от биогенных элементов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.04 - водоснабжение, канализация. - Национальный университет водного хозяйства и природопользования, Ровно, 2011.

Диссертация посвящена актуальной проблеме - обоснованию применения растворов реагентов сульфата алюминия и хлорида железа (ІІІ), которые подвергались магнитно-электрической активации, для интенсификации работы контактных осветлителей при доочистке сточных вод от биогенных элементов. Рассмотрены теоретические предпосылки улучшения работы контактных осветлителей при применении активированных растворов реагентов: определены оптимальные параметры активации растворов реагентов сульфата алюминия и хлорида железа (ІІІ), при которых происходит уменьшение степени структурно-механической гидратации гидроксида металла и увеличение удельного веса твердого вещества взвеси. Исследованы основные факторы, влияющие на процесс доочистки биологически очищенных сточных вод на контактных осветлителях с использованием активированных растворов реагентов сульфата алюминия и хлорида железа (ІІІ). Использование активированных растворов реагентов позволяет снизить их расчетные дозы на 20-25 % без ухудшения качества очистки сточных вод. Методом полного факторного эксперимента была получена математическая зависимость, которая позволяет прогнозировать эффект очистки сточных вод при различных показателях качества исходной воды, разных дозах реагентов, и при колебании скорости фильтрования. Сделан вывод относительно возможности использования полученных математических зависимостей для практических целей. Выполнены опытно-промышленные испытания пилотной установки на канализационных очистных сооружения ЦОС-1 г. Запорожья. Результаты исследований использованы при разработке технологической документации для промышленного внедрения активированного раствора сульфата алюминия в технологическую схему канализационных очистных сооружений ЦОС-1 г. Запорожья. Результаты диссертационной работы в виде рекомендаций по условиям применения активированного раствора коагулянта при очистке сточных вод переданы для внедрения в проекты Северо-Восточного научного центра Национальной академии наук Украины и Министерства образования и науки Украины. Разработана проектная и конструкторская документация для внедрения технических решений по применению активированного раствора коагулянта хлорида железа (ІІІ) для интенсификации работы контактных осветлителей при доочистке сточных вод от биогенных элементов на канализационных очистных сооружениях г. Сысерти (Свердловская область, Российская Федерация). Экономический эффект от внедрения разработанной технологии на канализационных очистных сооружениях ЦОС-1 г. Запорожья равен 1914978 грн., потенциальный эффект от внедрения разработанных технологических решений на канализационных очистных сооружениях г. Сысерти (Свердловская область, Российская Федерация) составит 902632,35 грн. (225658,09 руб.).

...