Наведено методику інженерного розрахунку вторинних вертикальних відстійників, яку розроблено на основі реалізації гідродинамічної моделі осідання з використанням результатів лабораторних та виробничих досліджень виділення осаду у відстійниках. Методика дозволяє визначити основні технологічні характеристики і конструктивні параметри вертикальних відстійників.

Індекс рубрикатора НБУВ: Н761.104.22-51

Рубрики:

Відстоювання води

Шифр НБУВ: Ж69472 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Обгрунтовано розв'язання гідродинамічної задачі горизонтальних відстійників водопровідних очисних споруд, що дозволяє оцінити ефективність роботи різних варіантів їх конструкції. Проведено контрольні досліди, які підверджують правильність результів, одержаних А.І.Березою про відсутність режимів розвиненої турбулентності в горизонтальних відстійниках. Розв'язано систему рівнянь руху без використання турбулентних напруг, а також двомірну гідродинамічну задачу горизонтальних відстійників водопровідних очисних споруд з урахуванням граничних умов на вході та виході, форми осаду на дні та відбору проясненої води по довжині відстійника. Відбір проясненої води здійснено за допомогою спеціального прийому, що дозволяє встановити розподіл вертикальних компонентів швидкості на вільній поверхні потоку, та кусочно-лінійних законів зміни гідравлічних ухилів у місцях розташування поперечних труб. Розроблено алгоритм розв'язання системи рівнянь руху на підставі послідовного використання явного числового методу Зайделя та неявного числового методу поздовжньо-поперечної прогонки, в якому в якості початкового наближення використано результат, раніше одержаний за методом Зайделя. Для оцінки ефективності роботи горизонтального відстійника визначено траєкторії руху часток у ньому, що дає можливість встановити вплив його різних конструкцій на функціонування установки. На підставі одержаних розв'язків розглянутих задач розроблено методику числового аналізу впливу різних параметрів на ефективність роботи горизонтальних відстійників, результати якого якісно підтверджуються даними їх експлуатації.

Досліджено актуальні проблеми підвищення ефективності та забезпечення надійності експлуатації й інтенсифікації роботи горизонтальних водопровідних відстійників. Проаналізовано водні ресурси Йорданії та існуючі методи підвищення ефективності роботи горизонтальних водопровідних відстійників. Запропоновано теоретичні передумови, досліджено процеси осадження коагульованих домішок у відстійниках під час обробки води активованим розчином коагулянта. За допомогою ПЕОМ розроблено математичну модель для прогнозування просвітлення води р.Йордан, побудовано лінії поверхні відгуку. Розроблено конструкторсько-технологічну й експлуатаційну документацію, передану для впровадження на очисних спорудах водопроводу м.Ербеда (Йорданія).

На підставі сучасного стану вирішення проблем очистки води від завислих часток шляхом тонкошарового відстоювання висунуто ідею суміщення тонкошарового відстоювання з фільтрацією. В секціях тонкошарового відстійника верхня пластина є фільтруючою перегородкою, а очищена вода відводиться в спеціальний колектор. Розроблено конструктивну схему тонкошарового відстійника-фільтра. Наведені результати експериментальних досліджень, які підтвердили ефективність запропонованого пристрою. Одержано теоретичні залежності для розподілу швидкостей ламінарної течії в тонкошаровому відстійнику-фільтрі з метою розрахунку руху осаду похилою пластиною та визначення траєкторій завислих часток і основних параметрів тонкошарового відстійника-фільтра, а також розроблено рекомендації щодо проектування. Результати впроваджено в проектну практику водопідготовки для малих об'єктів в Україні та в Іорданії.

Обгрунтовано використання нових рішень компактних установок з тонкошаровими відстійниками з гвинтовими полицями, які дозволяють зменшити площу й об'єм очисних споруд для забезпечення ефективності їх роботи. Розроблено нову конструкцію тонкошарового відстійника з гвинтовими полицями, призначеного для очищення забруднених вод від полідисперсних домішок на станціях невеликої продуктивності. Апробовано методику визначення ефективності очищення води, яка враховує конструктивні та технологічні параметри відстійника з гвинтовими полицями та параметрами забрудненої води. Визначено емпіричні константи залежностей, що характеризують процес очищення води у зазначених відстійниках. На базі проведених теоретичних і експериментальних досліджень розроблено рекомендації для розрахунку й експлуатації відстійників з гвинтовими полицями як самостійних споруд, так і в поєднанні з фільтрами з плаваючим завантаженням.

Проведены лабораторные эксперименты, моделирующие уплотнение осадков, накапливающихся в отстойниках водопроводных станций, под влиянием гидрофобизующей жидкости ГКЖ-11, раствора полигексаметиленгуанидина ("Акватон") и сульфата алюминия. Определены оптимальные дозы реагентов. Показано, что наибольший эффект уплотнения осадков (21 - 23 %) достигается при применении гидрофобизатора ГКЖ-11, а также при совместном действии гидрофобизатора и сульфата алюминия (13 - 18 %). Полученные данные представляют практический интерес при разработке технологии обработки осадков промывных вод отстойников и фильтров водоочистных станций.

Наведено результати дослідження процесів відстоювання фероціанідів заліза за незначних концентрацій твердої фази. Встановлено низьку ефективність традиційних і нових флокулянтів, необхідність розробки та впровадження нових методів розділення твердої та рідкої фаз.

Вперше на підставі розробленої математичної моделі освітлення води в тонкошаровому елементі вдосконаленої конструкції одержано залежності, що враховують конструктивні умови підведення-відведення води, поділ зони освітлення на два ступеня й особливості формування шару осаду. Експериментально досліджено та підтверджено основні результати теоретичних розрахунків щодо впливу конструктивних параметрів тонкошарового елемента на ефект очищення води та видалення осаду. Науково обгрунтовано та визначено конструктивні параметри тонкошарового елемента для освітлення води.

Горизонтальные отстойники являются одним из важнейших элементов в технологической схеме очистки воды. Их применение связано с возможностью пропуска достаточно больших объемов воды. Расчет эффективности отстойника может быть выполнен методом математического моделирования. Эмпирические, аналитические модели и методики, которые в настоящее время используются для решения поставленной задачи, не позволяют учесть форму отстойника и различные конструктивные особенности, что значительно влияет на верность принятия решения по выбору размеров отстойника и его конструктивных особенностей. Использование современных моделей турбулентности для расчета гидродинамики в отстойнике сложной формы требует в настоящее время очень мощных компьютеров. Цель работы - построение численной модели для оценки эффективности горизонтального отстойника модифицированной конструкции. В основу моделей положено: потенциальное движения идеальной жидкости, вихревое движение идеальной жидкости, вихревое движение реальной жидкости (уравнения Навье-Стокса), уравнение массопереноса. Для численного решения моделирующих уравнений используются разностные схемы. Численный расчет осуществляется на прямоугольной разностной сетке. Для формирования вида расчетной области и выделения ее особенностей применяется метод маркирования. Разработанные численные модели позволяют рассчитать процесс осветления воды в горизонтальных отстойниках различной формы и с различными конфигурациями пластин. Представлен новый подход в исследовании и расчете работы горизонтальных отстойников различной конфигурации. Данный подход основывается на численном интегрировании уравнений движения жидкости и массопереноса примеси. Разработанные численные модели расчета работы горизонтальных отстойников предъявляют небольшие требования к мощности компьютерной техники. Время расчета одного варианта задачи составляет несколько секунд.

Підвищення ефективності роботи очисних споруд у системах водопостачання та водовідведення є важливою технічною задачею. Для аналізу ефективності очищення води конкретної споруди, на етапі проектування, потрібно мати спеціальні математичні моделі. Мета роботи - розробка чисельної моделі процесу масопереносу у горизонтальному відстійнику для оцінки ефективності його роботи. Процес розповсюдження забруднювача в очисній споруді (відстійнику) розраховують на базі рівняння розповсюдження домішки, що виражає закон збереження маси. Моделювальне рівняння враховує конвективний перенос домішки та перенос домішки за рахунок турбулентної дифузії. Математична модель враховує нерівномірне поле швидкості потоку в споруді. Для визначення цього нерівномірного поля швидкості потоку використано математичну модель течії ідеальної рідини. При цьому враховано вихрову природу потоку. Розв'язання моделювальних рівнянь знайдено чисельним шляхом. Для чисельного інтегрування моделювального рівняння переносу в споруді використано різницеві схеми розщеплення. Базове рівняння масопереносу попередньо розщеплено на рівняння, що враховує рух домішки у відстійнику за рахунок конвекції, та на рівняння, що враховує перенос домішки за рахунок дифузії. Для чисельного інтегрування моделювальних рівнянь течії нев'язкої рідини використано неявні різницеві схеми розщеплення. Чисельний розрахунок здійснено на прямокутній різницевій сітці. Особливістю розробленої математичної моделі є можливість визначення поля швидкості та процесу переносу домішки з урахуванням геометричної форми відстійників та можливістю використання в них пластин, що впливають на гідродинаміку потоку в споруді, а значить - на ефективність очищення води. Час розрахунку одного варіанта завдання на базі побудованих математичних моделей складає кілька секунд. Моделі можна використати для отримання експертної оцінки роботи очисних споруд, які проектують. Зазначено результати проведеного обчислювального експерименту з визначення ефективності роботи відстійника з двома пластинами.

Обгрунтовано ефективність застосування вторинного вприскування води та комплексу пластин для підвищення ефективності роботи горизонтальних відстійників. Вперше розроблено чисельні моделі процесу масопереносу в горизонтальних відстійниках на основі рівнянь течії нев'язкої рідини, що дозволяють, на відміну від існуючих моделей, оперативно розрахувати ефективність освітлення води в споруді з урахуванням її складної геометричної форми та наявності конструктивних особливостей, що дають змогу інтенсифікувати процес освітлення; враховано процес формування осаду на дні відстійника. Розвинено чисельну модель процесу масопереносу в горизонтальних відстійниках на основі рівнянь руху в'язкої рідини, що дозволяє, на відміну від існуючих, оперативно розрахувати ефективність освітлення води в горизонтальному відстійнику з урахуванням його геометричної форми та пластин складної форми.