Разработка устройства для очистки и обеззараживания воды с обоснованием его параметров и режимов работы

• Автор: Твердунов, Павел Сергеевич
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 221 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
] СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ
ВОДЫ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
1Л Водопотребление и качество воды в сельском хозяйстве
1.2 Анализ способов очистки и обеззараживания воды
1.3 Анализ технических средств очистки и обеззараживания воды
1.4 Анализ теоретических и экспериментальных исследований
по очистке и обеззараживанию воды
Цель работы и задачи исследований
2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ
И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ
2.1 Конструктивно-технологическая схема устройства для очистки
и обеззараживания воды и принцип его работы
2.2 Движение потока обрабатываемой воды в устройстве
2.3 Движение частицы загрязнения на первом этапе обработки воды
2.4 Движение частицы загрязнения по поверхности отстойника
2.5 Формирование слоя осадка на поверхности фильтрующего элемента
2.6 Модель распределения дозы ультрафиолетового облучения
в камере обеззараживания устройства
2.7 Обоснование конструктивных и режимных параметров устройства
2.7.1 Обоснование конструктивных параметров устройства
2.7.2 Обоснование режимных параметров устройства
2.7.3 Определение необходимого напора насоса
2.7.4 Определение пропускной способности устройства и затрат
энергии на обработку воды в устройстве
Выводы
3 ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ
3.1 Программа исследований
3.2 Общая методика лабораторных исследований
3.2.1 Методика определения основных физических и химических показателей качества воды

3.2.2 Выбор модельного микроорганизма и методика определения основных санитарно-микробиологических показателей качества воды
3.2.3 Методика исследования устройства при очистке воды
3.2.4 Методика исследования устройства при обеззараживании воды..
3.2.5 Методика обработки результатов эксперимента
3.3 Результаты определения основных физических и химических показателей качества воды
3.4 Результаты определения основных санитарно-микробиологических показателей качества воды
3.5 Результаты исследования устройства при очистке воды
3.6 Результаты исследования устройства при обеззараживании воды..
Выводы
4 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТРОЙСТВА
ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ВНЕДРЕНИЯ УСТРОЙСТВА
4.1 Программа и методика производственных исследований
4.2 Результаты производственных исследований процесса
обработки воды в устройстве
4.3 Определение экономической эффективности от внедрения устройства для очистки и обеззараживания воды
4.3.1 Определение стоимости изготовления устройства
4.3.2 Расчет капиталовложений и определение годовых
эксплуатационных расходов
4.3.3 Определение экономической эффективности
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Агропромышленный комплекс России - крупнейший потребитель водных ресурсов. Более 70 % всей питьевой воды, потребляемой в сельском хозяйстве, приходится на животноводческие предприятия и фермерские хозяйства.
Как известно, потребление сельскохозяйственными животными воды, удовлетворяющей существующим нормам и требованиям, - одно из важнейших условий сохранения здорового поголовья и основа получения высокой продуктивности. Для приведения воды поверхностных и подземных источников в соответствие действующим требованиям в сельском хозяйстве применяют различные способы и технические средства обработки воды.
Среди всех способов обработки воды очистка и обеззараживание являются основными. Применяемые в настоящее время на животноводческих комплексах установки для водоподготовки не всегда обеспечивают требуемое санитарными правилами и нормами качество воды. Кроме этого, большинство установок являются узкоспециализированными, что приводит к конструктивному усложнению технологической линии водоподготовки животноводческих предприятий, и, как следствие, удорожанию её технического обслуживания, так как пропорционально увеличению числа ступеней очистки и обеззараживания возрастает число соединительных трубопроводов, за-порно-регулирующей арматуры, а также количество обслуживающего персонала. В устройствах иностранного производства более низкие показатели затрат на техническое обслуживание достигаются, преимущественно, за счет применения систем автоматического управления и регулирования процессом улучшения качества воды. При этом применяемые способы очистки и обеззараживания воды, а также установки для их реализации, качественно не отличаются от аналогичных устройств российского производства.
Водная стратегия агропромышленного комплекса Российской Федерации на период до 2020 года предусматривает создание и внедрение инновационных технологий водоподготовки, очистки водопроводных, сточных и

Рисунок 1.10 - Медленный фильтр: I - корпус; 2 — камера управления; 3 - подводящий трубопровод; 4 - отводящий трубопровод; 5 - трубопровод сброса фильтрата в канализацию; 6 - переливной трубопровод; 7 - трубопровод для наполнения фильтра чистой водой; 8 - регулятор скорости фильтрования; 9 - дренажная система; 10 - поддерживающие слои; 11 - фильтрующий слой; 12 - мелкопористая биологическая плёнка; 13 — водный слой; 14 - водораспределительный лоток; 15 - вентиляционная труба
Мутность воды, очищенной на медленных фильтрах, составляет 2...3 мг/л, а цветность - 10...20 град. К недостаткам медленных фильтров относят: трудоемкость технического обслуживания и очистки, низкую скорость фильтрования (0,1 ...0,2 м/ч) [6, 84, 85].
Скорые фильтры бывают безнапорными и напорными. Скорость фильтрования на таких фильтрах составляет 6... 12 м/ч, а мутность очищенной воды не превышает 1,5 мг/л. Скорые безнапорные фильтры конструктивно не отличаются от медленных фильтров, их применяют при реагентном способе очистки и расходе воды больше 1000 м3/сут. Для предприятий агропромышленного комплекса с расходом воды до 500 м3/сут. целесообразно применять вертикальные или горизонтальные скорые напорные фильтры, которые позволяют исключить из технологической схемы водоподготовки насосную станцию второго подъема, что значительно сокращает как строительные, так