Эколого-экономический и инновационный потенциал блочно-модульных очистных сооружений сточных вод тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.19, кандидат наук Манжилевская, Светлана Евгеньевна

• Манжилевская, Светлана Евгеньевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Манжилевская, Светлана Евгеньевна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 Повышение уровня защищенности природной среды при проектировании и эксплуатации блочно-модульных очистных сооружений сточных вод

1.1 Воздействие водного комплекса населенных мест на окружающую среду

1.2 Особенности БМОС и основные требования к ним

1.3 Анализ перспектив развития БМОС при проектировании и эксплуатации

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1

2 Теоретическая оценка воздействия БМОС на окружающую среду как элемента водного комплекса населенных мест

2.1 Ресурсно-экологический потенциал БМОС

2.2 Эколого-экономический анализ БМОС на основе затрат жизненного цикла и точки безубыточности

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2

3 Эколого-технологический потенциал БМОС сточных вод

3.1 Основы методологии теоретико - экспериментальных исследований влияния БМОС на окружающую среду

3.2 Анализ эксплуатационных затрат типовых и блочных станций в

рамках водного комплекса населенных мест

3.2.1 Оценка эколого-экономической эффективности

3.3 Параметры надежности эксплуатации БМОС сточных вод

3.4 Оптимизация условий распределения сточных вод на входе в емкостные сооружения

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3

4 Экологическая безопасность БМОС при работе в промышленных условиях

4.1 Технические решения по повышению экологической безопасности БМОС

4.1.1 Внутризонная циркуляция биомассы в аэротенках с применением эрлифтов рециркуляции

4.1.2 Экологическая безопасность БМОС на стадиях ПНР и эксплуатации

4.2 Применение современных энергоэффективных комплектующих для БМОС

4.2.1 Применение мелкопузырчатых аэраторов

4.2.2 Применение современного энергоэффективного насосного и воздуходувного оборудования

4.3 Математическая модель безотказной работы БМОС сточных вод 106 4.4. Ресурсно-экологический потенциал и критерий экологичности

БМОС

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4

ii II „

5 Комплексная эколого-экономическая оценка реализации БМОС

5.1 Сравнительная эффективность капитальных вложений

5.2 Технико-экономические показатели БМОС сточных вод

5.3 Особенности и программы расчета параметров эксплуатации БМОС сточных вод

5.4 Расчет затрат жизненного цикла и точки безубыточности БМОС

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эколого-экономический и инновационный потенциал блочно-модульных очистных сооружений сточных вод»

ВВЕДЕНИЕ

Обеспечение устойчивого развития населенных мест включает комплексную оценку и регулирование защищенности природной среды от воздействия проектируемых и действующих строительных объектов, в т. ч. и водохозяйственных, к которым относятся и блочно - модульные очистные сооружения сточных вод (БМОС).

Российская академия архитектуры и строительных наук (РААСН) выдвинула парадигму взаимодействия человека и градо сферы на перспективу до 2100 г., в которой глобальные проблемы людей предусматривается решать путем составления гуманитарных балансов биотехносферы регионов, стран и планеты Земля с установлением минимальных критериев состояния землепользования, водоснабжения и водоотведения, энергетики, воздушного бассейна с обозначением вектора перевода их на уровень, обеспечивающий устойчивое развитие.

В рамках указанной парадигмы БМОС влияют на жизнедеятельность поселений и городов по всем критериям состояния: землепользования (отчуждение и загрязнение территорий), водоснабжения и водоотведения (степень очистки вод, сбрасываемых в водоемы), энергетики (энергопотребления в процессах обработки вод и твердой фазы), воздушного бассейна (выделения парниковых газов, С02 и СН4). Однако нет оценки баланса их взаимодействия, обобщенного критерия оценки влияния БМОС в частных случаях, на конкретных территориях (муниципальное образование, поселок, город), где они расположены. Кроме того не учитываются изменения влияния БМОС на качество окружающей среды на различных этапах жизненного цикла (монтаж, пуско-наладка, сервис, техобслуживание, утилизация). Хотя стандарты ИСО 14000 и стандарты серии ГОСТ Р ИСО 14000 предъявляют требования оценки влияния промышленных объектов на качество окружающей среды именно на протяжении всего жизненного цикла.

Стандарты серии ГОСТ Р ИСО 14000 не предлагают методологий оценки такого влияния для индивидуальных объектов, а также не предназначены для регулятивных целей на объекте. Это означает, что в настоящее время не существует строгой научной основы для сведения результатов оценки влияния жизненного цикла на качество окружающей среды к единому критерию, и в каждом конкретном случае требуется индивидуальный подход.

Учет требований перечисленных выше стандартов особенно актуален в связи со вступлением России в ВТО.

Обобщенной характеристикой при оценки воздействия на природную среду может быть критерий экологической безопасности БМОС, а на этапе обоснования и выбора типа БМОС - ресурсно-экологический потенциал (РЭП).

Работа выполнялась в соответствии с тематическими планами кафедры «Водоснабжение и водоотведение» РГСУ в рамках государственной программы «Архитектура и строительство» по госбюджетной теме № 01.9.40001739 «Совершенствование процессов очистки природных и сточных вод южного региона страны с учетом экологических требований"

Целью работы является повышение уровня защищенности природной среды как основного фактора обеспечения экологической безопасности, экономичности и надежности в течение жизненного цикла БМОС и их отдельных элементов.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- оценить вклад БМОС в реализацию методов обеспечения экологической безопасности городского водного комплекса на базе ресурсно-экологического потенциала;

- сформулировать критерий экологической безопасности БМОС на основе уточненной методики модифицированного коэффициента готовности с учетом внедрения инноваций;

- разработать модели расчета числа отказов БМОС на блочных станциях в процессе эксплуатации, как составного элемента экологической безопасности с учетом LCC (life cycle costs - затраты жизненного цикла) и модифицированного коэффициента готовности;

- разработать мероприятия по снижению экологического и экономического ущерба при отказах в работе элементов БМОС сточных вод;

- разработать рекомендаций для составления регламента по безубыточной и экологически безопасной эксплуатации БМОС.

Основная идея работы состоит в обосновании и разработке рекомендаций по повышению экологической безопасности БМОС и их составных элементов с применением критерия экологической безопасности, учитывающего внедрение инновационных решений по очистке сточных вод в течение жизненного цикла очистных сооружений, включая пусконаладочные и ремонтные работы.

Предмет исследований - взаимодействие БМОС хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод с объектами городского хозяйства и с экологическими факторами.

Методы исследований - аналитическое обобщение известных научных и практических результатов, методы технологического анализа, статистическая обработка результатов исследований на ПЭВМ по стандартным программам.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована моделированием изучаемых процессов и подтверждена удовлетворительной сходимостью полученных результатов, выполненных в лабораторных и опытно-промышленных условиях.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- оценка вклада БМОС в реализацию методов обеспечения экологической безопасности городского водного комплекса на базе ресурсно-экологического потенциала;

- критерий экологической безопасности БМОС на базе уточненной методики расчета модифицированного коэффициента готовности с учетом внедрения инновационных разработок по сокращению выбросов в окружающую среду;

- рекомендации по регулированию качественных и количественных характеристик БМОС при минимальных затратах, позволяющих достичь стабильных качественных показателей окружающей среды;

- расчет числа отказов и безубыточности эксплуатации на блочных сооружениях с учетом модифицированного коэффициента готовности и внедрения инноваций в течение жизненного цикла очистных сооружений; как составного элемента экологической безопасности объекта;

- расчет эффективности капитальных вложений для БМОС сточных вод с учетом мероприятий по снижению экологического и экономического ущерба от загрязнений окружающей среды при возможных отказах и показателя ЬСС.

Научная новизна:

- получена оценка вклада БМОС в реализацию методов обеспечения экологической безопасности городского водного комплекса на базе ресурсно-экологического потенциала;

- предложен критерий экологической безопасности БМОС с учетом внедрения инновационных разработок по сокращению выбросов в окружающую среду;

- обоснована методология определения срока службы блочных станций с учетом всего жизненного цикла их работы и влияния на качество окружающей среды;

- предложена модель и методика расчета безубыточности работы БМОС сточных вод, исходя из минимума затрат и требований экологической безопасности.

Практическое значение работы:

- составлены рекомендации по снижению эколого-экономического ущерба при сбоях в работе элементов блочных насосных станций;

- предложены мероприятия и технические решения по повышению экологической надежности эксплуатации БМОС сточных вод и снижению эксплуатационных расходов.

Реализация результатов работы. Рекомендации диссертационной работы использованы:

- в проектах институтов ОАО «Институт «Ростовский Водоканалпроект», ООО «Северо-Кавказский Гипрокоммунводоканал», г. Ростов-на-Дону;

- при создании и внедрении БМОС в практику очистки сточных вод, ООО "Акватрат", г. Ростов-на-Дону;

- в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет» (каф. «Водоснабжение и водоотведение») при подготовке бакалавров, магистров и инженеров по специальностям 270112 «Водоснабжение и водоотведение», 280202 «Инженерная защита окружающей среды» и направлениям 270800 «Строительство», 280700 «Техносферная безопасность».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на: Международных научно-практических конференциях института инженерно-экологических систем РГСУ (Ростов-на-Дону, 2009 - 2012 гг.); VII Межд. науч.-практ. конф., "Технологии очистки воды", «ТЕХНОВОД-2012»: г. Санкт-Петербург, 18 - 21 апр. 2012 г.; Конференции международной водной ассоциации, г. Санкт-Петербург, 6-9 октября 2012 г.

Публикации. Основные результаты исследований по теме диссертации изложены в 14 работах, в т. ч. 4 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 2 учебных пособия, в 2 патента РФ.

1 ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ЗАЩИЩЕННОСТИ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ БЛОЧНО-МОДУЛЬНЫХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ (БМОС) СТОЧНЫХ ВОД

1.1 Воздействие водного комплекса населенных мест на окружающую среду

Антропогенное воздействие человека на природу ведется с момента

его возникновения как вида. В первые тысячелетия развития человечества (охота, собирательство) взаимодействие с природой было гармоничным и сбалансированным по продуктам потребления и отходов. С появлением и совершенствованием орудий производства и потребления этот баланс нарушен, что имеет глобальные последствия для существования человека как вида. Поэтому в настоящее время человечество, как мировое сообщество homo sapiens, как бы спохватившись, проснувшись от самодовольного безрассудства, ищет пути выхода на балансовое сосуществование с природой. Причем этот поиск идет на всех уровнях: биологических, геохимических, политических, хозяйственных, культурных и т. п., независимо от стран, континентов, конфессий и пр.

Не осталась в стороне от мировой тенденции и Россия [24 - 27]. Российская академия архитектуры и строительных наук (РААСН) разрабатывает новую парадигму взаимодействия человека и градосферы на перспективу до 2100 г. под названием «Создание биосферосовместимых поселений и развитие человека архитектурно-градостроительными методами» [26,27].

Используя подход «от общего к частному и от частного к общему», предложено создать, вести и контролировать «Гуманитарный баланс Биотехносферы» (ГББ), представляющий собой систему уравнений, устанавливающих «количественные нормативные соотношения между: а) потенциалом жизни биосферы, численностью населения и числом мест удовлетворения потребностей населения в регионах; б) потребностями

людей и техносферы в ресурсах Биосферы и возможностью Биосферы регионов удовлетворять эти потребности» [24, 25].

Для оценки вектора развития ГББ разрабатываются для прошлого, настоящего и будущего. «Если Потенциал Жизни Биосферы недостаточен, то нужно ограничивать численность населения в данном регионе (стратегия малых городов) или менять технологии мест удовлетворения рациональных потребностей населения (инновационный путь). «Инновационными», в данном контексте, являются только те технологии, которые повышают Потенциал Жизни Биосферы [27].

Расчеты ГББ регионов, т. е. тройственные балансы населения, мест удовлетворения потребностей населения и Потенциала Биосферы регионов позволяет более обоснованно развивать Биотехносферу.

В качестве расчетных данных для балансов предложено использовать единицы техносферы и биосферы. Единицей техносферы является одно место удовлетворения потребностей человека, созданное людьми (например, место учебное, рабочее, лечебное, отдыха и др.). Единица биосферы -участок Биосферы, потенциал Жизни которого по нормам симбиотически обеспечивает сбалансированную жизнедеятельность региона.

В предложенной РААСН развивающей стратегии глобальные проблемы людей предусматривается решать путем составления гуманитарных балансов биотехносферы регионов, стран и планеты Земля с установлением минимальных критериев состояния землепользования, водоснабжения и водоотведения, энергетики, воздушного бассейна с обозначением вектора перевода их на уровень, обеспечивающий развитие (рис. 1.1) [26, 27].

МАТРИЦА

ПГШПМЮВЛИИЯ ГОГВДЛ и КНОСФЕРОСОВЧ1ЕСШЧЬМ И РАЗВИЛМОЩИЙ ЧЕЛОВЕКА

1 Единение города

и окружающей Природы» Единство Сознания

2 Сопоставление

внешнего |«М1М ресурсе*.

»^иммнеигхм»««)

и внутреннего

направлений деятельности

города

3 в

Ш.

Биотехносферы,

те, ®»шш

Оювметм, 1)«ССГ ртю^мм гюр^нше«» накошм, 3) Ноттшм Жяк

4 Законодательное закрепление

Гуманитарного Баланса Биогсхносфсры

вдш »ад«мо*в мрш к жму; хмяк, мда, 1«;шу\» энергн* и «вдалмше кршерш*

3 Знання» ках основа управления городом:

1«мгммгг.

иифс-^выш», нредкмжинл № (аштп*.\

ИО>'С1)МН«1М» фмОТЦХШ, «мшрк

ршш

Ит«г. М^рлимц (^»¡шиигим*

вмчавпш ■ реедк: ртим*

б Прогресс,

!

• ермненне планируема* природных факторов с фактическими, уровень чсядоксюго потенциал»

7 Функции города»

удовлетворяющие потребности человекз;

»засть, »«итоерда«, вВр»юшшш?, тчрЧС«*». «ги» с ирирвдяй

8 Надежность,

^Коисттуии*" гереш и ¿фугне эаюиы, традиции этносов, еоштш горевшим.

Режима», «ашраяь, баланс, деявмкнегь

Познание.

I к&к оакюа дая полкшкм,

I сшошх структур,

| вшмсасПствнй со всем*,

5 лршш1Ю1, стиля горала

Рисунок 1.1 — Матрица преобразования биосферосовместимый и развивающий человека.

города

в

В направлении практической реализации положений матрицы преобразования города в биосферосовместимый и развивающий человека РААСН предложены технологические решения по превращению отходов ("патологии города") в ресурс развития градостроительства, жилищно-коммунального хозяйства и строительства [27].

Изложенные предложения собраны или разработаны Российской академией архитектуры и строительных наук, используются на практике, главным образом, благодаря энтузиазму разработчиков, и доказали свою экономическую эффективность [26]. Среди них есть и решения, касающиеся систем водоснабжения и водоотведения: 1 - ликвидация свалок, полигонов захоронения органических отходов, полей фильтрации систем канализации с получением энергии, тепла, строительных материалов с высвобождением под биосферосовместимую деятельность освободившихся территорий; 2 -

прекращение сброса городских сточных вод на поля фильтрации, что в итоге минимизирует загрязнение природных водоемов, повышает качество имеющихся и создаваемых рекреационных зон, улучшает экологическую обстановку в городах и пригородах. При этом разработчики [24 - 27] матрицы преобразования города в биосферосовместимый и развивающий человека рекомендуют "дополнить ее аналогичными российскими предложениями".

В рамках разрабатываемой парадигмы преобразования города в биосферосовместимый и развивающий человека блочно - модульные очистные сооружения сточных вод (БМОС) в биотехносферном аспекте влияют на жизнедеятельность поселений и городов по всем критериям состояния: землепользования (отчуждение и загрязнение территорий), водоснабжения и водоотведения (степень очистки вод, сбрасываемых в водоемы), энергетики (энергопотребления в процессах обработки вод и твердой фазы), воздушного бассейна (выделения парниковых газов С02 и

СН4).

Однако нет оценки баланса их взаимодействия, обобщенного критерия оценки влияния БМОС в частных случаях, на конкретных территориях (муниципальное образование, поселок, город), где они расположены. Такой обобщенной характеристикой на этапе биотехносферного анализа может быть критерий экологической безопасности БМОС, а на этапе обоснования и выбора типа БМОС - ресурсно-экологический потенциал (РЭП).

Поэтому одной из задач настоящей диссертационной работы является оценка вклада БМОС в реализацию функции биотехносферного города на базе ресурсно-экологического потенциала с разработкой критерия экологической безопасности БМОС с учетом выбросов диоксида углерода в атмосферу.

1.2 Особенности БМОС и основные природоохранные требования к ним

В рамках концепции биосферосовместимого города требуется проанализировать существующие технологии и технические решения БМОС в поле действующей нормативной базы РФ.

В зависимости от местных условий, сточные воды могут очищаться и отводиться в водоем, очищаться и поступать в грунт, их поглощающий, или направляться в накопитель для периодического вывоза ассенизационными машинами на очистные сооружения. [71,73]

При сбросе очищенных сточных вод в поверхностные водоемы, необходимо соблюдать требования СанПиН 2.1.5.980-00 [99], ГН 2.1.5.690-98 [15]. В случае, при условии, что фоновая концентрация загрязнений в водоеме ниже предельно-допустимых концентраций (ПДК) для речной воды, и при условии согласования с органами природоохраны, возможно очищать сточные воды до концентрации загрязнения более ПДК, при условии их разбавления водой водоема. Если фоновый концентрат загрязнений более ПДК (что относится к большинству водоемов на территории РФ), необходима степень очистки до показателей, не превышающих ПДК. Кроме того, очищенные сточные воды возможно отводить в систему городской канализации для последующей очистки на рекреационных сооружениях, использовать вторично для технических нужд либо полива.

В настоящий момент отсутствуют документы федерального уровня, разрешающие сброс сточных вод на рельеф местности. В «Водном кодексе Российской Федерации» [12] понятие сброса "на рельеф" отсутствует, имеется косвенное запрещение в части защиты от загрязнения поверхностных и подземных водных объектов, почв и недр, кторое присутствует в статьях 16(п.2) и 51(п.2) Закона Российской федерации «Об охране окружающей среды» [96] и в п. 3.2 «Гигиенических требований к охране подземных вод от загрязнения» [92]. Приведенная к средним показателям характеристика хозяйственно-бытовых сточных вод, согласно методическим рекомендациям

. Л '

' \ -V < 1 .....$

[50], указана в таблице 1.2.

Таблица 1.2. - Усредненные характеристика качества хозяйственно-бытовых сточных вод, отводимых абонентами жилищного фонда населенных пунктов.

№ п/п Перечень загрязняющих веществ Усредненная характеристика хозяйственно-бытовых сточных вод (концентрация, мг/дмЗ)

1 Взвешенные вещества 110

2 БПК полн. 180

3 ХПК 250

4 Жиры 40

5 Азот аммонийный 18

6 Хлориды 45

7 Сульфаты 40

8 Сухой осаток 300

9 Нефтепродукты 1,0

10 СПАВ (анионные) 2,5

11 Фенолы 0,005

12 Железо общее 2,2

13 Медь 0,02

14 Никель 0,005

15 Цинк 0,1

16 Хром (+3) 0,003

17 Хром (+6) 0,0003

18 Свинец 0,004

19 Кадмий 0,0002

20 Ртуть 0,0001

21 Алюминий 0,5

(

22 Марганец од

23 Фториды 0,8

24 Фосфор фосфатов 2,0

Для очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, в связи с достаточно стабильным расходом и качеством, а так же спецификой состава (основные загрязнения - органические и биогенные соединения), в основном используют биологические очистные сооружения, которые, в зависимости от производительности и способов выполнения, можно условно в данной работе разделить на: особо малой производительности (изготовление установок), малой производительности (изготовление станций), и большой производительности (строительство).

Сейчас на рынке продукции и услуг в области природоохраны предлагается большое количество устройств для биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод домов, коттеджей, жилых поселков и т.д. производительностью от 1мЗ/сут. Данные устройства отличаются друг от друга по применяемым принципам очистки (аэробная, анаэробная, комбинированная), количеству ступеней, степени автоматизации, используемым материалам и т.д. и в большинстве своем ориентированы на коммерческое представление технологий для привлечения потребителя в условиях конкуренции.

Целесообразность применения сложных схем очистки с использованием электрического оборудования и систем автоматизации спорно, при отведении и утилизации особо малых (от одного либо небольшой группы коттеджей) количеств сточных вод.

В последние годы в России работает множество организаций, занимающихся изготовлением, комплектованием и поставкой блочно-модульных очистных установок различной производительности 25...500мЗ/сут. (рис. 1.2-1.6).

Все предлагаемые очистные установки в основном комплектуются различными устройствами механической очистки сточных вод, усреднителями расходов, базируются на использовании комплекса прикреплённых и свободноплавающих микроорганизмов, и имеют набор устройств для доочистки и обеззараживания очищенной воды. Для удаления фосфатов при этом используются различные реагенты - коагулянты и флокулянты.

Отходы механической очистки и избыточно активный ил сгущают, помещают в фильтрационные мешки (которые, по сути, представляют собой довольно простые и недорогие устройства, принцип действия которых с технологической стороны аналогичен принципу действия камерных фильтр-прессов) и, как правило, вывозят на полигоны твёрдых бытовых отходов.

При расчете очистных сооружений хозяйственно-бытовых сточных вод малой производительности, организации-разработчики руководствуются требованиями СНиП [91], различной технической и нормативной литературой [31,35,44], собственным опытом и результатами исследований.

Рисунок 1.2 - Технологическая схема очистки хозяйственно-бытовых

л

сточных вод БОКС производительностью 50 м /сут

Поз. Наименование , Ко/1'во- шт Гримечамх

НФС Устройство филшпрующее самоочищающееся : 1

УД Усреднитель денотрификатор 1

АН Аэротенк - нитрификатор Г I

ВО вертикальный отстойник ?

ььд Блок &иолаеическай доачиапки 1 1

ф Фильтр доочистки с и/ун&итовой заерузкой 1

и Кассета с носителя/* и принр к пленной \

биомассы ь

кии Кассета с шунлитом : 7

уавг Установка улылрофио'тгтюбого обшжфажиОанин в комплекте с мя-оснья* аЗфуЭьб&мш** ! 2

ь*>Пи.!3 Ультразвуковой расходомер 3 !

Насосное оборудование

нэ Некое: ртлн+кулииии ншзратса&фмамцей жидкости в комплект» с обратным клапаном 1 ' 1рав.

н < Технологический нисос ! 2 , {эпздда |

Н 51.32 Насос рециркуляции и*5мяочмо*о и ЬозЪрсипного активного иж 0 комплекте с офаа*шн клепаном > ' ; а»? |

в 11,1 г Воздуходувка 0 комплекте* , 2

Обратный клапан УС <5, ДуВОмм > ; 1

Предохранительный клапан 6, Ду50мм

Воздушный фильтр, Ду50мм ;

Штат й&йксе ааеЛненж ДуЬОт! I ; '

Хомут силовой, ДуВОмм-6шт '

О$орудо(}*лмия пррытовлятп* рта*ц>*юа

Ж 1 Бак прияотобленит реагента "СКИФ ~ У=200л , 7

ЭМ 1 Миксер I г

НД1 Насос-до затор реаеента \ > 1 ! 1- - - -1 1 1 4 - -1 ;

вк г Бак приготовления реаеента "Ы*2503"\Г*2<Юл ; г

эм г Миксер 1

наг Насос-дозатор реаеента \ 1 1 !

ОборуОоОани* за пределами станции

Н IX 12 Насос подачи сточных вод на станцию : 2 : !ое! 1раВ

нг% гг Насос подачи стачных вод в аэротенк-нитрификатор I 2 \ рав, |

ЗМЦ 12 Мешалка - 2 ; рех 1раб 1

НбХ б г Насос отвода очищенных сточных вод I 2 ! 1ра, 1(105 ;

Рисунок 1.3 - Технологическая схема очистки хозяйственно-бытовых

Л

сточных вод БОКС производительностью 50 м /сут

Пол j Наименование | Коп-ба, ая» 1

О пении* биологической очистки сточных во i йОКС -i О

. УФС Устрайшбс фильтруют«» сагмхмльокщевеп г 1 раЯ, 1 р«з

' УС Усреднитель 1

' АИФ Лзроюлнн - митрифика/чор 1

' ДНФ Дшниприфакаюар t

' во Вторично*} оштоаник 9ерФикФ*>но*о типа f

В&Д-1 é'ucpeawrop dboHucmu/ 1~oú ступек! 1

, S6M-» биореактор дао чистки t-oú ступени i

! Ф безнапорный фитЯр 1

, Кассета с носителями прикрепленной

Í4

' АС Азрабный слшЗилизаяюр •илоцплатшпюпь 1

' ош ШнекодыО вдезд&яидатель осадка f

Ütmat*&ra ул^Фи^ожтЫкяо оЯешъкшЛ**** д ксгтлемт с дстнкам и &к*ам грвгъйни г tpaá, Г суя й»

\ УР Расжодапер шяекгрропавжипный &

; всф Боя для сбора фуга/па /

' РОВ РтзерОуар очищенной боЗ,м t

Но сасно* абарудоданш*

; н-tt и Насос ао&ачи стопных бед 4 де нитрификатор г ífaS,

, H~Z%22 Насос первггешивами* двнипрафикатора г finí tfKU

■ н-мзз Нассс подачи стабоды б амротенк -ни**рификатор г ¡fm

; Н-4 i Насос рециркуляции ниягратсодвр* orneó жидкости г ffui.

, W-5Í S2 Насос отдода очищенной поди г Ijcx, fext}

' Н~6 Насос технологический г 7iiuS, V»» tve

г — j Н-? Насос отвода мвдалодоа flodw г 1¡*&, Smt f^r ffrtr H-fH-Sf

Н-8.1,82 Винт обой насос погани <ма на о5е9бож ибо телу г UaS, ff*

Í \ Но сое атбода фугата 1 1 рай*

| 8-IU2 Воздуходувка 0 комплект* г tfBK ДО

| Обратной клапан г

Предохранительный клапан г

i 5 Воздушный фильтр i

I Шлам ^жотмгщяацшЗ (нбкж ст&*тш) г

Оборудовали* приготовления ржтнта

■ -mt бак приготовлении реааента "CK№V*¿OOa i

; j»*tt» Миксер 2

| мх-mt Насос-дозатор рваевчта г

Бак лршатоблшни* флщрянта У*200л 2

\ jn-гиз Миксер г

I >**-im На сое тдоуат ар реагента г

Рисунок 1.4 - Технологическая схема очистки хозяйственно-бытовых сточных вод БОКС производительностью 100 м3/сут

Рисунок 1.5 - Технологическая схема очистки хозяйственно-бытовых сточных вод БОКС производительностью 500 м3/сут

Поз, Наименование Kost J Примечание*

У ФС-1.^,3 Устройство филыпруюилее с&моочк/шаюш&еся 3 ! 2 paff,7 рез.

ПТ — 1,2 ПесколоОка танеенииалъная 2 i 2 poff.

УС Уср енЭнитель 1 ! / paff

ДНФ-7.2 Д енитрифика тор 2 i 2 paff

А НФ —1,2 А зротенк—нитрификатор 2 2 paff

ВО-1.2 Вторичны/О отстойник 2 i 2 paff.

ББД-1,2 С/то к Сиоло-*ичес*сой д№ очистки 2 2 paff * \ 2 paff

Ф-1.2 Фильтр Ооочистки

ЛСИ —1,2 А&ро&нъ*й стаffu/тизатор илоуплотнкгтель. 2 2 paff

Насосное, воа&ухойувное о ¿1р. offopy&oÖaHue

Н-1 г 7 1, Нсгсое по&а чи сточных 6о<9 в &анитрификатор 3 I 2 paff, f рез>.

н-2гг 2 Насос текноложич * с к ий 3 \ 2 paff ,1 сук рез

н-з г з.2 На6ос оюОоОа ныОиловой хги&каъти О 3 | 2 paff.7 сук рез

уср ® и тег ль,

М-7.1, 1.2 Гориэонтильния мешалка 3 i 2 paff ,1 сук рез

8*1 1.1 2,1.3 Воздуходувка 3 I 2 paff, 1 рез

УФО-1 1.2,2,1,2 Ус ты но Ö к и ультрафиолетового ове-ззаражиОиния б комплекте с насосом промывки 4 1 2 paff.,2 рез i

Узел приготовления раствора рва вента О комплекте.*

ВКГ-1 112 бак приготовлено» реае&нта \^ж500л 3 2 paff ,1 сух рез

зм-г 1.12 Зл мешалка 3 | 2 paff, Г сух рез

НД-1112 Насос -дозатор реа&омта 3 I 2 paff.t сукре*

Блок обезвоживания осадка

шд Шнековыи оСезвоживател осадка 7 11 paff.

М-* 7, Насосы подачи а с а & к а на шнековыО 2 I 1 paff , 1 pejr

овезвоживатель

H-S Насос о твое?а фильтрата и промывной Соды от шнековажо овезвоживателя 2 i 1 paff.7 сух.реэ

&Ф Бак с&ора фильтрата и промы&ноО воды от шне»ково#о оСезвоживателя 1 | f paff.

Узел приготовления раствора флокулянта в комплекте.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Манжилевская, Светлана Евгеньевна, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Адлер, Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий [Текст] / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. - М.: Наука, 1976.-212 с.

2. Алексеев, М. И. Надежность систем водоотведения [Текст] / М. И. Алексеев, Ю. А. Ермолин; СПб. гос. архитект.-строит. ун-т. - СПб., 2010. -166 с.

3. Афанасьева, Ф. А. Очистка хозяйственно-бытовых сточных вод на компактных установках [Текст] / Ф. А. Афанасьева, А. П. Иванов, А. Е. Ловцов // Водоснабжение и санитарная техника. - 2003. - № 11. - С. 34-39

4. Аэрационные системы AME [Текст]: Рекламный проспект фирмы FORTEGS - AGS a.s. - Чешская республика

5. Баженов, В. И. Экономический анализ насосных систем на базе показателя — затраты жизненного цикла [Текст] / В. И. Баженов, С. Е. Березин, Н. Н. Зубовская // Водоснабжение и сан. техника. - 2006. - № 3. - ч. 2

6. Баженов, В. И. Экономический анализ современных систем биологической очистки сточных вод на базе показателя - затраты жизненного цикла [Текст] / В. И. Баженов, Н. А. Кривощекова // Водоснабжение и канализация. - 2009. - № 1. - С. 20-22

7. Баранов, О. В. Опыты управления эколого-экономическими рисками при производстве цемента. Современные проблемы экономики и управления развитием города (инвестиции, городское строительство, недвижимость, экология) [Текст]: сб. науч. тр. / О. В. Баранов - М.: Изд-во Рос. эконом, акад., 2006

8. Бондарев, А. А. Биологическая очистка сточных вод от соединений азота [Текст]: дисс. д-ра техн. наук / А. А. Бондарев. - М., 1990. -250 с.

9. Вентцель, Е. С. Теория вероятности [Текст]: Учебник для вузов / Е. С. Вентцель. - М.: Высш. шк., 1999. - 576 с.

i '(l^i'b

Vt

i 111 U *

10. Виленский, П. JI. Как рассчитать эффективность инвестиционного проекта [Текст] / П. JL Виленский, С. А. Смоляк. - М. : Информэлектро, 2000

11. Владимиров, В. В. Экологический императив города [Текст] / В. В. Владимиров // Промышленное и гражданское строительство. - 2000. - № 9

12. Водный кодекс Российской Федерации: №74-ФЗ [Текст]. - М.: Юркнига, 2006. - 42 с.

13. Возная, Н. Ф. Химия воды и микробиология [Текст]: Учеб. пособие для вузов / Н. Ф. Возная. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1979. -340 с.

14. Волков, И. М. Критерии оценки проектов / И. М. Волков, М. В. Грачева; Ин-т эконом, развития Всемирного банка. - М., 2000

15. ГН 2.1.5.690-98. Ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования [Текст]. -М.: Минздрав России, 1998. -12 с.

16. ГОСТ 25150-82 (CT СЭВ 2085-80) Канализация. Термины и определения [Текст]. - М., 1983. - 8 с.

17. ГОСТ 27. 002 - 89. Надежность в технике. Термины и определения [Текст]. - М.: изд - во Стандартов, 1990. - 24 с.

18. ГОСТ Р ИСО 14040-2010. Экологический менеджмент. Оценка жизненного цикла. Принципы и структура" [Текст]. - М.: изд - ,во Стандартов, 2010. - 24 с.

19. Долженко, JI. А. Выбор схем глубокой биологической очистки бытовых сточных вод [Текст] / JI. А. Долженко, Д. А. Цап // Мат. Междунар. науч.-практ. конф. «Строительство-2009». - Ростов н/Д: РГСУ, 2009. - С. 2930

20. Долженко, JI. А. Регулирование процессов биотрансформации азота в иловых системах [Текст] / JI. А. Долженко, Н. С. Серпокрылов //

Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда и окружающей среды, -1998.-Вып. 2. - С. 84-88

21. Жмур, Н. С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками [Текст] / Н. С. Жмур. — М.: Акварос, 2003. - 512 с.

22. Залетова, Н. А. Очистка сточных вод от биогенных веществ (соединений азота и фосфора) [Текст]: автореф. дис. на соискание степени д-ра. техн. наук / Н. А. Залетова. - М., 1999. - 50 с.

23. Залетова, Н. А. Удаление биогенных веществ из городских сточных вод биологическими методами [Текст] / Н. А. Залетова // Вода: экология и технология: материалы конгресса. - М., 1994

24. Ильичев, В. А. Биосферосовместимые технологии регионального развития [Текст] / В. А. Ильичев, И. А. Малмыгин. - М., 2009

25. Ильичев, В. А. Методика прогнозирования показателей биосферосовместимости урбанизированных территорий [Текст] / В. А. Ильичев, В. И. Колчунов, В. А. Гордон // Градостроительство. - 2010. - № 1. -С. 37—43

26. Ильичев, В.А. Биосферная совместимость: Технологии внедрения инноваций. Города развивающего человека [Текст] / В. А. Ильичев. - М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. - 240 с.

27. Ильичев, В.А. Некоторые вопросы проектирования поселений с позиции концепции биосферной совместимости [Текст] / В.А. Ильичев, В. И. Колчунов, А. В. Берсенев и др. //Academia. - 2009. -№1. -С. 50-57

28. Иогансон, И. Современные методы очистки сточных вод. и утилизации осадка [Текст] / И. Иогансон // Водоснабжение и санитарная техника. - 1996. - № 1. - С. 29-30

29. Исследование окислительной способности эжекторных аэраторов на крупномасштабной установке [Текст] / А. Я. Карелин и др. // Водоснабжение и санитарная техника. -1981. - № 6

I I

14

\\ * V

<,у <"< V/.

Ч'Г V .

Гам f 1 >

»J'r > k

У 1

( t

I«

г

<> чУ

) I

30. Канализация населенных мест и промышленных предприятий [Текст]: Справочник проектировщика / Под ред. В. Н. Самохина. - М.: Стройиздат, 1981. - 638 С.

31.Кичигин, В. И. Моделирование процессов очистки воды [Текст]: Учеб. пособие для студентов вузов, обуч. по спец. "Водоснаб. и водоотвед." направ. подготовки диплом, спец. "Стр-во"Шифр: 628.16. [Текс] / В. И. Кичигин. - М.: Издательство: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2009. - 78 С.

32. Крючихин Е. М. Очистка сточных вод от биогенных элементов [Текст] / Е. М. Крючихин // Экология производства. - 2008. - № 4 .- С. 45-47.

33. Колобанов, С. К. Проектирование очистных сооружений канализации [Текст] / С. К. Колобанов, А. В. Ершов, М. Е. Кигель. - Киев: Будивельник, 1977. - 224 с.

34. Костюков, В. П. Изменение окислительно - восстановительных свойств среды при биохимической трансформации компонентов сточных вод [Текст] / В. П. Костюков, И. В. Максименко, Н. С. Серпокрылов // Проблемы строительства и инженерной экологии. - Новочеркасск : ЮГРТУ, 2000.-С. 264-272.

35. Кубота, X. Моделирование аэротенков эрлифтного типа [Текст] / X. Кубота // Кэмикару эндзиния-рингу. - 1979. - Т. 24. - № 11. - С. 921-925

36. Кулжинский, В. И. Технико - экономическое обоснование проектных решений по канализации [Текст]: Учеб. пособие / В. И. Кулжинский, Б. П. Ленский, В. А. Михайлов. - Ростов н/Д: РИСИ, 1989. - 73 с.

37. Кулик, И. А. Обоснование процессов и инженерных решений транспортабельных сооружений очистки сточных вод заводского изготовления [Текст]: дис. на соискание степени канд. техн. наук / И. А. Кулик. - Волгоград, 2010.-142 с.

38. Куликов, Д. Н. Реализация модифицированной трехиловой системы биологической очистки сточных вод с регенерируемыми

илоотделителями [Текст] / Д. Н. Куликов // Технология очистки воды «Техновод - 2008»: мат. 4-й Междунар. науч. - практ. конф., г. Калуга, 26 -29 февр. 2008 г. - Новочеркасск: ОНИКС+, 2008. - С. 229-233

39. Куликов, Д. Н. Использование свободноплавающих и прикрепленных биоценозов для формирования биоконвейера очистки городских сточных вод [Текст] / Д. Н. Куликов, И. И. Куликов // Технологии и оборудование для очистки промышленных и ливневых сточных вод. -2003. - Т. 3.-С. 28-35

40. Куликов, Д. Н. Технология трехиловой биологической очистки городских сточных вод [Текст]: дисс. на соискание степени канд. техн. наук / Д. Н. Куликов. - Ростов н/Д, 2009. - 153 с.

41. Ласков, Ю. М. Примеры расчетов канализационных сооружений [Текст] / Ю. М. Ласков, Ю. В. Воронов, В. И. Калицун. - М.: Высшая школа, 1981.-232 с.

42. Лис, Г. Биохимия автотрофных бактерий [Текст] / Г. Лис. - М.: Издательство иностранной литературы, 1958. - 53 с.

43. Литвиненко, В. А. Особенности исследования режима очистки сточных вод на мобильной установке [Текст] / В. А. Литвиненко, А. А. Сизов, А. И. Судьин // Мат. Междунар. научно-практической конференции «Строительство-2007». - Ростов н/Д: РГСУ, 2007. - С. 12-14

44. Литвиненко, В. А. Технологические изыскания параметров очистки сточных вод на мобильной установке [Текст] / В. А. Литвиненко // Мат. Междунар. науч.-практ. конф. «Строительство-2008». - Ростов н/Д: РГСУ, 2008.-С. 30

45. Максимова, С. В. Совершенствование систем аэрации сооружений биологической очистки сточных вод с использованием вихревых эрлифтных устройств [Текст]: автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. / С. В. Максимова; Пенз. гос. ун-т архит. и стр-ва. - Пенза, 2006. - 20 с.

46. Марочкин, А. А. Регулирование режимов очистки на базе статистических данных анализов сточных вод [Текст] / А. А. Марочкин, И.

Н. Макаридзе // Строительство - 2002: мат. Междунар. науч. -практ. конф. -Ростов н/Д: РГСУ, 2002. - С. 21- 23

47. МДК 3.01-2001 Методические рекомендации по расчету количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов [Текст] / Госстрой России. - М.: ФГУПЦПП, 2001.-36 с.

48. Медриш, Г. Л. Обеззараживание сточных и природных вод с использованием прямого электролиза [Текст] / Г. Л. Медриш, А. Л. Тейшева, Д. Л. Басин. - М.: Стройиздат, 1982. - 32 с.

49. Методика расчета предотвращенного экологического ущерба [Текст]. - М.: Госкомэкология, 1999. - 71 с.

50. Методологические рекомендации по отбору и оценке инвестиционных природоохранных проектов РПОИ [Текст] / Ин-т эконом, проблем природопользования (ИЭПП); под общ. ред. А. А. Аверченкого, А. С. Гумилевского. - М., 2000

51. Мешенгиссер, Ю. М. Теоретическое обоснование и разработка новых полимерных аэраторов для биологической очистки сточных вод [Текст]: автореф. дис. д-ра техн. наук / Ю. М. Мешенгиссер. - М.: ФГУП «НИИ ВОДГЕО», 2005

52. Мойжес, О. В. Оценка стабильности работы сооружений биологической очистки сточных вод с помощью математического аппарата случайных величин [Текст] / О. В. Мойжес, К. В. Киндерова // «ВейстТЭК-2007»: сб. трудов Пятого Междунар. конгресса по управлению отходами и природоохранными технологиями, г. Москва, 29 мая - 1 июня 2007 г. - М.,

53. Моктар, А. А. Оптимизация процесса очистки сточных вод г. Сент-Эсташ (Канада) [Текст] / А. А. Моктар, В. А. Михайлов, Н. С. Серпокрылов // Технология очистки воды «Техновод - 2008» : мат. 4-й Междунар. науч. -практ. конф., г. Калуга, 26-29 февр. 2008 г. - Новочеркасск: ОНИКС+, 2008. -С. 189-194

2007

54. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации [Текст]: Справочник монтажника / Под ред. А. К. Перешивкина. - Изд. 3-е перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1978

55. Мочалов, И. П., Родзиллер И.Д. Жук Е.Г. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населённых мест в условиях Крайнего Севера [Текст] / И. П. Мочалов, И. Д. Родзиллер, Е. Г. Жук. - Л.: Стройиздат. Ленинградское отд., 1991.- 160 с.

56. Мухин, В. А. Очистка городских сточных вод от азота и фосфора [Текст] / В. А. Мухин // Водоснабжение и санитарная техника. -1999.- № 6.- с.23-25

57. Николадзе, Г. И. Технология очистки природных вод [Текст] / Г. И. Николадзе. -М.: Высш. Школа, 1987.-479 с.

58. Оборудование водопроводно-канализационных сооружений [Текст] / А. С. Москвитин, Б. А. Москвитин, Г. М. Мирончук. и др. - М.: Стройиздат, 1979. - 430 с. - (Справочник монтажника).

59. Обоснование технологий очистки сточных вод по эмиссии диоксида углерода [Текст] / Н. С. Серпокрылов и др. // Технология очистки воды «Техновод - 2008» : материалы 4 Междунар. науч.-практ. конф., Калуга, 26 -29 февр. 2008 г. - Новочеркасск: ОНИКС+, 2008. - С. 184 - 189

60. Организация строительства водопроводно-канализационных сооружений [Текст]: Учебное пособие / С. Е. Петренко, В. А. Лысов, В. С. Алешин и др. - Ростов н/Д: РГСУ, 2010. - 82 с.

61. Осипов, В. И. Экологические проблемы России [Текст] / В. И. Осипов // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. - 2004. - № 1

62. Осипов, В. И. Оценка и управление природными рисками [Текст]: состояние проблемы / В. И. Осипов // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. - 2007. - №3

63. Очистка и обеззараживание сточных вод малых населенных пунктов [Текст] / Э. С. Разумовский и др. - М.: Стройиздат, 1978

64. Патент № 108059 Российская Федерация, Комплект несъемной опалубки для возведения стен здания / В. И. Смирнов, С. Е. Петренко, Д. О. Горшкова и др. - № 2011120777, опубл. 10.09.2011.

65. Патент №107799 Российская Федерация, Устройство водопроводного ввода в одноэтажные жилые дома из фибропенобетона / Н.С. Серпокрылов, В.И. Смирнов, С.Е. Петренко и др. - №2011113054, опубл. 27.08.2011

66. Патент №2270809 Рос. Федерация, МПК Установка комбинированной очистки сточных вод [Электронный ресурс] / Н. И. Куликов. -№ 2994100465. - заявл. 05.01.2004; опубл. 27.02.2006, Бюл. № 6.

67. Петренко, С. Е. Актуальность проблемы социо-эколого-экономической оценки современного состояния и прогнозов использования природных ресурсов городских территорий [Текст] / С. Е. Петренко, Н. С. Серпокрылов, JI. К. Петренко // Строительство - 2008: мат. Международной науч.-практ. конф. / Институт инженерно-экологических систем. - Ростов н/Д: РГСУ, 2008. - С. 69-71

68. Петренко, С. Е. Анализ безубыточности в маркетинговой деятельности очистных сооружений сточных вод [Текст] / С. Е. Петренко // Технологии очистки воды «ТЕХНОВОД-2012»: мат. VII Междунар. науч.-практ. конф. г. Санкт-Петербург 18-21 апр. 2012 г. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. (НПИ). - Новочеркасск: Лик, 2012. - С. 159-163

69. Петренко, С. Е. Влияние затрат жизненного цикла на конструктивные решения малых очистных сооружений сточных вод [Текст] / С. Е. Петренко // Строительство - 2011: мат. Междунар. науч.-практ. конф. / Институт инженерно-экологических систем. - Ростов н/Д: РГСУ, 2011. - С. 76-77

70. Петренко, С. Е. Количественное выражение риска при возможных авариях блочных насосных станций [Текст] / С. Е. Петренко // Экономика и управление: мат. межвуз. науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых. -Новочеркасск: НГМА, 2009. - Вып. 11. - С. 183-189

71. Петренко, С. Е. Концепция эффективного менеджмента [Текст] / С. Е. Петренко, JT. К. Петренко // Строительство - 2011: мат. Междунар. науч.-практ. конф. / Институт промышленного и гражданского строительства. -Ростов н/Д: РГСУ, 2010. - С. 123-124

72. Петренко, С. Е. Методы оценки и организация управления эколого-экономическими рисками на предприятиях строительной индустрии [Текст] / С. Е. Петренко, Н. С. Серпокрылов, JI. К. Петренко // Строительство -2009: мат. юбилейной науч.-практ. конф. / Институт инженерно-экологических систем. - Ростов н/Д: РГСУ, 2009. - С. 25 - 27

73. Петренко, С. Е. Охрана и рациональное использование природно-ресурсного потенциала [Текст] / С. Е. Петренко, Н. С. Серпокрылов, JI. К. Петренко // Известия Ростовского государственного строительного университета. - Ростов н/Д: РГСУ, 2008. - № 12. - С. 216-220

74. Петренко, С. Е. Оценка износа оборудования насосных станций с позиции LCC [Текст] / С. Е. Петренко, Н. С. Серпокрылов // Экономика и управление: мат. межвуз. науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых. -Новочеркасск: НГМА, 2011. - Вып. 14. - С. 143-145

75. Петренко, С. Е. Оценка износа оборудования насосных станций с позиции LCC [Текст] / С. Е. Петренко // Материалы конференции Международной водной ассоциации. - Санкт-Петербург, 2012

76. Петренко, С. Е. Параметры надежности эксплуатации насосных станций и мероприятия по их повышению [Электронный ресурс] / С. Е. Петренко // Инженерный Вестник Дона. - Ростов н/Д, 2010. - № 4. - URL: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n4y2010/256/

77. Петренко, С. Е. Повышение эффективности и надежности очистки сточных вод на разных стадиях эксплуатации очистных сооружений [Электронный ресурс] / С. Е. Петренко Н. С. Серпокрылов, Е. В. Борисова и др.// Электронный журнал «Инженерный Вестник Дона». - 2013. - № 2. -URL: http://www.ivdon.ru/magazine/archive/n2y2013/1602

I, (/• • v

ft't

Vi

4

,4,1

И и

Mi«, ..................

1 f * i I

i" 11

i \

'.'А'й!:

f

78. Петренко, С. Е. Порядок организации и проведения производственного экологического контроля [Текст] / С. Е. Петренко, Л. К. Петренко // Строительство - 2010: мат. Междунар. науч.-практ. конф. / Институт инженерно-экологических систем. - Ростов н/Д: РГСУ, 2010. - С. 125-127

79. Петренко, С. Е. Риски финансирования проекта [Текст] / С. Е. Петренко // Строительство - 2010: мат. Междунар. науч.-практ. конф. / Институт инженерно-экологических систем. - Ростов н/Д: РГСУ, 2010. - С. 121 - 122

80. Петренко, С. Е. Совершенствование экологической политики, организации и экономического механизма природопользования [Текст] / С. Е. Петренко, Н. С. Серпокрылов, Л. К. Петренко // Строительство - 2008: мат. Междунар. науч.-практ. конф. / Институт промышленного и гражданского строительства. - Ростов н/Д : РГСУ, 2008. - С. 64-66.

81. Петренко, С. Е. Характеристика составляющих риска как комплексного понятия [Текст] / С. Е. Петренко, Н. С. Серпокрылов, Л. К. Петренко // Строительство - 2009: мат. юбилейной науч.-практ. конф. / Институт инженерно-экологических систем. - Ростов н/Д: РГСУ, 2009. - С. 112-114

82. Петренко, С. Е. Экологический менеджмент [Текст] / С. Е. Петренко, Н. С. Серпокрылов, Л. К. Петренко // Строительство - 2010: мат. Междунар. науч.-практ. конф. / Институт инженерно-экологических систем.

- Ростов н/Д: РГСУ, 2010. - С. 91 - 93

83. Петренко, С. Е. Экологический менеджмент в водоохранных технологиях [Текст]: Учебное пособие / С. Е. Петренко, Н. С. Серпокрылов, Л. К. Петренко. - Ростов н/Д: РГСУ, 2010. - 124 с.

84. Петренко, С. Е. Экономический механизм природопользования [Текст] / С. Е. Петренко // Экономика и управление: мат. межвуз. науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых. - Новочеркасск: НГМА, 2008. - Вып. 8.

- С. 221-223

85. Петренко, С. Е. Эффективность капитальных вложений при выборе блочно-модульных установок очистки сточных вод [Текст] / С. Е. Петренко, Н. С. Серпокрылов, JI. К. Петренко // Вестник ВолгГАСУ. Серия: Строительство и архитектура. - Волгоград: ВолгГАСУ, 2009. - Вып. 15. - С. 141-143

86. Помогаева, В. В. Опытные зависимости окислительной способности аэратора от конструктивных параметров [Текст] / В. В. Помогаева, В. И. Щербаков, Е. В. Дроздов // Вестник научных трудов РААСН. - Тамбов: ТГТУ, 2009

87. Пособие по проектированию автономных инженерных систем одноквартирных и блокированных жилых домов [Текст]. - М.: Торговый Дом «Инженерное оборудование», 1997. - 64 с.

88. Постановление Правительства РФ от 12 июня 2003 г. № 344 «О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления» [Электронный ресурс] // Информационно правовой портал «ГАРАНТ». - URL: http://base.garant.ru/12131296/

89. Приказ Министерства природных ресурсов РФ от 17 декабря 2007 г. № 333 «Об утверждении методики разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей» [Электронный ресурс] // Информационно-правовой портал «ГАРАНТ». - URL: http://base.garant.ru/2164328/

90. Расчет эмиссии диоксида углерода при обработке природных вод (в рамках Киотского протокола) [Текст] / Н. С. Серпокрылов, Е. В. Вильсон, Г. Н. Земченко и др. // «Техновод - 2005», 2 Межд. конф. научн. практ. конф., посв-я 1000-летию Казани. - Казань, 2005. - С. 125 - 129

91. Ратников, А. А. Автономные системы канализации [Текст]: Теория и практика / А. А. Ратников. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2008. - 104 с.

92. Рекомендации по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в водные объекты [Текст] / Рострой. - М.: ФГУП «НИИ ВОДГЕО», 2006 - 56 с.

93. Риск-анализ инвестиционного проекта [Текст] / Под ред. М. В. Грачевой. - М.: ЮНИТИ, 2001

94. Российская академия наук. Изменение окружающей среды и климата [Текст]: Природные и связанные с ними техногенные катастрофы / Гл. ред. акад. Н. П. Лавёров. - Москва, ИГЕМ РАН, 2007.

95. Российская Федерация. Законы. О техническом регулировании [Текст]: федер. закон № 184-ФЗ от 27.12.2002 // Информационно-правовой портал «ГАРАНТ». - URL: http://base.garant.ru/12129354/

96. Российская Федерация. Законы. Об охране окружающей среды [Электронный ресурс]: федер. закон № 7 от 10.01.2002 // Информационно-правовой портал «ГАРАНТ». - URL: http://base.garant.ru/12125350/

97. Рябых, Д. Наиболее распространенные финансовые показатели [Текст] / Д. Рябых. - М.: Корпоративный менеджмент, 2000

98. Савчук, В. П. Оценка эффективности инвестиционных проектов [Текст] / В. П. Савчук. - М.: Абсолют-В, 2009

99. СанПиН 2.1.5.980-00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод [Текст]. -М.: Минздрав России, 2000. - 36 с.

100. Сергиенко, Л. П. Эмиссия диоксида углерода при денитрификации [Текст] / Л. П. Сергиенко, Е. В. Вильсон, О. И. Сергиенко // Мат. междунар. Научн.-практ. конф. «Строительство - 2006». - Ростов н/Д: РГСУ, 2006. - С. 37 - 39

101. Сергиенко, О. И. Эмиссия диоксида углерода при денитрификации [Текст] / О. И. Сергиенко, Л. П. Сергиенко, Е. В. Вильсон // Мат. Междунар. науч.-практ. конф. «Строительство-2006». - Ростов н/Д: РГСУ, 2006.-С. 37-39

102. Серпокрылов, Н. С. Ресурсно — экологический потенциал доочистки биологически очищенных сточных вод фильтрованием через антрацитовую загрузку [Текст] / Н. С. Серпокрылов, Е. В. Вильсон, А. А. Марочкин // Мат. междунар. научно - практич. конф. «Экология и безопасность жизнедеятельности». - Пенза: ПГАСА, 2002 - С. 34 - 38

103. Серпокрылов, Н. С. Обоснование методики экспресс — контроля режима очистки сточных вод по выделению диоксида углерода [Текст] / Н. С. Серпокрылов, Е. Н. Калиникова, Я. Ю. Каменев // Водоснабжение и канализация. - 2010. - № 7 - 8. - С. 69 - 73

104. Серпокрылов, Н. С. Оперативно-менеджерская оценка работы очистных сооружений водоснабжения и канализации Ханты-Мансийского автономного округа на примере г. Белоярского [Текст] / Н. С. Серпокрылов, Е. Н. Калинникова // Технология очистки воды « Техновод - 2009»: Мат. 5 междунар. научн. практ. конф., Кисловодск, 6-10 октября 2009 г. / ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: НПО «Лик», 2009. - С. 166 - 170

105. Серпокрылов, Н. С. Отчет по НИОКР Рехау по теме: Экспериментально-теоретическое исследование рабочих параметров аэраторов RAUBIOXON [Текст]: отчет по НИОКР / Н. С. Серпокрылов, И. В. Климухин; Рехау. - Ростов н/Д, 2007. - 88 с.

106. Серпокрылов, Н. С. Производственный анализ режима работы сооружений биологической очистки сточных вод по окислительной мощности [Текст] / Н. С. Серпокрылов, И. В. Климухин, А. Ю. Скрябин // Водоочистка, Водоподготовка, Водоснабжение. - 2008. - № 8. - С. 27-29

107. Серпокрылов, Н. С. Регулирование биоценоза с помощью иммобилизации на контактных носителях [Текст] / Н. С. Серпокрылов, Л. А. Долженко // Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда и окружающей среды. - 1999. - Вып. 3. - С. 54-57

108. Серпокрылов, Н. С. Ресурсно - экологический потенциал узла обеззараживания в мобильно-картриджной системе водоснабжения [Текст] / Н. С. Серпокрылов, В. Е. Оганесов, В. А Онкаев // Технология очистки воды

«Техновод - 2004»: мат. междунар. научн.-практ. конф. - Новочеркасск: ООО НПО «ТЕМП», 2004. - С. 53 - 57

109. Сизов, А. А. Повышение эффективности процесса и надежности систем очистки периодических сбросов сточных вод [Текст]: дис. на соискание степени канд. техн. наук / А. А. Сизов. — Волгоград, 2010. - 161 с.

110. Сизов, A.A. Надежность очистки периодических сбросов сточных вод [Текст] / А. А. Сизов, Н. С. Серпокрылов // Вестн. Волгогр. гос. арх.-строит. ун-та. Сер.: Строительство и архитектура. - 2010. - №17. - С. 123 -127

111. Синев, О. П. Интенсификация биологической очистки сточных вод [Текст] / О. П. Синева. - Киев: Технша, 1983. - 110 с.

112. Смоляниченко, А. С. Повышение эффективности процессов очистки сточных вод на базе мембранных аэраторов [Текст]: дис. на соск. степ. канд. техн. наук / А. С. Смоляниченко. - Волгоград, 2011. - 170 с.

113. Смоляниченко, А. С. Сравнительная оценка критериев выбора оптимальных технологий [Текст] / А. С. Смоляниченко, А. В. Алешин, Н.С. Серпокрылов // Строительство - 2008 : мат. Междунар. научн. - практ. конф. / РГСУ. - Ростов н/Д, 2011. - С. 37 - 40

114. Смоляниченко, A.C. Комплексная сравнительная оценка аэраторов [Текст] / Н.С. Серпокрылов, А. С. Смоляниченко, И.И. Лесников // Вестник Самар. арх.-строит. ун-та Сер. : Строительство и архитектура. - 2009. - № 4. -С. 47-56

115. Смоляниченко, A.C. Снижение энергопотребления систем аэрации сточных вод [Текст] / Н.С. Серпокрылов, А. С. Смоляниченко // Вестник Томск, гос. арх.-строит. ун-та. Сер. : Строительство и архитектура. -2010.-Вып. № З.-С. 192-199

116. СНиП 2.04.02-84. Строительные нормы и правила. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения [Текст]. - М.: Стройиздат. 1985.-С. 136

'^.i'vü ЛмЧ.и*'V......vr>;v-'/V \i v

117. Составление технико-экономической части проектов внеплощадочных систем водоснабжения и канализации [Текст]: Справочное пособие к СНиП / Союзводоканалпроект. — М.: Стройиздат, 1991

118. Coy, С. Гидродинамика многофазных систем [Текст] / С. Coy. - М.: Мир, 1971.-536 с.

119. СП 2.1.5.1059-01. Гигиенические требования к охране подземных вод от загрязнения [Текст]. - М.: Минздрав России, 2001. - 34 с.

120. Справочник по очистке природных и сточных вод [Текст] / JI.'JI. Паль, Я. Я. Кару, X. А. Мельдер и др. - М.: Высш. шк., 1994. - 335 с.

121. Техническая информация фирмы «Fortex» по аэраторам AME [Электронный ресурс]. - URL: http://Fortex.by/ame.html

122. Техническая информация фирмы «Экополимер» по аэраторам Аква-Про [Электронный ресурс]. - URL: http://www.ecopolymer.com

123. Технический справочник по обработке воды «Degéremont» [Текст] : в 2-х томах / пер. с франц. - СПб. : Новый журнал, 2007

124. Технологии биологического удаления азота и фосфора на станциях аэрации [Текст] / Б. В. Васильев, Б. Г. Мишуков, И. И. Иваненко и др. // Водоснабжение и санитарная техника. - 2001. - № 5.- С. 22-26

125. Химмельблау, Д. Анализ процессов статистическими методами [Текст] / Д. Химмельблау. -М.: Мир. - 1973. - 957 с.

126. Швецов, В. Н. Нитрификация и денитрификация сточных вод [Текст] / В. Н. Швецов, К. М. Морозова, И. А. Нечаев и др. // Водоснабжение и санитарная техника. - 1995. - № 11. - с. 16-18

127. Шимова, О. С. Основы экологии и экономика природопользования [Текст] / О. С. Шимова, Н. К. Соколовский. - Мн.: БГЭУ, 2002

128. Экспериментально-теоретическое исследование рабочих параметров аэраторов RAUBIOXON фирмы REHAU [Текст]: Отчет по НИОКР / Рехау. - Ростов н/Д, 2007. - 88 с.

129. Эль, Ю. Ф. Обеспечение глубокой биологической очистки сточных вод [Текст] / Ю. Ф. Эль, О. Н. Исаев, Ф. А. Дайнеко // Водоснабжение и санитарная техника. - 1999. - № 8. - с. 14- 17

130. Юкаева, В. С. Основы менеджмента [Текст] / В. С. Юкаева - М.: ИД «Дашков и Ко», 2000

131. Яковлев, С. В. Биологическая очистка производственных сточных вод [Текст] / С. В. Яковлев, И. В. Скирдов, В. Н. Швецов. - М. : Стройиздат, 1985

132.Яковлев, С. В. Биохимические процессы в очистке сточных вод [Текст] / С. В. Яковлев, Т. А. Карюхин. - М.: Стройиздат, 1980.-200с.

133. Яковлев, С. В. Водоотведение и очистка сточных вод [Текст]: Учебник для вузов / С. В. Яковлев, Ю. В. Воронов. - М.: АСВ, 2002. - 704 с.

134. Bischof, Wolfgang: Abwassertechnik - 10. neubearb. u. erw. Aufl [Текст]. - Stuttgart: Teubner, 1993. - 630 S.

135. Cornel, P. SauerstofFzufurvermogen und SauerstoffVertag der RAUBIOXON [Текст] / Р. Cornel, M. Wagner, U. Rutze. - Rohrbelufter. -Darmstadt: Technische Universitet Darmstadt. - 1999. - 15 p.

136. Cornel, P. SauerstofFzufurvermogen und SauerstoffVertag der RAUBIOXON [Текст] / Р. Cornel, M. Wagner, U. Rutze. - Darmstadt: Technische Universitet Darmstadt, 1999. -15 c.

137. Gersberg, R. M. N-removal in artifical wetlands [Текст] / R. M. Gersberg, В. V. Elkins // Water Res. - 1983. - V.17. - № 9. - P. 1009-1014

138. Ingenieria de agus residuales [Текст]: Tratamiento, vertido у reutilizacion. Tomo 1. - Mexico: 1990. - Р. 753-862

139. Kalinske, A. Poverconsumption for oxygenation and mixing [Текст] / A. Kalinske //Air and Water pollution. - 1963. - V5. - № 2-4

140. Klimukhin, I. Erhoehung der Wirksamkeit von bestehenden Klaranlagen unter Einsatz von Festbettmaterial und Lamellenseparatoren [Текст]

,ь, ii , I , ' * i) < " h , , ¿ | , < * л 1 Л ' i . Il'fl - , \ L.'t ,

i/V> ь ' IV'1'. " 1 гЧ 1 V " Я1 'Л <|p' ' 'i * v ' v '' 'f 1 ' i ,r

Л 1 i

/ I. Klimukhin, J. Pabsch, P. Holweg. - Masterarbeit: Universitaet Lueneburg, 2006. - 90 s.

141.Panser Curtis С Improved performance in combined nitrification -denitrification of tannery waste [Текст] / С. С. Panser, M. Komanowsky, G. E. Senske // J.Water Pol. Con. Fed. - 1981. - T. 53. -V. 9. - P. 1434-1439

142. Pasveer A. Oxygenationof water with air bubbles Sew Ind [Текст] / A. Pasveer // Wastes. -1955.- V27. - №9 - P. 1130

143. Pumps Life Cycle Cost [Текст]: A Guide to LCC Analysis for Pumping Systems. Copyright 2001 / by Hydraulic Institute and Europump. -Printed in USA, 2001

144. Serpokrilov, N. Contaminación secundaria tanto de aguas potables como residuales del nitrogeno amoniacal fijado del nitrogeno atmosférico [Текст] / N. Serpokrilov, I. Maximenko // Materiales del XIV Congreso Nacional de Ciencias ambientales. - Guanojuato, Mexico, 2000. - P. 5

145. Sutton, P. M. Nitrification and denitrification of industrial wastewater [Текст] / P. M. Sutton, T. R. Bridle, W. Bedford // J.Water Pol. Con. Fed. - 1981. -Т. 53.-Y.9.-P. 176-184

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Исследование оптимальных условий распределения сточных вод

Для устойчивой работы аэрационных сооружений важное значение имеет обеспечение равномерного распределения сточных вод в объеме резервуара, что предотвращает появление, так называемых «застойных» зон.

В настоящее время распределение сточных вод по поверхности прямоугольных в плане резервуаров осуществляется стационарными разбрызгивающими оросителями (спринклерами), а круглых -вращающимися реактивными оросителями. Для распределения сточных вод по поверхности биофильтров небольшой производительности используют дырчатые трубы. В аэротенки с аэраторами шахтного типа сточная вода поступает через аэрационные колонны.

Целью исследований является выявление оптимальных условий расположения и тип отражателей падающих струй жидкости из оросителей, обеспечивающих максимальное снижение органических загрязнений за счет деаэрации и окисления в тонкой пленке или каплях, а также насыщения кислородом.

Исследования на экспериментальной установке (рис. ) проводились с

г л

использованием активного эксперимента типа 2 и функции

желательности.

Факторами процесса являлись (табл. 1):

Х1 - высота падения струи жидкости (5 - 25 см);

Х2 - форма отражателя (плоская или в виде усеченного конуса);

Х3 - количество направляющих на отражателе (0 - 8);

Х4 - подвижность отражателя (да или нет);

Х5 - соотношение диаметров отверстий выхода из трубы и диаметра отражателя (3/90, 6/90, 9/90).

Фиксированные характеристики процесса:

концентрации загрязнений: по ХПК [СН3СООН] = 500 мг/дм3;

по N - [ЫН4+] = 20 мг/дм3.

Высота столба жидкости на выходе из отверстия -1м.

и' V/ „.№

Время опыта - 10 с. Отбор проб осуществлялся через 8 с.

4

Рисунок. Схема распределительного устройства: 1 - емкостный резервуар; 2 - отражатель; 3 - направляющая труба; 4 - напорный бак. Таблица 1 Уровни варьирования факторов эксперимента

Уровень Хь см Х2 X 3 Х4 х5

Нижний «-» 5 40 0 неподвижен 3/90

Нулевой «0» 15 40 ь— 4 неподвижен 6/90

Верхний «+» 25 40 8 подвижен 9/90

Интервал 10 40 О 4 подвижен 3/90

Результаты эксперимента приведены в табл. 2. Для удобства сравнения полученных результатов оперировали величинами удельных приращений концентрации кислорода и температуры, определяемых по формуле:

С, -Сп

у — ~< ""о

С, '

где С0 и С, соответственно, конечное и начальное значение контролируемого параметра.

Опыты проводились в трех повторностях согласно составленной нами матрице планирования эксперимента в порядке, определенном по таблице случайных чисел.

Целью эксперимента было получение уравнения регрессии вида У= Ь0+Ь1Х1+Ь2Х2+адекватно описывающего процесс и позволяющего оценить вклад каждого из указанных факторов в его реализацию.

1. Оценка однородности рядов экспериментальных значений. Однородность полученных экспериментальных данных может быть

оценена путем проверки вычисленных дисперсий, что позволит выявить случайные ошибки и промахи. Для проверки однородности дисперсий среднего арифметического использовали в - критерий Кохрена:

С-2

" £ Я,2' (2)

1=1

где 5?тах — максимальная дисперсия;

Б2, - значение текущей дисперсии. Для степеней свободы /} = 8 и/2 = и - /= 2 табличное значение при уровне значимости 0,05 равно От = 4,5.

С|=т = 0,2. Сг=М<!348

1 0,147 ' 2 0,00944

Экспериментальные величины О - критерия не превышают табличного значения, следовательно, принимается гипотеза об однородности дисперсий.

2. Оценка значимости коэффициентов уравнения регрессии. Уравнение регрессии с коэффициентами взаимодействия имеет вид:

У0 = Ь0 + хф} + х2Ъ2 +... +хпЪп, (3)

где любой коэффициент уравнения определяется по формуле:

Л* '

¡с I-

1 5

И,

Коэффициенты уравнения регрессии определены согласно расчетной матрице. В результате вычислений получены следующие первичные уравнения для приращения концентрации кислорода:

У] = 0,7 - 0,043Х; - 0,008X2 - 0,016Х3'0,075Х4 + 0Х5 (5) для температурного градиента:

У2 = 0,184 + 0,008Х/ - 0,017Х2 + 0,003Х3 - 0,02Х2 - 0,019Х5 (6)

Проверка значимости каждого коэффициента проводилась по ^ -критерию Стьюдента.

Для выбора табличного значения t - критерия определяем дисперсию коэффициентов уравнения регрессии б"2^ по формуле:

Я2

3(ьУ) = ~гт > (7)

N • п

где ^и п - соответственно число и повторность серий опытов (8 и 3); - дисперсия воспроизводимости.

Доверительный интервал коэффициентов определяется по формуле:

А ЪJ = ±tS(ьJ) (8)

где г - табличное значение критерия Стьюдента при числе степеней свободы, с которыми определялась и выбранном уровне значимости (0,05);

3(Ь]) ~ среднеквадратичная ошибка коэффициента регрессии:

(9)

Для превышения содержания кислорода воздуха

т 8.3

Число степеней свободы для дисперсии 5 ф}у

/ = Ы(п-1) = 8(3-1) = 16

Табличное значение ? - критерия для числа степеней свободы /= 16 равно 2,12. Тогда критическое значение коэффициента регрессии будет равно:

= ±2,12 0,016 = ±0,034 Для коэффициентов уравнения регрессии с учетом температурного коэффициента:

= 0,004

? = 2,12 = ±2,12 0,004 = ±0,0085 Коэффициенты, оказавшиеся меньше критических значений, являются незначимыми и приравниваются нулю. Следовательно, члены уравнения регрессии, которым они принадлежат, исключаются.

После исключения незначимых коэффициентов получены следующие уравнения регрессии:

У] = 0,7 - 0,043Х/ - 0,015Х4 (10)

Г2 = 0,184 - 0,017Х2 - 0,02X4 - 0,019X5 (11)

Полученные уравнения регрессии представляют собой математические модели параметров оптимизации процесса распределения вод по поверхности загрузки.

3. Проверка адекватности математических моделей. Используя полученные математические модели, нами были получены расчетные значения параметров оптимизации (табл. 2). Таблица 2. Расчетные и фактические значения параметров оптимизации

Номе Р опыта Уг У,

¥ЭКСП 1 Урасч 1 АУг! ^эю-я 2 У 9 * раьч2

1 0,73 0,818 0,0077 0,223 0,240 0,0003

2 0,90 0,732 0,0282 0,182 0,168 0,0002

3 0,60 0,582 0,00032 0,177 0,200 0,0005

4 0,67 0,668 0,000004 0,159 0,128 0,0009

5 0,70 0,732 0,0010 0,246 0,240 0,0000 4

6 0,77 0,818 0,0023 0,164 0,206 0,0018

7 0,80 0,668 0,0174 0,156 0,200 0,0018 5

8 0,43 0,582 0,0231 0,162 0,128 0,Г Л2

У=0,70 2=0,08 У=0,18 1 £= ),00 67

Для проверки адекватности полученных математических моделей воспользуемся Б - критерием Фишера:

5„2

Т? _

N

1А Г2

где V2 = —-- дисперсия адекватности;

ад «2

¿(у)

1А52

_ ы_- дисперсия воспроизводимости;

8

/- число степеней свободы. Для модели приращения количества кислорода:

= 0,0184

(12)

8

5^=^ = 0,0133

«а) 8_2

^=М133 = о,72

1 0,0184

Табличное значение критерия Фишера для числа степеней свободы числителя/2 = 6 и знаменателя/] = N (п-1) = 16 равно 2,7. Экспериментальная величина F - критерия значительно меньше табличного значения, следовательно полученная математическая модель адекватна эксперименту.

Для модели приращения температуры определяемые величины равны, соответственно:

0^1 = 0,0118

8

^ =М^ = 0,0134

= 0,0134 = ' 0,0118

Для уровня значимости # = 0,05 и числа степеней свободы у} = 16,/? = 5 табличное значение Гт = 2,9, следовательно, эта математическая модель также адекватна эксперименту.

4. Интерпретация результатов эксперимента.

Полученные адекватные математические модели имеют вид полиномов первой степени. Для количественной оценки влияния отдельных факторов на параметр оптимизации оценим направленность вклада каждого значимого фактора. О характере влияния факторов говорят знаки коэффициентов. Знак плюс свидетельствует о том, что с увеличением значения фактора растет величина параметра оптимизации, а при знаке минус - убывает. Интерпретация знаков при оптимизации зависит от того, максимальной или минимальной должна быть функция отклика. Если у —> шах, то увеличение значений всех факторов, коэффициенты имеют знак плюс, благоприятно, а имеющий знак минус - неблагоприятно. Если же у—» тт, то благоприятно увеличений тех факторов, знаки коэффициентов которых отрицательны. Факторы, коэффициенты которых незначимы, не интерпретируются.

Для полученных уравнений регрессии (10, 11) наиболее оптимальным является такое сочетание факторов, при которых Г будет максимальным.

При подстановке в уравнение (10) кодированных значений факторов X] = +1 иХ2 = +1 значение параметра оптимизации будет равно:

У] = 0,7 - 0,043 - 0,075 = 0,582

Подставив в уравнение соответственно Х1 = -1 и Хг = -1, получим:

У] = 0,7 + 0,043 + 0,075 = 0,818

Следовательно, для модели приращения кислорода в биофильтре более благоприятным является минимальные значения я факторов: высота падения струи (X]) - 5 см; неподвижное крепление отражателя (Х4).

Для уравнения (11) при подстановке максимальных кодированных значений факторов параметр оптимизации будет равен: У, = 0,184 - 0,017 - 0,02 - 0,019 = 0,1228

При подстановке минимальных значений:

У] = 0,184 + 0,017 + 0,02 + 0,019 = 0,24.

Следовательно, для модели приращения температурного градиента также требуется обеспечение минимальных значений варьируемых факторов: Форма отражателя в виде усеченного конуса (Х2); соотношение диаметров отверстий выхода из трубы и диаметра отражателя - 9/90 (Х5)

Таким образом, полученные математические модели (уравнения регрессии) позволили получить оптимальные параметры модели распределительного устройства биофильтра. Однако, нам представляется необходимым дать обобщенную оценку проведенным исследованиям. 5. Построение обобщенного отклика эксперимента Одним из наиболее удобных способов построения обобщенного отклика является обобщенная функция желательности Харрингтона. В основе построения этой функции лежит идея преобразования натуральных значений частных откликов в безразмерную шкалу желательности или предпочтительности. Шкала желательности относится к психофизическим шкалам. Для получения шкалы желательности удобно пользоваться готовыми разработанными таблицами соответствий между отношениями предпочтения в эмпирической и числовой (психологических) системах (табл. 3)

Таблица 3. Стандартные отметки на шкале желательности

Желательность Отметки на шкале желательности

Очень хорошо 1,00-0,80

Хорошо 0,80 - 0,63

Удовлетворительно 0,63 - 0,37

Плохо 0,37 - 0,20

Очень плохо 0,20 - 0,00

Значение частного отклика, переведенное в безразмерную шкалу желательности, обозначается через с1и (и = 1,2,...,п) и называется частной желательностью. Шкала желательности имеет интервал от нуля до единицы. Значение ¿4=0 соответствует абсолютно неприемлемому уровню данного свойства, а значение ¿4=1 - самому лучшему его уровню.

Выбор отметок на шкале желательности 0,63 и 0,37 объясняется

Л 1

удобством вычислений: 0,63 0,37 ~ Значение с1и= 0,37 обычно

^ в

соответствует границе допустимых значений. В табл. 3 представлены числа, соответствующие некоторым точкам кривой, которая задается уравнением = ее'у или с1 = ехр (-ехр(-у')), где ехр - принятое значение экспоненты, у' -кодированное значение отклика. Значение на кодированной шкале принято выбирать от 3 до 6.

Построение обобщенной функции желательности Харрингтона, т.е. переход от ¿4 к £) осуществляется по формуле:

Л = (В)

V И=1

Здесь обобщенная функция желательности задается как среднее частных желательностей. Способ задания базовых отметок шкалы желательности такой же как для частных желательностей.

Для получения кодированных значений у', в нашем случае взяты три равномерных интервала: 0, +1, +2, +3.

г У \ Г! г2

0,95 3 1,.0 0,25

0,37 0 0,6 0,15

Построение обобщенного параметра оптимизации связано с созданием единого признака количественно определяющего функционирование исследуемого объекта со многими выходными параметрами. Каждый выходной параметр - отклик - имеет свой физический смысл, свою размерность. Чтобы объединить различные отклики, необходимо ввести единую для всех откликов искусственную метрику. Шкала должна быть однотипной для всех объединяемых откликов (табл. 4).

Таблица 4. Натуральные и обобщенные по функции желательности

отклики

№ опыт а у2 У\ У 2 ¿2 И Оценка по шкале желательно сти

1 0,73 0,223 0,975 2,19 0,69 0,89 0,78 Хорошо

2 0,90 0,182 2,25 0,96 0,90 0,68 0,78 Хорошо

3 0,60 0,177 0 0,81 0,37 0,64 0,49 Удовлетв.

4 0,67 0,159 0,525 0,27 0,55 0,47 0,51 Удовлетв.

5 0,70 0,246 0,750 2,88 0,62 0,95 0,77 Хорошо

6 0,77 0,164 1,275 0,42 0,76 0,52 0,63 Удовлетв.

7 0,80 0,157 1,5 0,21 0,80 0,44 0,59 Удовлетв.

8 0,43 0,168 -1,275 0,36 0,03 0,50 0,12 Очень плохо

После обработки результатов восьми серий с трехкратной повторностью были получены адекватно описывающие процесс уравнения регрессии первого порядка, на основании которых с применением функции желательности Харрингтона по ее максимальному значению (опыты 1,2, 5) установлены оптимальные условия распределения вод по поверхности для двух основных ситуаций:

высота падения струи - 5 см; плоская форма отражателя; направляющие на отражателе отсутствуют; отражатели неподвижны; соотношение диаметра отверстия выхода из трубы и диаметра отражателя 3/90; превышение содержания кислорода по сравнению с возможной при данной температуре и давлении за счет аэрации 0,73 мг/л;

высота падения струи - 25 см; отражатель в виде усеченного конуса; направляющие на отражателе отсутствуют; отражатели неподвижны; соотношение диаметра отверстия выхода из трубы и диаметра отражателя 9/90; превышение содержания кислорода за счет аэрации 0,9 мг/л.