Технология обезвоживания осадков при очистке сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации с применением алюмосиликатных сорбентов и флокулянтов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.04, кандидат технических наук Царев, Николай Сергеевич

• Царев, Николай Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Царев, Николай Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

2 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОСАДКОВ.

2.1 Выбор объекта исследований.

2.2 Содержание твердой фазы и удельный объем осадков.

2.3 Плотность твердой фазы осадков.

2.4 Зольность осадков.

2.5 Удельное сопротивление осадка фильтрованию.

2.6 Сжимаемость осадков.

2.7 рН осадков.

2.8 Содержание металлов и нефтепродуктов в осадках.

2.9 Особенности объекта исследования в сравнении с осадками других типов.

3 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССОВ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКОВ

3.1 Сгущение осадков в гравитационных условиях.

3.1.1 Методика проведения и аппаратурное оформление экспериментов.

3.1.2 Кинетика уплотнения осадков.

3.1.3 Влияние механического перемешивания на процесс сгущения.

3.1.4 Определение типа и расхода флокулянта для обработки осадка.

3.1.5 Влияние условий смешивания раствора флокулянта с осадком на процесс сгущения.

3.1.6 Влияние высоты слоя исходного осадка на процесс сгущения.

3.2 Фильтрование осадков на вакуум-фильтрах.

3.3 Фильтрование осадков в мембранных фильтр-прессах.

3.3.1 Методика проведения и аппаратурное оформление экспериментов.

3.3.2 Определение типа и расхода флокулянта для обработки осадка.

3.3.3 Определение величины давления отжима.

3.3.4 Выбор материала фильтровальной перегородки.

3.4 Фильтрование осадков в камерных фильтр-прессах.

3.5 Фильтрование осадков в ленточных сгустителях и фильтр-прессах.

3.5.1 Методика проведения и аппаратурное оформление экспериментов.

3.5.2 Уточнение расхода флокулянта для обработки осадка.

3.5.3 Определение условий гравитационного фильтрования.

3.5.4 Выбор фильтровальной сетки.

4 РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОСАДКОВ.

4.1 Технологические схемы обезвоживания осадков.

4.2 Технологические параметры процессов обезвоживания осадков.

4.3 Примеры внедрения разработанной технологии обезвоживания осадков.

4.3.1 ОАО "Нижнесергинский метизно-металлургический завод".

4.3.2 Пермский моторостроительный комплекс.

4.3.3 Оценка перспектив внедрения технологии на других объектах.

4.4 Определение класса опасности обезвоженного осадка (на примере Пермского моторостроительного комплекса).

4.5 Утилизация обезвоженного осадка (на примере Пермского моторостроительного комплекса).

4.6 Расчеты экономических показателей технологии обезвоживания осадков (на примере Пермского моторостроительного комплекса).

4.6.1 Параметры узла обезвоживания осадка.

4.6.2 Стоимостные показатели технологии обезвоживания осадка.

4.6.3 Расчет экономической эффективности.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технология обезвоживания осадков при очистке сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации с применением алюмосиликатных сорбентов и флокулянтов»

Глубокая очистка сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации является одним из приоритетных и наиболее актуальных направлений в области охраны водных ресурсов. В настоящее время большинство разрабатываемых и изготавливаемых очистных установок, вследствие определенных технологических особенностей и технико-экономических показателей, не могут быть использованы для очистки сточных вод с больших водосборных территорий - порядка сотен и тысяч гектаров, и поэтому их применяют преимущественно на автозаправочных станциях, паркингах и других объектах с небольшой водосборной площадью.

Для глубокой очистки больших объемов сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации целесообразно внедрение сорбционно-седиментационной технологии, основанной на использовании в качестве основного реагента природного высокодисперсного гидрофобного алюмосили-катного сорбента, дозируемого в воду в виде суспензии. Для интенсификации последующего процесса отстаивания после введения твердофазного реагента воду дополнительно обрабатывают раствором катионного флокулянта.

Другой важной областью применения такой технологии является очистка промышленных и промышленно-дождевых сточных вод крупных промышленных предприятий с целью использования для производственного водоснабжения, поскольку применение указанных реагентов не приводит к увеличению концентрации солевых компонентов в воде.

При отстаивании воды после реагентой обработки образуется осадок, обезвоживание которого является важнейшей стадией технологического процесса. Однако, особенности физико-химических и технологических свойств, а также закономерности флокуляции, седиментации и фильтрования подобных осадков изучены недостаточно, чтобы создать эффективную технологию их обезвоживания и подготовки к утилизации. о

Актуальность диссертационного исследования определена необходимостью разработки технологии обезвоживания осадков, получаемых на стадии отстаивания, что позволит создать полностью завершенную, экономически и экологически эффективную сорбционно-седиментационную технологию очистных сооружений дождевой и промышленно-дождевой канализации для больших водосборных территорий.

Объектом исследования являются осадки, образующиеся на стадии отстаивания в процессе очистки данных сточных вод.

Предметом исследования являются свойства указанных осадков, закономерности процессов их кондиционирования и обезвоживания.

Достоверность полученных результатов основана на применении стандартных методик исследований осадков, известных и специально разработанных стендовых установок для моделирования процессов обезвоживания осадков, на использовании для статистической обработки результатов экспериментов программы «8ТАТ18Т1СА 8», на обобщении и сравнении полученных результатов по технологическим свойствам осадков различных объектов с имеющимися данными отечественных и зарубежных исследователей.

Целью работы является разработка научно обоснованной технологии обезвоживания осадков, образующихся на стадии отстаивания в сорбционно-седиментационном процессе очистки сточных вод дождевой и промышлен-но-дождевой канализации.

Задачи работы:

1. Определение физико-химических и технологических свойств осадков.

2. Выявление закономерностей обезвоживания осадков.

3. Разработка технологии обезвоживания осадков, ее аппаратурного оформления, внедрение полученных результатов в практику проектирования, монтажа и наладки очистных сооружений. п

Научная новизна работы состоит в том, что в ходе исследования указанных осадков получены следующие результаты:

1. Экспериментально установлено, что при фильтровании удельное сопротивление слоя осадка снижается с увеличением содержания твердой фазы в исходном осадке и возрастает при повышении разности давлений фильтрования. На основании выявленных закономерностей научно обоснованы стадии технологии кондиционирования и обезвоживания осадков.

2. Получена эмпирическая математическая модель, устанавливающая зависимость удельного объема осадка, образующегося в отстойнике, и содержания в нем твердой фазы от дозы алюмосиликатного сорбента, используемого для обработки воды, и концентрации взвешенных веществ в исходной сточной воде. Модель представляет собой уравнения регрессии, позволяющие рассчитывать указанные технологические параметры для подобных систем.

3. Экспериментально установлена более высокая флокулирующая способность высокомолекулярных слабоосновных анионных флокулянтов в процессах кондиционирования исследуемых осадков. Определены тип и диапазон доз реагента, а также условия флокуляционной обработки осадка по стадиям обезвоживания.

4. На основании кинематической теории стесненного осаждения концентрированных суспензий научно обосновано и экспериментально подтверждено, что скорость осаждения частиц сфлокулированного осадка и содержание твердой фазы в образующемся сгущенном осадке возрастают с увеличением высоты слоя исходного осадка.

5. Установлены особенности процесса фильтрования осадков под действием сил гравитации, вакуума и давления. Показано, что фильтрационные свойства исследуемых дисперсных систем отличают их от осадков других типов тем, что при показателе сжимаемости меньше единицы процесс механического обезвоживания на фильтр-прессах можно эффективно проводить как под действием постоянного, так и постепенно увеличивающегося давления фильтрования.

Значение полученных результатов для практики состоит в том, что:

1. Разработана научно обоснованная технология обезвоживания осадков, образующихся в процессе очистки сточных вод дождевой и промыш-ленно-дождевой канализации с применением высокодисперсных алюмосили-катных сорбентов и флокулянтов.

2. Полученные результаты внедрены на ОАО "Нижнесергинский метизно-металлургический завод" (г. Ревда), ЗАО "Березовский электрометаллургический завод" (г. Березовский), ОАО "Энергетик-ПМ" (г. Пермь) и других объектах.

3. Материалы работы автор использует в образовательном процессе при обучении студентов кафедры водного хозяйства и технологии воды ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б. Н. Ельцина».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты исследований физико-химических и технологических свойств осадков, образующихся в процессе очистки сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации с применением алюмосиликатных сорбентов и флокулянтов.

2. Закономерности обезвоживания осадков.

3. Технология обезвоживания осадков и ее практическое применение.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на XI Международном симпозиуме "Чистая вода России - 2011" (Екатеринбург: 2011), на VII Международной конференции "Качество внутреннего воздуха и окружающей среды" (Волгоград: 2009), на X Международном симпозиуме "Чистая вода России - 2008" (Екатеринбург: 2008), на VIII Всероссийской научно-практической конференции "Экологические проблемы промышленных регионов" (Екатеринбург: 2008), на IX Международном симпозиуме "Чистая вода России - 2007" (Екатеринбург: 2007).

Личный вклад автора состоит в постановке и проведении экспериментальных исследований, анализе и научном обосновании полученных результатов, разработки технологии обезвоживания осадков и ее аппаратурного оформления, участии в проектировании, шеф-монтаже и наладке разработанных очистных сооружений.

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликованы 20 научных работ, включая 3 статьи в ведущих рецензируемых научно-технических журналах, 9 работ в материалах всероссийских и международных конференций и симпозиумов, а также учебное пособие для студентов вузов.

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина" на кафедре водного хозяйства и технологии воды. л л Ш

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Очистку сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации обычно производят либо на "самостоятельных" очистных сооружениях, либо на объектах, обеспечивающих их совместную очистку с хозяйственно-бытовыми или производственными сточными водами.

Сооружения для совместной очистки указанных сточных вод встречаются, в основном, в городах Европы и США [1-3]. В этом случае устраивают две технологические линии: на первой осуществляют биологическую очистку смеси хозяйственно-бытовых и расчетного объема дождевых сточных вод, а на второй - аккумулирование, механическую и физико-химическую очистку сверхрасчетного объема дождевых сточных вод.

Предварительную механическую очистку дождевых сточных вод выполняют с помощью решеток различных конструкций, а также вихревых и водоворотных сепараторов [4].

Физико-химическую очистку производят, как правило, в две ступени.

На первой ступени сточные воды обрабатывают коагулянтом (солями, железа или алюминия) и флокулянтом с последующим осветлением в тонкослойных горизонтальных или радиальных отстойниках, как правило, с выносной камерой хлопьеобразования механического типа. Для интенсификации процесса отстаивания в дополнение к реагентной обработке применяют рециркуляцию осадка и микрочастиц песка, полученных из осадка в гидроциклонах [5]. Нередко на первой ступени вместо отстойников используют флотаторы [6].

На второй ступени для доочистки воды применяют либо однослойные фильтры с песчаной загрузкой, либо двухслойные фильтры с песком и антрацитом [6, 7]. Обеззараживание очищенной воды проводят хлорсодержащими реагентами, озоном, ультрафиолетом или пероксоуксусной кислотой [6].

Для локальной очистки дождевых сточных вод с относительно небольших водосборных территорий в США широкое распространение находят биотехнологические методы, основанные на использовании искусственных сооружений с растениями (травой, кустарником, деревьями, хвойной растительностью др.). Например, по периметру паркингов прокладывают растительные противоэрозийные полосы. Вдоль автострад устраивают каналы с растительностью. С целью очистки дождевых сточных вод со стоянок автотранспорта и крыш зданий используют биологические площадки подземной фильтрации. Кроме того, широкое применение находят инфильтрационные траншеи, песчано-гравийные фильтры и биологические пруды [8].

Для очистки больших объемов дождевых сточных вод с незастроенных территорий, являющихся основным источником питания рек или озер, например, во Флориде (США) строят пруды-отстойники. Они представляют собой специальные гидротехнические сооружения, рассчитанные на пребывание в них воды в течение 12-24 ч. С целью снижения концентрации взвешенных веществ, соединений тяжелых металлов, фосфора, азота и уменьшения БПКобщ. сточные воды предварительно подвергают коагуляционной обработке сульфатом алюминия [9]. Образующийся в отстойниках осадок либо сбрасывают в сети хозяйственно-бытовой канализации, либо подвергают обработке высокомолекулярным флокулянтом, а затем обезвоживают методом дренирования на площадках. Обезвоженный осадок используют как заполнитель при восстановлении земель [10].

В Российской Федерации сточные воды дождевой и промышленно-дождевой канализации, формирующиеся на застроенных территориях городов и промышленных предприятий, поступают в водные объекты практически без очистки [11-13]. Их суммарный годовой объем в целом по стране оценивают в 15 км3. Только с городских территорий смывается не менее 5 млн. т взвешенных веществ, около 150 тыс. т нефтепродуктов и более 400 тыс. т органических соединений, суммарно оцениваемых по показателю БПК2о [14]. Вследствие этого большие и малые реки многих регионов утратили способность к естественному самоочищению и не отвечают требованиям, предъявляемым к водным объектам питьевого и рыбохозяйственного значения.

Для очистки сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации, в основном, разрабатывают блочные установки, включающие в себя нефтеловушки, отстойники с тонкослойными модулями, механические фильтры с песком или каким-либо синтетическим материалом и сорбцион-ные фильтры в несколько ступеней [15-18]. Образующиеся осадки, как правило, не обрабатывают, а в жидком виде вывозят автотранспортом на свалки или необустроенные площадки, что приводит к повторному загрязнению окружающей среды.

На базе указанных установок затруднительно проектировать очистные сооружения для водосборных территорий площадью порядка 100-1000 га, потому что потребуется значительное количество основного технологического оборудования, имеющего невысокую единичную мощность, и большие площади для его размещения. Из-за этого на промышленных и селитебных территориях велось и продолжается строительство только коллекторов дождевой канализации, а разрабатываемые установки внедряют лишь на небольших объектах [19-21].

Из проведенного анализа зарубежного опыта [5, 10] и ряда отечественных разработок [22, 23] можно сделать вывод, что наиболее перспективными для очистки сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации являются методы, основанные на применении реагентов. Учитывая жесткие требования к качеству очищенной воды, отводимой в водные объекты, и используемой в промышленности особого внимания заслуживает технология, предусматривающая использование сорбционно-флокулирующего твердофазного реагента одноразового использования, дозируемого в виде суспензии в поток очищаемых сточных вод (до ввода раствора флокулянта) перед камерой хлопьеобразования отстойника [24-26]. Здесь сохраняются все достоинства сорбции с точки зрения глубины очистки сточных вод и устраняются недостатки, связанные с применением зернистых сорбционных материалов.

Твердофазный реагент (в данной работе это Экозоль-401) представляет собой природный, специальным образом модифицированный алюмосиликат, обладающий свойствами сорбента, флокулянта и соосадителя. Этот реагент применяют в виде гидрозоля. В процессе синтеза регулируются электроповерхностные, сорбционные и реологические свойства, а также гидро-фильно-липофильный баланс природных материалов, что позволяет создавать продукт с заданными свойствами и использовать его при очистке природных вод из подземных и поверхностных источников, гальванических, маслосодержащих и других видов промышленных сточных вод [27-30]. Реагент Экозоль-401 разрабатывают в Уральском государственном лесотехническом университете (г. Екатеринбург) под руководством доктора химических наук, профессора В. В. Свиридова.

Высокая эффективность этого реагента обусловлена содержащимся в его составе ]Уа-монтмориллонитом, который является природным сорбентом, по особенностям строения относящимся к слоистым силикатам с расширяющейся структурой [31, 32]. Он состоит из трехслойных пакетов толщиной 0,92 нм, в которых одна сетка Al-Fe-Mg-oшдзщ>oв соединена с двумя сетками 8Ю2. Иа-монтмориллонит является диоктаэдрическим образованием: две из каждых трех октаэдрических позиций в его структуре заняты трехвалентными катионами (преимущественно А13+), одна позиция вакантна [33]. Диспергированные в воде частицы ТУа-монтмориллонита несут одновременно положительные и отрицательные заряды. Это объясняет эффективность их применения для осветления природных и сточных вод. Положительные и отрицательные дисперсные примеси взаимодействуют с соответствующими заряженными участками поверхности частиц слоистых силикатов, слипаются в крупные агрегаты и осаждаются [34].

Применение твердофазного реагента совместно с катионным флокулянтом позволяет проводить одновременно процессы сорбции и флокуляции.

Макромолекулы флокулянта сорбируются на частицах различных агрегатов, связывая их в глобулы и интенсифицируют, таким образом, процесс их седиментации [35].

Технология очистки сточных вод и ее аппаратурное оформление разработаны в инжиниринговой Научно-проектной фирме "ЭКО-ПРОЕКТ" (г. Екатеринбург) под руководством доктора технических наук, доцента Ю. А. Галкина.

Принципиальная технологическая схема очистных сооружений представлена на рисунке 1.

Очистные сооружения состоят из решетки, песколовки, ливненакопи-теля (регулирующего резервуара), смесителей и отстойников-флокуляторов. При необходимости схема может быть дополнена второй ступенью очистки -песчаными фильтрами.

Необходимо отметить, что при проектировании очистных сооружений используют специально разработанные регулирующие резервуары [24]. Из них вода вместе с ранее выделившимся осадком подается насосами в отстой-ники-флокуляторы, расположенные на очистных сооружениях, для сорбци-онно-седиментационной очистки. В сравнении с другими известными реа-гентными технологиями очистки сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации такой подход позволяет исключить необходимость очистки ливненакопителя от осадка и повысить эффективность процесса хлопьеобразования и отстаивания за счет упрочнения коагуляционных структур.

Подобная технология внедрена на очистных сооружениях сточных вод промышленно-дождевой канализации следующих предприятий: ОАО "Уралмаш" (производительность 22 тыс. м3/сут), ЗАО "Нижнесергинский метизно-металлургический завод" (производительность 3 тыс. м3/сут), ЗАО "Березовский электрометаллургический завод" (производительность 2,4 тыс. м3/сут) [24, 36].

Маслосборка

Песколобка Насосная станция

Лидненакопитель

Нефтепродукты на сжигание

Мусор на полигон ТБО

Песок на обезбожибание и утилизацию

Сточные боды а ^ $

У 1

I Ї 1

J Смеситель

Отстойник-флокулятор т

Осбетленная б о да

Осадок на обезбожибание объект исследобания)

Рисунок 1. Принципиальная схема сорбционно-седиментационной очистки сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации

1 с I и

При очистке сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации по рассматриваемой технологии получаются следующие отходы:

- мусор, задерживаемый на решетках;

- песок, улавливаемый в песколовке;

- обводненные нефтепродукты, скапливающиеся на поверхности воды в регулирующих резервуарах;

- жидкий осадок реагентной обработки сточных вод, образующийся в отстойниках-флокуляторах.

Мусор (щепа, ветошь и др.) образуется в объеме до 0,3 м3 с 1000 га [37]. По своим характеристикам он близок твердым бытовым отходам и может быть утилизирован совместно с ними [38].

Песок представляет собой частицы диаметром более 0,2 мм, обладающие гидравлической крупностью более 15 мм/с. По данным [39], содержание песка в дождевом стоке может изменяться в пределах от 10 до 15%, в талом -до 20% от массы взвешенных веществ. Зольность песка - от 80 до 95%, влажность - от 60 до 70%, объемная масса - от 1200 до 1500 кг/м3, содержание нефтепродуктов в расчете на сухое вещество - до 3%. Песок может быть обезвожен путем простейшего дренирования и утилизирован, например, в производстве цемента или использован в качестве строительного материала [40, 41].

Обводненные нефтепродукты представляют собой загрязненные взвешенными веществами смеси моторных и индустриальных масел, промывочных и смазочно-охлаждающих жидкостей, бензина, дизельного топлива, мазута и др. Они могут быть направлены на переработку с целью их повторного использования [42], а также использованы как энергоноситель. Неути-лизируемые нефтепродукты обычно подвергаются термическому уничтожению на установках различной конструкции, описанных в [43].

Самым проблемным и наименее изученным из рассмотренных отходов является специфический хлопьевидный осадок, образующийся в результате реагентной обработки воды в отстойниках-флокуляторах. Указанный осадок является объектом исследования настоящей работы.

Методам обработки осадков очистных сооружений дождевой и про-мышленно-дождевой канализации посвящены работы специалистов ОАО «МосводоканалНИИпроект» - И.И. Иванова, A.B. Кочурова и др. [44], ОАО «ЦНИИЭП инженерного оборудования» - А.Е. Ловцова, A.A. Афанасьева [45], "СПбГАСУ" - докторов технических наук М.И. Алексеева и A.M. Курганова [46, 47]. Наибольший вклад в изучение данного вопроса внесли специалисты ГНЦ РФ ОАО «НИИ ВОДГЕО», разработавшие под руководством доктора технических наук В.Н. Швецова «Рекомендации по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий городов, промышленных предприятий и расчету условий выпуска его в водные объекты» [39]. В этом документе приведены также и рекомендации, касающиеся подготовки к утилизации осадков, образующихся в песколовках, аккумулирующих емкостях и отстойниках. Однако в нем отсутствуют данные по фильтрационным и седиментационным свойствам осадков, рекомендации по выбору типа флокулянта для их кондиционирования, а также не приведены параметры работы оборудования механического обезвоживания осадков.

С учетом того, что в настоящее время проблема очистки сточных вод дождевой канализации селитебных и промышленных территорий стоит довольно остро, то необходимость дальнейшего изучения физико-химических и технологических свойств осадков в развитие рекомендаций ГНЦ РФ ОАО «НИИ ВОДГЕО» является очевидной.

Для уточнения цели и задач работы далее автором рассмотрены известные особенности физико-химических и технологических свойств осадков, образующихся на стадии отстаивании в сорбционно-седиментационном процессе очистки сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации, а также процессы кондиционирования и обезвоживания осадков сточных вод с позиций возможности применения к объекту исследования.

Рассматриваемые осадки представляют собой дисперсные системы, в которых дисперсной фазой являются частицы бентонитовой глины (основа твердофазного реагента) с сорбированными их поверхностью сфлокулиро-ванными взвешенными веществами, нефтепродуктами, соединениями металлов и другими загрязняющими компонентами сточных вод, а дисперсной средой является вода.

В статье [48] внимание обращено на состояние и свойства воды в дисперсиях Мг-монтмориллонита, являющегося одним из основных компонентов рассматриваемых осадков. Отмечается, что при рассмотрении категорий молекулярно связанной воды необходимо учитывать в основном две ее разновидности: прочно (адсорбционно) связанную и иммобилизованную воду.

Строение гидратной оболочки гидрофильной коллоидной частички ТУд-монтмориллонита можно упрощенно представить в виде схемы, приведенной на рисунке 2.

Вода граничного слоя и осмотически связанная вода называется общим термином "иммобилизированная вода".

Толщина первого адсорбированного слоя составляет около 1 нм. Структура этого слоя зависит от топографии активных центров на базальных (обменные катионы и отрицательно заряженные атомы кислорода) и боковых гранях (обменные и координально ненасыщенные ионы, гидроксильные группы кислого и основного характера, атомы кислорода). Молекулы воды, вполне естественно, взаимодействуют с этими центрами с различной энергией [32].

Замачивание жидкой водой предварительно насыщенного парами Иа-монтмориллонита приводит к самопроизвольному диспергированию минерала вплоть до элементарных пакетов. При этом исчезает сложившаяся в процессе высушивания система вторичных пор сорбента с радиусом 3-200 нм.

• / 02 ®J 04

Рисунок 2. Схематичное изображение гидратной оболочки элементарного пакета ./Уд-монтмориллонита [48]: / - прочно (адсорбционно) связанная вода, II - вода граничного слоя, III- осмотически связанная вода; 1 - обменные катионы Лга+; 2, 3 и 4 - соответственно молекулы адсорбционно, структурно и осмотически связанной воды.

1Л 1.и

Поверхность пластинчатых микропор толщиной около 1 нм в жидкой воде становится, фактически, легкодоступной внешней поверхностью коллоидных частиц. Значительная часть обменных катионов переходит в диффузный слой. Дисперсная система из каппилярнопористого тела с адсорбированной из газовой фазы водой превращается в типичную коллоидную. Это приводит к изменению размеров гидратационной оболочки, перераспределению связанной воды по типам, изменению самих свойств. Прежде всего фактически перестает существовать та часть прочно связанной воды, которая была обязана своим существованием действию в порах твердого материала каппи-лярных сил. Формально можно считать, что она частично переходит в воду граничных слоев (вода из пор менее 10 нм), а отчасти - в осмотически связанную воду (вода из пор более 10 нм). Таким образом, капиллярную воду можно исключить из классификации форм связанной воды, так как она в ка-пиллярнопористых телах автоматически входит в определяемое количество прочно связанной воды [48].

При переходе значительной части обменных ионов в диффузный слой и удалении элементарных пакетов друг от друга на расстояние до 30 нм строение первых трех-четырех слоев прочно связанной воды изменяется. Кроме того, в результате ориентирующего действия поверхности твердого тела и адсорбционно связанных слоев воды и отчасти под влиянием тех обменных катионов Ма+, которые перешли в первые диффузные слои, на расстоянии до 10 нм от поверхности формируется граничный слой, обладающий анизотропными свойствами [49].

Главной причиной существования третьего слоя осмотически связанной воды в гидратной оболочке гидрофильной коллоидной частицы является гидратация продиссоциировавших обменных катионов. Протяженность этого слоя вглубь водной фазы для золей монтмориллонита ограничена 20-30 нм [48].

Образование граничных слоев воды вблизи поверхности силикатных частиц коллоидов тесно связано с формированием коагуляционной сетки в дисперсии.

О 1 х

Отмечено [48], что структурообразование и иммобилизация воды в дисперсиях гидрофильных веществ тесно связаны между собой. Формирование тиксотропной коагуляционной структуры, по мнению авторов статьи, происходит при взаимном влиянии поверхности гидрофильных частиц на структуру полислоев воды и их свойства, а гидратных оболочек - на характер ориентации и силы сцепления частиц твердой фазы друг с другом. Граничные слои воды во многом обуславливают те свойства, которые присущи коа-гуляционным структурам, - пониженную механическую прочность, способность к замедленной упругости и др.

Уменьшить содержание иммобилизированной воды в осадках можно в процессах их флокуляции и коагуляции.

Флокуляцию в дисперсных системах вызывают флокулянты - чаще всего водорастворимые соединения, которые при введении адсорбируются или химически связываются с поверхностью частиц дисперсной фазы и объединяют частицы в агломераты. Флокуляция наблюдается в системах самой различной степени дисперсности, начиная от коллоидных растворов с размером частиц около 0,1 мкм и заканчивая грубыми суспензиями, осадками сточных вод и агрегатами почв с размером частиц до 100 мкм, в интервале концентраций твердой фазы от 0,001 до 15-30%-ов [35].

Самыми распространенными флокулянтами, применяемыми в процессах обработки осадков природных и сточных вод, являются высокомолекулярные синтетические водорастворимые соединения [50-53]. Из-за своей высокой молекулярной массы они имеют более длинные макромолекулы, которые связывают большое количество частиц в агрегаты, улучшая тем самым процесс структурирования осадков. Эти реагенты в зависимости от наличия и знака заряда в макромолекуле полимера подразделяют на неионные, ионные отрицательно заряженные (анионные) и ионные положительно заряженные (катионные).

Флокулирующее действие высокомолекулярных соединений основано на адсорбции макромолекул или ассоциатов макромолекул на нескольких твердых частицах с образованием мостиков, связывающих частицы между собой [52].

Адсорбция макромолекул высокомолекулярных флокулянтов на твердых частицах суспензий может происходить под действием Ван-дер-Ваальсовых межмолекулярных сил, а также электростатических ионных и химических ковалентных сил [35, 54].

Для флокуляции необходимо, чтобы молекулы полимера и твердые частицы приблизились друг к другу на расстояние достаточно близкое для осуществления адсорбции и образования полимерных мостиков. Возможность такого сближения зависит от знака и величины электрического заряда коллоидных частиц и макроинов флокулянта. Различный по знаку заряд способствует флокуляции, одноименный - препятствует.

При флокуляции частиц и макроионов флокулянта, имеющих различный по знаку заряд, возникают силы электростатического притяжения, приводящие к сближению частиц макромолекул и адсорбции последних на поверхности твердых частиц. Адсорбция макромолекул сопровождается нейтрализацией заряда, уменьшением электрофоретической подвижности и электрокинетического потенциала взвешенных частиц [55].

Для объяснения адсорбции полимера на твердых частицах, имеющих такой же по знаку заряд, выдвинута гипотеза об аномальных участках поверхности [56]. Предполагается, что поверхность частиц неоднородна и на ней имеются места с разным по величине и знаку термодинамическим потенциалом. Адсорбция полимера происходит в силу электростатического притяжения только в местах с зарядом, противоположным заряду полимера. Другой причиной адсорбции является образование водородных и химических связей [50, 57].

Адсорбция на аномальных участках поверхности вероятна, по мнению авторов [56, 58], только для частиц грубодисперсных суспензий.

При флокуляции сначала происходит первичная адсорбция, и каждая макромолекула прикрепляется несколькими сегментами к одной коллоидной частице. Адсорбированные молекулы занимают долю активных центров, на которых возможна адсорбция, а остальная поверхность остается свободной. Затем в процессе вторичной адсорбции свободные сегменты адсорбированных молекул закрепляются на поверхности других частиц, связывая их полимерными мостиками. Доля активных центров поверхности зависит от условий адсорбции макромолекул полимера на твердых частицах. Однако во всех случаях, независимо от изотермы адсорбции и природы адсорбционных сил, она постепенно возрастает с увеличением дозы полимера, а скорость флокуляции и размер хлопьев достигают максимального значения при некоторых оптимальных дозах [35, 59].

На процесс флокуляции оказывает влияние молекулярная масса полимера: чем больше размер макромолекул, тем относительно больший процент макромолекул остается свободным и способным к адсорбции на других частицах. Большая макромолекула может связать большое число твердых частиц, образуя, таким образом, более крупные хлопья [60, 61].

Вместе с тем, по мере возрастания размеров макромолекул усиливаются стерические явления и затрудняется сближение частиц с адсорбированными макромолекулами свободной поверхности других частиц.

Совместное действие обоих факторов приводит к тому, что наиболее эффективная флокуляция и максимальный размер хлопьев должны наблюдаться при определенном соотношении между размером частиц и макромолекул полимера.

В практике обработки природных и сточных вод, а также их осадков флокуляция частиц происходит под воздействием возникающих в движущемся турбулентом потоке и перемещающихся с различной скоростью микрообъемов жидкости. В целом турбулентный поток характеризуют величиной среднего квадратичного градиента скорости, рассчитываемого из затрачиваемой на перемешивание энергии [35, 50, 62].

Величины оптимальных значений градиента скорости и продолжительности смешивания зависят от концентрации дисперсной фазы в осадке, дозы, заряда и молекулярной массы полимера. При этом, чем выше молекулярная масса, тем с большей интенсивностью и в течение более длительного времени должно осуществляться перемешивание [35].

По мере увеличения интенсивности смешивания флокуляция идет быстрее. Однако с ростом градиента скорости все большое значение приобретает разрушение хлопьев.

С увеличением продолжительности смешивания при одном и том же градиенте скорости в процессе флокуляции образуются все более крупные хлопья. Вместе с тем, в зависимости от отношения скоростей образования и разрушения хлопьев более длительное смешивание может привести к увеличению или уменьшению размеров хлопьев.

Таким образом, размер и устойчивость хлопьев зависят от интенсивности и продолжительности смешивания осадка с раствором флокулянта.

По результатам рассмотрения вопроса о флокуляции дисперсий можно сделать вывод, что для определения режима флокуляционной обработки исследуемых осадков необходимо оценить влияние на процессы обезвоживания осадков типа, молекулярной массы и дозировок флокулянтов, а также интенсивности и продолжительности смешивания раствора флокулянта с осадком.

Другим методом реагентного кондиционирования осадков является коагулирование. В отличие от флокуляции при коагуляции происходит образование агрегатов только из частиц однородных и разнородных коллоидов и суспензий [35, 63].

В некоторых случаях при обезвоживании осадков для этого используют минеральные реагенты - соли железа и алюминия, известь [64]. Положительные результаты при обезвоживании могут быть достигнуты путем добавления в осадок присадочных материалов, например, древесной муки, асбеста, золы [65].

Как было установлено равнее, при использовании алюмосиликатных сорбентов для очистки сточных вод в осадке будет находиться высокодисперсный минерал - монтмориллонит. В работе [66] показано, что для обработки осадков такого типа будет эффективна известь. Наиболее вероятным продуктом взаимодействия монтмориллонита с известью станет гидроалюмосиликат - гидрат геленита - 2Са0А1203БЮ2-8Н20. Доминирующие процессы, происходящие при взаимодействии Са(ОН)2 с монтмориллонитом можно подытожить уравнением:

М^02(^/16Л^04)^4О10(ОЯ)2 +4,8 Са2+ +9,60Н~ + 4,4Н20 = = 0,8(2СаО ■ А1203 • БЮ2 ■ Ш20) + 3,2Са0 ■ БЮ2 Н20 + 0,6Mg(OH)2

Взаимодействие монтмориллонита с Са(ОН)2 термодинамически вероятно уже при нормальной температуре, причем минимальная концентрация извести в растворе, необходимая для начала разложения компонентов осадка (рН = 11,3, С = 0,001 моль/дм3), значительно меньше содержания Са(ОН)2 в л насыщенном растворе (рН= 12,45, С= 0,02 моль/дм ). Можно предположить, что использование извести для обработки рассматриваемых осадков может быть эффективно уже в небольших дозировках.

После структурирования осадка реагентами применяют различные способы для уменьшения его объема. Наибольшее распространение получил метод сгущения [67-72].

Сгущение осадков, образующихся в технологических процессах очистки природных и сточных вод, является одним из наиболее эффективных методов снижения объемного количества, влажности и соответственно повышения концентрации сухого вещества в осадках. Сгущение осадков позволяет сократить затраты на их последующую обработку, в первую очередь при механическом обезвоживании (сокращение количества рабочего оборудования). При этом осадки, прошедшие стадию сгущения, сохраняют свойства текучести [67].

Разработаны методы сгущения осадков с применением гравитационных сгустителей, флотаторов, сепараторов и сгущающих центрифуг, сетчатых сгустителей ленточного и барабанного типов, а также другого оборудования [73-75]. В таблице 1 представлено сравнение вариантов аппаратурного оформления процесса сгущения осадков сточных и природных вод.

Таблица 1 - Сравнение вариантов аппаратурного оформления процессов сгущения осадков сточных и природных вод [75]

Наименование Преимущества Недостатки

Гравитационное сгущение 1) не требуется персонал высокой квалификации; 2) низкие капитальные затраты; 3) низкое энергопотребление; 4) подходит для небольших очистных сооружений; 5) высокие гидравлические нагрузки на аппараты при уплотнении хорошо осаждающихся осадков; 6) можно проводить процесс без реагентной обработки осадка. 1) требуются значительные площади; 2) нестабильное значение концентрации твердой фазы в сгущенном осадке; 3) низкая концентрация сгущенного осадка, например, в случае с активным илом; 4) вероятность распространения запаха; 5) вынос взвешенных веществ с надосадочной водой.

Флотационное сгущение 1) достигается большая концентрация твердой фазы в осадке, например, активном иле, чем при использовании гравитационного сгущения; 2) требуется меньшая площадь, чем для гравитационных сгустителей; 3) возможна работа в безреагентом режиме или с небольшими дозировками реагентов; 4) использование относительно простого в эксплуатации технологического оборудования. ^эксплуатационные затраты выше, чем при гравитационном сгущении; 2) высокое энергопотребление; 3) требуется персонал высокой квалификации; 4) вероятность распространения запаха; 5) небольшой рабочий объем аппаратов по сравнению с гравитационными сгустителями; 6) требуется реагентная обработка для увеличения концентрации твердой фазы или гидравлической нагрузки.

Наименование Преимущества Недостатки

Центробежное сгущение 1) сгущение некоторых типов осадков до содержания твердой фазы 4-6%, например, активного ила. 2) возможность контроля производительности процесса; 3) благодаря закрытому рабочему пространству исключение распространения запаха; 4) требуются небольшие площади для размещения оборудования. 1) большие капитальные затраты; 2) значительное энергопотребление; 3) требуется квалифицированный персонал; 4) сложное в эксплуатации технологическое оборудование; 5) требуется использование флокулянтов для увеличения содержания твердой фазы в осадке; 6) возможность размещения оборудования в здании.

Сгущение в сетчатых сгустителях (ленточных и барабанных) 1) возможность увеличения содержания твердой фазы в некоторых типах осадков с 0,4 до 6%, например, в активном иле. 2) возможность контроля производительности процесса; 3) высокая эффективность задержания сухого вещества осадка; 4) низкие капитальные затраты; 5) низкое энергопотребление. 1) необходимость использования флокулянтов; 2) вероятность распространения запаха; 3) требуется персонал высокой квалификации; 4) возможность размещения оборудования в здании.

Исходя из сопоставления преимуществ и недостатков вариантов аппаратурного оформления процесса сгущения, для рассматриваемого типа осадков выбраны методы с использованием гравитационных и сетчатых сгустителей.

Процесс сгущения осадков в сетчатых сгустителях производится в непрерывном режиме путем фильтрования предварительно обработанного реагентом осадка через синтетическую сетку под действием сил гравитации. Сетчатые сгустители бывают ленточного и барабанного типов [76, 77].

Ленточный сгуститель снабжен фильтровальной лентой. Исходный осадок подается на поверхность фильтровальной ленты и, перемещаясь вместе с ней, подвергается сгущению за счет гравитационного фильтрования. Отделение сгущенного осадка от фильтровальной ленты производится ножевым устройством. Регенерацию фильтровальных лент осуществляют водой, подаваемой через форсунки, установленные на сгустителе.

Барабанный сгуститель состоит из горизонтально расположенного цилиндрического барабана с жестко закрепленной на нем фильтровальной сеткой, направляющих спиралей, расположенных внутри кожуха, поддона для сбора и отведения фильтрата, узла регенерации фильтровальной сетки с форсунками, подающего трубопровода исходного осадка из полости барабана.

Сгущение в барабанных сгустителях производится за счет подачи осадка во внутреннюю полость и фильтрования через сетку. При этом осадок перемещается по внутренней полости барабана и подвергается постоянному рыхлению, что обеспечивает высокую эффективность сгущения.

В технологических процессах механического обезвоживания осадков различных видов целесообразно применение сетчатых сгустителей в комбинации с ленточными фильтр-прессами [76].

Другим способом уменьшения объема исходного осадка является его сгущение методом осаждения в сгустителях гравитационного типа.

Осаждение в таких аппаратах представляет собой гидромеханический процесс массового (группового) перемещения взвешенных твердых частиц в сплошной среде, обусловленного действием приложенных к частицам массовых сил определенной природы, осуществляемого в направлении действия этих сил. Следствием такого процесса является осветление сплошной среды в объеме и уменьшение содержания в ней твердых частиц за счет их осаждения в локальном объеме [78].

При малом содержании твердой фазы в осадке, когда расстояние между частицами таково, что не происходит ни соударений, ни взаимного влияния частиц на каждую частицу, находящуюся в поле гравитационных сил, действуют сила тяжести (гравитационная сила), выталкивающая (архимедова) сила и сопротивление среды, описываемое законом Ньютона-Риттингера [79]. Под действием указанных сил в первый момент частица движется с некоторым ускорением, а через небольшой промежуток времени скорость ее движения стабилизируется.

Однако в промышленной практике содержание твердой фазы в осадках обычно таково, что свободное осаждение твердых частиц встречается редко. Чаще происходит стесненное осаждение, когда происходят столкновения частиц, в результате которых малые частицы тормозят движение более крупных, а крупные ускоряют движение мелких частиц. В итоге наблюдается более медленное коллективное (стесненное) осаждение [80-85].

Согласно данным по сгущению суспензий монтмориллонитов глин [86], можно предположить, что уплотнение исследуемых осадков будет происходить по второй схеме, поэтому необходимо выбрать методологическую основу для изучения этого процесса.

Существует довольно много подходов к описанию явления стесненного осаждения, основанных на различном понимании физической картины процесса, основные из них:

- теория, согласно которой причиной уменьшения скорости осаждения частиц является обратный поток жидкости, вытесняемой осаждающимися п г\ эи твердыми частицами. При этом считается, что уменьшение скорости осаждения каждой отдельной частицы происходит на величину средней скорости обратного потока жидкости [79, 87].

- теория, рассматривающая стесненное осаждение как фильтрование жидкости. Осаждающаяся суспензия при этом отождествляется с пористым поршнем, который своим весом создает повышенное давление и выжимает жидкость. Поэтому жидкость как бы фильтруется через поры поршня [88].

- теория, по которой осаждение частиц уподобляется свободному осаждению в среде с повышенной плотностью [89, 90].

- теория, в соответствии с которой уменьшение скорости осаждения при стесненном осаждении происходит за счет потери энергии частицами на интенсивное движение между собой. Взаимодействие происходит через жидкость посредством импульсной передачи количеств движения потоками среды. Импульсные потоки возникают при отрыве граничного слоя обтекающей жидкости и образовании при этом вихря [91, 92].

- теория, основанная на распространении в суспензии концентрационных волн [93].

Из перечисленных концепций наибольшего внимания заслуживает последняя, которая также получила название кинематической теории седиментации. Разработанная в 1952 году английским математиком Киншем, она является фактически первой попыткой теоретического анализа процесса гравитационного сгущения суспензий. Кинш предложил рассматривать суспензию как континуум, а процесс седиментации описывать уравнением неразрывности твердой фазы: (1) дг дг где (р - концентрация твердой фазы, кг/м3;

- продолжительность сгущения, ч; г - проекция высоты слоя осадка на ось координат (0<г<Ь), м здесь Ь - высота слоя осадка, м;

Лк(<р) = (р-^ - функция удельной нагрузки \/Ьк(0)= /Ьк(<р^ и /Ьк(0)< О при 0 < (р<(ртах], кг/(м2 ч); здесь их - скорость осаждения твердой фазы, м/ч.

Уравнение справедливо при следующих допущениях:

- скорость осаждения зависит только от локальной концентрации твердой фазы;

- при разделении суспензии отстаиванием в сгустителе будет существовать градиент концентрации твердой фазы по высоте, возрастающий ко дну.

На рисунке 3 представлена в общем виде кинетика осаждения суспензии в соответствии с этой теорией.

94]

На кривой, изображенной на рисунке За, различаются следующие фазы:

- от А до В граница определяется более или менее отчетливо. Эта фаза коалесцентной флокуляции, которая наблюдается не всегда;

- от В до С отрезок прямой, соответствующий постоянной скорости осаждения (линейный градиент).

- вогнутый участок от С до В соответствует постепенному уменьшению скорости движения верхней границы слоя осадка;

- от В и до конца частицы хлопьев приходят во взаимный контакт, что вызывает сжимающее действие на нижние слои.

На рисунке 36 изображена кинетика осаждения суспензии с нанесенными на ней линиями равной концентрации в случае отсутствия коалесцент-ной фазы:

- в треугольнике ВОС концентрация и скорость осаждения постоянны и соответственно равны их начальным значениям;

- в треугольнике СОВ линии равных концентраций прямые, и они проходят через начало координат.

Это означает, что с первого момента осаждения слои осадка, находящиеся у дна, приходят в контакт со всей взвесью, и концентрация в этих слоях изменяется от начальной до той, которая соответствует точке В, где начинается сжатие слоев. Слой осадка с глубиной t¡h при времени ^ таким образом, имеет три различные зоны:

- верхнюю Ьс, где концентрация и скорость снижения уровня осадка постоянны и остаются равными их начальным значениям С0 и и0;

- промежуточную с<3, где концентрация постепенно возрастает от с до с! и соответственно этому скорость непрерывно уменьшается;

- донную Ш], где хлопья осадка контактируют между собой и подвергаются сжатию.

При некотором среднем значении времени ^ верхняя зона исчезает, а при времени ^ остается только донная зона.

По методике Кинша, чтобы рассчитать концентрацию твердой фазы в точке М участка СВ, необходимо провести касательную к кривой кинетики осаждения в точке М до пересечения ее с осью ординат (в точке Щ. По глубине к^ можно вычислить концентрацию С, для поверхности раздела фаз в точке М: "0 ' ~ 7 ' к для которой соответственно скорость осаждения составляет: йк и, = — (градиент от МН). Л

3)

Средняя концентрация твердой фазы в осадке после прохождения границей раздела фаз высоты к определяется по формуле:

Теория седиментации Кинша была экспериментально проверена рядом исследователей [95-97]. В настоящее время она является основной базой различных методологических подходов, направленных на изучение процесса сгущения промышленных суспензий, осадков природных и сточных вод. Поэтому ее целесообразно использовать в данной работе для описания процесса гравитационного сгущения исследуемых дисперсных систем.

Как показывают эксперименты по сгущению подобных осадков [98], этим методом содержание твердой фазы в осадке можно увеличить до 50-100 кг/м . Дальнейшее обезвоживание осадков возможно с помощью методов механического обезвоживания фильтрованием.

Фильтрованием называется гидромеханический процесс отделения твердых или жидких взвешенных в сплошной среде частиц, осуществляемый за счет разности статических давлений при прохождении фильтруемой среды через пористую фильтровальную перегородку или намытый на нее слой другой пористой среды и слой осадка, образованного из частиц, взвешенных в фильтруемой среде [99].

Свойства фильтруемых осадков могут быть различны, и это определяет разнообразие конструкций применяемых фильтров. В практике уже достаточно давно используют фильтры, работающие под давлением [100-102] и вакуумом [103-106]. В обоих случаях фильтрующей средой в аппаратах являются фильтровальная ткань и слой осадка, налипающий на ткань в процессе фильтрования. В начале цикла фильтрование происходит через ткань, в

4) порах которой частицы осадка задерживаются и создают добавочный фильтрующий слой. При продолжении фильтрования этот слой увеличивается и представляет собой главную часть фильтрующей среды, а назначение ткани сводится к поддержанию фильтрующего слоя.

Кроме того, в настоящее время широкое применение находят ленточные фильтр-прессы [107-109]. В этих аппаратах обезвоживание осадков осуществляется в непрерывном режиме под действием сил гравитации и давления.

Основными осредненными характеристиками в теории фильтрования являются скорость фильтрования и давление. Обе эти величины определяются в каждой точке как средние значения по элементарному объему, окружающему ее. Давление принимается осредненным по части объема занятой жидкостью, а скорость - осредненной по всему объему среды (внутри твердых частиц скорость принимается равной нулю) [110].

Процесс фильтрования может протекать при постоянной разности давлений, постоянной скорости, постоянных разности давлений и скорости, а также переменных разности давлений и скорости [110, 111].

В соответствии с соотношением Дарси объем фильтрата, получаемый за малый промежуток времени с единицы поверхности фильтра, прямо пропорционален разности давлений и обратно пропорционален вязкости фильтрата и общему сопротивлению осадка и фильтровальной перегородки. В дифференциальной форме это записывают следующим образом [110]:

5) где V

АР т о объем фильтрата, м ; поверхность фильтрования, м ; продолжительность фильтрования, с; разность давлений, Па; вязкость жидкой фазы суспензии, Пас; сопротивление слоя осадка, м"1; о с

JJ

Яфп - сопротивление фильтровальной перегородки, м"1

- скорость фильтрования, м/с. Учитывая пропорциональность объемов осадка и фильтрата, их отношение принимают равным х0. Толщина равномерного слоя осадка на фильтровальной перегородке равна:

Сопротивление слоя осадка равно:

6)

Кос=Г0-Кс=Г0-Х0

7)

Vй / где г о - удельное объемное сопротивление осадка, м"2.

Подставив значение (7) в равенство (5), получим основное дифференциальное уравнение фильтрования с образованием несжимаемого осадка на несжимаемой перегородке:

IV АР М

8)

Для несжимаемых осадков и перегородок в уравнении (5) величины Г о, Х0И Яф„ постоянны и не зависят от изменения величины АР.

Часто в практике фильтрования осадков природных и сточных вод в уравнение фильтрования (5) вместо удельного объемного сопротивления осадка вводят удельное массовое сопротивление осадка гм (м/кг), а вместо отношения объема осадка к объему фильтрата х0 - отношение массы твердых частиц осадка к объему фильтрата хм При этом под величиной ги понимают сопротивление, оказываемое потоку фильтрата равномерным слоем осадка, содержащим 1 кг твердых частиц на 1 м фильтровальной перегородки.

По мнению доктора технических наук, профессора В.А. Жужикова и ряда других исследователей [110-112] в уравнении (15) удельное сопротивление осадка является важнейшей величиной и самой сложной по своему физическому смыслу постоянной фильтрования. Действие различных факторов на процесс фильтрования почти всегда может быть сведено к изменению величины удельного сопротивления осадка под влиянием этих факторов.

У сжимаемых осадков пористость будет уменьшаться, а удельное сопротивление потоку жидкости возрастать с увеличением разности давлений в процессе фильтрования. При этом зависимость массового удельного сопротивления осадка от разности давлений обычно выражают одним из следующих эмпирических уравнений [110]:

9) гм=г:+а-(АРУ, (10) где /м, /м, а - параметры, находимые экспериментальным путем; - показатель сжимаемости.

Величина показателя сжимаемости осадка наряду с его удельным сопротивлением во многом определяет тип обезвоживающего оборудования и параметры его работы. Чем ниже показатель сжимаемости (при равном удельном сопротивлении), тем большее давление может быть использовано при обезвоживании осадка.

У доктора технических наук, профессора, академика C.B. Яковлева в работе [113] отмечено, что практика эксплуатации узлов обезвоживания и анализ имеющихся литературных данных показывают, что для эффективного обезвоживания уменьшение величины удельного сопротивления является необходимым условием, но еще недостаточным, особенно в случае получения труднофильтруемых осадков.

Кроме того, в реальном процессе возможны отклонения от идеализированного закона Дарси. Они обусловливаются не только влиянием сжимаемости и аномальных свойств структуры осадков, но и влиянием концентрации суспензии, инерционных эффектов, эффектов на границе между осадком и фильтровальной перегородкой, неньютоновскими свойствами жидкой фазы, влиянием газов и паров в фильтруемой жидкости и другими факторами [99, 110, 114, 115].

Кандидат технических наук, доцент В.И. Аксенов считает, что помимо указанных косвенных показателей, процесс фильтрования совершенно необходимо характеризовать такими параметрами, как удельная производительность аппаратов по сухому веществу осадка, влажность, толщина и липкость осадка, поскольку именно эти данные составляют основу технологии обезвоживания осадков [116].

Таким образом, по результатам рассмотрения вопроса о фильтровании осадков можно сделать вывод, что в работе для разработки технологии механического обезвоживания исследуемых осадков необходимо определить их фильтрационные характеристики, а в качестве основных критериев для оценки эффективности работы различных типов аппаратов принять их удельную производительность по сухому веществу и влажность получаемого осадка.

В заключении первой главы необходимо подчеркнуть, что изучение литературных данных показало, что для очистки больших объемов сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации целесообразно применять физико-химические процессы, основанные на использовании для обработки воды природных сорбентов и флокулянтов. При этом в отстойниках будут образовываться осадки, особенности физико-химических и технологических свойств которых изучены недостаточно, чтобы создать технологию их обезвоживания.

Целью работы явилась разработка научно обоснованной технологии обезвоживания осадков, образующихся на стадии отстаивании в сорбционно-седиментационном процессе очистки сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации.

Исходя из поставленной цели, задачами диссертационной работы стали:

1. Определение физико-химических и технологических свойств осадков.

2. Выявление закономерностей обезвоживания осадков.

3. Разработка технологии обезвоживания осадков, ее аппаратурного оформления, внедрение полученных в практику проектирования, монтажа и наладки очистных сооружений.

Заключение диссертации по теме «Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов», Царев, Николай Сергеевич

6. Результаты работы использованы как технологическое задание для проектирования очистных сооружений сточных вод промышленно-дождевой канализации ОАО "Нижнесергинский метизно-металлургический завод" (г. Ревда), ЗАО "Березовский электрометаллургический завод" (г. Березовский), ОАО «Энергетик-ПМ» (г. Пермь) и других объектов. Годовой экономический эффект от внедрения, например, на ОАО «Энергетик-ПМ» составит 6,656 млн. руб/год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Изучение литературных данных показало, что для очистки больших объемов сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации целесообразно применять физико-химические процессы, основанные на использовании для обработки воды природных сорбентов и флокулянтов. При этом в отстойниках будут образовываться осадки, особенности физико-химических и технологических свойств которых изучены недостаточно, чтобы создать технологию их обезвоживания для подготовки к дальнейшей утилиации. Эти проблемы определили цель и задачи данной работы.

2. Получена эмпирическая математическая модель, представляющая собой уравнения регрессии, описывающие зависимости удельного объема осадка, образующегося в отстойнике, и содержания в нем твердой фазы от дозы реагента, используемого для очистки воды, и концентрации взвешенных веществ в воде.

3. Установлено влияние на процесс гравитационного сгущения исследуемых осадков типа и дозы флокулянта, условий флокуляционной обработки, высоты налива осадка в сгустителе, а также условий перемешивания осадка во время уплотнения. Это позволило определить технологические параметры процесса сгущения, обеспечивающие его относительно высокую эффективность.

4. Для интенсификации процессов обезвоживания исследуемых осадков наиболее эффективен высокомолекулярный слабоосновный анионный флокулянт Праестол 2510. Массовый расход полиэлектролита для обработки осадка на стадии гравитационного сгущения осадка составляет 0,3-0,5 кг/т сухого вещества осадка, на стадии механического обезвоживания на фильтр-прессах -5-7 кг/т.

5. Разработана технология обезвоживания осадков, образующихся при очистке сточных вод дождевой и промышленно-дождевой канализации с применением алюмосиликатных сорбентов и флокулянтов, предусматривающая их кондиционирование реагентами, сгущение в гравитационных или сетчатых сгустителях, фильтрование на мембранных, камерных или ленточных фильтр-прессах. Предложенная схема обезвоживания осадка вместе со способом утилизации осадков, например, в цементной промышленности позволяют создать завершенную технологию очистки указанных сточных вод.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Царев, Николай Сергеевич, 2012 год

1. Reardon, R. Clarification Concepts for Treating Peak Wet-Weather Wastewater Flows Text. / R. Reardon // Florida Water Resources Journal 2005. -№1. - P. 25 -30.

2. Coppes, B. The Challenges of Stormwater Management Text. / B. Coppes // Water Engineering & Management. 2008. - P. 18-23.

3. Vesilind, A. Waste Water Treatment Plant Design Text. / A. Vesilind 4th ed. 1998 - Great Britain: IWA Publishing, 2003. - 512 p. - ISBN 1-84339024-8.

4. Schwartz, T. Continuous Deflection Separation of Stormwater Particulates Text. / T. Schwartz, S. Wells // Advances in Filtration and Separation Technology. 1999. - Vol. 12. - P. 219 - 226.

5. Kemmer, F. The NALCO water handbook Text. / F. Kemmer. 2nd ed. -USA: McGraw-Hill, Inc., 1988. - 1170 p. - ISBN 0-07-045872-3.

6. Lehr, J. Water Encyclopedia: Domestic, Municipal, and Industrial Water Supply and Waste Disposal Text. / J. Lehr Canada: John Wiley & Sons. Inc., 2005 - 996 p. - ISBN 0-471-73687-2.

7. Ellard, G. Direct Filtration for Wet-Weather Conditions Text. / G. Ellard, R. Meek, H. Chandler // Florida Water Resources Journal 2003. - №6. - P. 25 -30.

8. Davis, A. Stormwater Management for Smart Growth Text. / A. Davis, R. McCuen USA: Springer Science+Business Media, Inc., 2005 - 376 p. -ISBN 0-387-26048-X.

9. Harper, H. Use of Alum in Lake Management: Managing the Associated Risks Text. / H. Harper // Lakeline 2005. - Vol. 25. - №3. - P. 13 - 16.

10. Harper, H. Stormwater Treatment Using Alum Text. / H. Harper, J. Herr // Public Works Magazine 1992. - P. 47 - 49.

11. Кичигин, В. И. Исследование физико-химических характеристик поверхностного стока населенных пунктов Текст. / В. И. Кичигин, П. Г. Быкова // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. - №11. - С. 28 -32.

12. Пупырев, Е. И. Организация отвода и очистка территориального стока в Москве Текст. / Е. И. Пупырев, И. Г. Ищенко [и др.] // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. - №5. - С. 29 - 31.

13. Молоков, М. В. Очистка поверхностного стока с территорий городов и промышленных площадок Текст. / М. В. Молоков, В. Н. Шифрин. М.: Стройиздат, 1977. - 104 с.

14. Швецов, В. Н. Очистка поверхностного стока с территории городов и промышленных предприятий Текст. / В. Н. Швецов, Л. М. Верещагина // Водоснабжение и санитарная техника. 2005. - №6. - С. 8 - 12.

15. Вознесенский, В. Н. Очистка ливневых и производственных сточных вод на локальных очистных сооружениях Текст. / В. Н. Вознесенский, В. В. Лядов // Водоснабжение и санитарная техника. 1999. - №6. - С. 29-30.

16. Марголин, Е. М. Особенности проектирования очистных сооружения для автозаправочных комплексов Текст. / Е. М. Марголин, Е. А Сидоров // Экология производства. 2006. - №8. - С. 45 - 48.

17. Кунахович, А. А. Установка для очистки дождевых сточных вод Текст. / А. А. Кунахович // Экология производства. 2007. - №6. - С.82 - 85.

18. Мазлова, Е. А. Проблемы очистки поверхностных сточных вод предприятий стройиндустрии Московской области Электронный ресурс. / Е.

19. A. Мазлова // ЭКВАТЭК-2008: сб. докладов Восьмого международного конгресса "Вода: Экология и технология" (Москва, 3-6 июня 2008 г.) / ЗАО "Фирма СИБИКО Интернэшнл". Москва, 2008 (Обработка и утилизация осадков сточных вод). - ISBN 978-5-9900677-7-6.

20. Гандурина, JI. И. Очистка поверхностных сточных вод органическими коагулянтами и флокулянтами Текст. / Л. И. Гандурина, JI. Н. Буцева,

21. B. С. Штондина. Водоснабжение и санитарная техника. - 2005. - №1.1. C. 31-35.

22. Рокшевская, А. В. Исследование осветления поверхностного стока с застроенных территорий Текст. / А. В. Рокшевская, Т. Я. Заславская, JI. И. Бацула // Охрана вод от загрязнения поверхностным стоком: сб. научных трудов. Харьков, 1983. - С. 26 - 36.

23. Галкин, Ю. А. Концепция очистки сточных вод ливневой канализации Екатеринбурга Текст. / Ю. А. Галкин // Водоснабжение и санитарная техника.-2008,-№5.-С. 57-61.

24. Галкин, Ю. А. Отстойник-флокулятор для очистки промышленных и ливневых сточных вод Текст. / Ю. А. Галкин, Е. А. Уласовец [и др.] // Экология производства. 2008. - №1. - С. 55 - 60.1 п

25. Галкин, Ю. А. Очистки сточных вод ливневой канализации Екатеринбурга Текст. / Ю. А. Галкин // УРФО: Строительство и ЖКХ. 2007. -№9. - С. 14-15.

26. Уласовец, Е. А. Разработка технологии очистки поверхностных сточных вод Текст.: автореф. дис. . канд. техн. наук: 11.00.11 / Уласовец Евгений Аркадьевич. Екатеринбург, 2000. - 18 с.

27. Обадин, Д. Н. Интенсификация процесса контактного осветления высокоцветных вод Текст.: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.23.04 / Обадин Дмитрий Николаевич Екатеринбург, 2007. - 20 с.

28. Свиридов, В. В. Закономерности очистки воды от масел и нефтепродуктов с помощью сорбционно-коалесцирующих материалов Текст.: автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.23.04 / Свиридов Владислав Владиславович Екатеринбург, 2005. - 20 с.

29. Свиридов, А. В. Коагуляционная очистка маломутных цветных вод с использованием коллоидного модифицированного монтмориллонита Текст.: автореф. дис. . канд. техн. наук: 11.00.11 / Свиридов Алексей Владиславович Екатеринбург, 2000. - 18 с.

30. Грин-Келли, Р. Двойное преломление тонких жидких слоев в набухшем монтмориллоните Текст. / Р. Грин-Келли, Б. В. Дерягин // Исследования в области поверхностных сил. 1964. - Вып. 2. - С. 127-135.

31. Тарасевич, Ю. И. Адсорбция на глинистых материалах Текст. / Ю. И. Тарасевич, Ф. Д. Овчаренко. Киев: Наукова думка, 1975. - 352 с.

32. Айлер, Р. К. Химия кремнезема: Растворимость, полимеризация, коллоидные и поверхностные свойства, биохимия Текст.: в 2 т. / Ральф Айлер; перевод с англ. Л. Т. Журавлева; под ред. В. П. Прянишникова. -М.: Мир, 1982.-Т. 1.-416 с.

33. Тарасевич, Ю. И. Исследование природы активных центров на поверхности слоистых силикатов Текст. // Адсорбенты, их получение, свойства и применение. 1978. - С. 138 - 141.1 Sd1. A v> I

34. Вейцер, Ю. И. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод Текст. / Ю. И. Вейцер, Д. М. Минц. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1984. - 200 с.

35. СН 496-77. Временная инструкция по проектированию сооружений для очистки поверхностных сточных вод Текст. Введ. 1977-06-23 - М.: Стройиздат, 1978. -40 с.

36. Винокур, М. А. Сбор, удаление и обезвреживание бытовых отходов Текст. / перевод с немец. М. А. Винокура, А. Н. Власова-Голованова. -М.: Стройиздат, 1971. 112 с.

37. Рекомендации по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитебных территорий, площадок предприятий и определению выпуска его в водные объекты Текст. Введ. 2005-12-28. -М.: ФГУП "НИИ ВОДГЕО", 2006 - 56 с.

38. Яковлев, С. В. Водоотведение и очистка сточных вод Текст.: учебник для вузов / С. В. Яковлев, Ю. В. Воронов. М.: АСВ, 2002. - 704 с. -ISBN 5-93093-119-4.

39. Назаров, В. Д. Водоснабжение в нефтедобыче Текст.: учебное пособие / В. Д. Назаров, Л. М. Гурвич, А. А. Русакович. УФА: ООО "Виртуал", 2003 - 508 с. - ISBN 5-901900-13-18.

40. Беспамятное, Г. П. Термические методы обезвреживания отходов Текст. / Г. П. Беспамятное, Богушевская К. К., Зеленская J1. А. [и др.]; под ред. Богушевской К. К. и Беспамятнова Г. П. Изд. 2-е, пер. - Д.: Химия, 1975.- 176 с.

41. Иванов, В. В. Характеристика осадка промышленно-ливневого стока Москвы Текст. / В. В. Иванов, А. В. Кочуров, В. С. Юсфин [и др.]. Водоснабжение и санитарная техника. - 1997. - № 9. - С.8-10.

42. Афанасьева, А. А. Переработка осадков, образованных при подготовке питьевых и очистке ливневых сточных вод Текст. / А. А. Афанасьева, А. Е. Ловцов. Водоснабжение и санитарная техника. - 2004. - №6. - С. 13-16.

43. Алексеев, М. И. Организация отведения поверхностного (дождевого и талого) стока с урбанизированных территорий Текст. : Учеб. пособие / М. И. Алексеев, А. М. Курганов. М.: АСВ; СПб.: СПбГАСУ. - 200 с. -ISBN 5-93093-089-9.

44. Дикаревский, В. С. Отведение и очистка поверхностных сточных вод Текст. : Учеб. пособие для вузов / В. С. Дикаревский, А. М. Курганов, А. П. Нечаев, М. И. Алексеев. Л.: Стройиздат Ленингр. Отд-ние, 1990.- 224 сISBN 5-274-01018-0.

45. Тарасевич, Ю. И. Состояние связанной воды в минеральных дисперсиях Текст. / Ю. И. Тарасевич // Химия и технология воды. 1980. - Т. 2.- №2. С. 99- 107.

46. Тарасевич, Ю. И. О формах связи и состоянии воды в дисперсных силикатах Текст. / Ю. И. Тарасевич // Физико-химическая механика и лиофильность дисперсных систем. Киев, 1979. - Вып. 11. - С. 48 - 55.

47. Гандурина, Л. В. Органические флокулянты в технологии очистки природных и промышленных сточных вод и обработки осадка Текст.: аналитический обзор / Л. В. Гандурина. М.: ДАР/ВОДГЕО, - 2002. - 74 с.

48. Гандурина, JI. В. Натуральное не всегда лучше Текст.: обзор синтетических флокулянтов для очистки природных и сточных вод / Л. В. Гандурина // BoflaMagazine. 2007. - №1. - С. 26-30.

49. Аксенов, В. И. Водное хозяйство промышленных предприятий Текст.: справочное издание. Книга 6. Флокулянты / В. И. Аксенов, Л. В. Гандурина, А. С. Керин [и др.]; под общ. ред. В. И. Аксенова. М.: Теплотехник, 2008. - 256 с. - ISBN 978-5-98457-069-5.

50. Kriebel, G. Chemical Feed: the Trouble with Polymers Text.: G. Kriebel // Water Conditioning & Purification. 2002. - №12. - P. 32 - 35.

51. Stechemesser, H. Coagulation and flocculation: theory and application Text.: H. Stechemesser, B. Dobias. 2nd ed. - USA: Taylor & Francis Group, LLC, 2005. - 850 p. - ISBN 1-57444-455-7.

52. Топчиев, Д. А. Катионные полиэлектролиты: получение, свойства и применение Текст. / Д. А. Топчиев, Ю. А. Малкандуев. М.: ИКЦ "Академ", 2004. - 232 с. - ISBN 5-94628-142-9.

53. Небера, В. П. Флокуляция минеральных суспензий Текст. / В. П. Небе-ра. М.: Недра. - 288 с. - Библиогр.: с. 282 - 284.

54. Pashley, R. М. Hydration forces between mica surfaces in aqueous electrolyte solutions Text. / R. M. Pashley // J. Colloid Interface Sci. 1981. - Vol. 80.-P. 153- 162.

55. Vincent, B. The Effect of Adsorbed Polymers on Dispersion Stability Text. / B. Vincent // Advances in Colloid and Interface Science. 1974. - № 4 - P. 193-277.

56. Healy, T. W. The Adsorption-flocculation Reactions of A Polymer with An Aqueous Colloidal Dispersion Text. / T. W. Healy, V. K. La Mer // J. Phys. Chem. 1962. - №10. - P. 1835 - 1838.

57. Куренков, В. Ф. Полиакриламидные флокулянты Текст. / В. Ф. Курен-ков // Соросовский образовательный журнал. 1997. - №7. - С. 57-63.

58. Edward, P. Handbook of industrial mixing: science and practice Text. / P. Edward, V. Atiemo-Obeng, S. Kresta. USA: John Wiley & Sons. Inc., 2004. - 1432 p. - ISBN 0-471-26919-0.

59. Баран, А. А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды: Свойства. Получение. Применение Текст. / А. А. Баран, А. К. Заполь-ский. Л.: Химия Ленигр. Отд-ние, 1987. - 203 с.

60. Eckenfelder, W.W. Industrial Water Pollution Control Text. / W. W. Eckenfelder. 3rd edition. - McGraw-Hill, 1999. - 600 p. - 0-070-39364-8.

61. Svarovsky, L. Solid-Liquid Separation Text. / L. Svarovsky. 4th edition. -Butterworth Heinemann, 2000. - 554 p. -ISBN 0-750-64568-7.

62. Корнилович, Б. Ю. Взаимодействие с известью осадков водопроводных станций Текст. / Б. Ю. Корнилович, Г. К. Шабловская. Химия и технология воды. - 1987. - т. 9. - №5. - С. 464^166.

63. Яковлев, С. В. Обработка и утилизация осадков производственных сточных вод Текст. / С. В. Яковлев, Л. С. Волков [и др.]. М.: Химия, 1999. 448 с. - ISBN 5-7245-1162-2.

64. Туровский, И. С. Обработка осадков сточных вод Текст. / И. С. Туровский. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1988. - 256 с. - ISBN 5-274-00169-6.

65. Гюнтер, Л. И. 10-я международная конференция "Обработка и утилизация осадков сточных вод: состояние, тенденции и перспективы" Текст. / Л. И. Гюнтер. Водоснабжение и санитарная техника. - 2006. - №8. - С. 23-25.

66. Богатеев, И. А. Разработка, проектирование и реализация систем обработки осадков сточных вод Текст. / И. А. Богатеев, А. С. Керин, А. П. Сахно, К. А. Керин // Водоснабжение и санитарная техника. 2009. -№1. - С. 32-36.

67. Concha, F. Thickening in the 20th century: a historical perspective Text. / F. Concha, R. Burger // Minerals & Metallurgical Processing. 2003. - Vol. 20.- №2. P. 57-67.

68. Пахомов, A. H. Исследования и практическая реализация процесса обезвоживания осадков водопроводных станций Текст. / А. Н. Пахомов, В. Н. Штопоров, Д. А. Данилович [и др.] Водоснабжение и санитарная техника. - 2004. - №12. - С. 25-31.

69. Berné, F. Industrial water treatment Text. / F. Berné, J. Cordonnier. -France: Gulf Publishing company, 1995. 250 p. - ISBN 0-88415-908-6.

70. Turovskiy, I. Wastewater sludge processing Text. /1. Turovskiy, P. Mathai.- USA: John Wiley & Sons. Inc., 2006. 364 p. - ISBN 0-471-70054-1.

71. Керин, А. С. Ленточные фильтр-прессы и сетчатые сгустители в технологии обработки осадков Текст. / Водоснабжение и санитарная техника. -2005.-№5.-С. 41 -44.

72. Earle, J. К. Wheels of progress: Rotary Press Selection for Plum Island Text. / J. K. Earle // Florida Water Resources Journal. 2005. - №4. - P.48 -52.

73. Федоткин, И.М. Математическое моделирование технологических процессов Текст. / И. М. Федоткин. К.: Выща. шк. Головное изд-во, 1988. -415 с.-ISBN 5-11-000014-Х.

74. Малиновская, Т. А. Разделение суспензий в промышленности органического синтеза Текст. / Т. А. Малиновская. М.: Химия, 1971. - 320 с. -Библиогр.: с. 315 -318.-3000 экз.

75. Любарский, В. М. Осадки природных вод и методы их обработки Текст. / В. М. Любарский. М. : Стройиздат, 1980. - 128 с.

76. Бабенков, Е. Д. Моделирование процесса гравитационного уплотнения осадка Текст. / Е. Д. Бабенков // Химия и технология воды. 1980. - Т. 2, №4.-С. 303-306.

77. Бабенков, Е. Д. Уплотнение и утилизация осадков водопроводных станций Текст. / Е. Д. Бабенков, Т. П. Лимонова. Химия и технология воды. - 1981.-Т. 3. -№4. - С. 366-374.

78. Marsili-Libelli, S. Dynamic modeling of sedimentation in the activated sludge process / S. Marsili-Libelli // Civil. Eng. Syst. 1993. - Vol. 10. - P. 207 - 224.

79. Al-Malack, M. H. Characterization, Utilization, and Disposal of Municipal Sludge: The State-of-The-Art Text. / M. H. Al-Malack [et al.] // The Arabian Journal for Science and Engineering. 2002. - Vol. 27. - №4. - P. 3 - 27.

80. Фролов, Ю. Г. Курс коллоидной химии (Поверхностные явления и дисперсные системы) Текст.: учебник для вузов / Ю. Г. Фролов. М.: Химия, 1982.-400 с.

81. Tadros, Т. F. Control of stability/flocculation and rheology of concentrated suspension Text. / T. F. Tadros // Pure & Applied Chemistry. 1992. - Vol. 64. -№11.-P. 1715-1720.

82. Hasset, N. J. Thickening in theory and practice Text. / N. J. Hasset // Min. Sci. Eng.- 1968.-Vol. l.-P. 24-40.

83. Кургаев, E. Ф. Осветлители воды Текст. / E. Ф. Кургаев. М.: Строй-издат, 1977. - 192 с. - Библиогр.: с. 189- 190.

84. Karl, J. R. Numerical Model of Sedimentation. Thickening with Inertial Effects Text. / J. R. Karl, S. A. Wells // Journal of Environmental Engineering. 1998. №9.-P. 792-806.

85. Проскуряков, В. А. Очистка сточных вод в химической промышленности Текст. / В. А. Проскуряков, Л. И. Шмидт. М.: Химия, 1977. - 464 с. - Библиогр.: с. 440 - 455.

86. Shannon, Р. Т. Settling of slurries Text. / P. Т. Shannon, E. M. Tory // Ind. Eng. Chem.- 1965.-Vol. 57.-№2.-P. 18-25.

87. Li, Y. Assessments of hindered settling of fluid mudlike suspensions Text. / Y. Li, A. J. Mehta // ASCE Journal of Hydraulics Engineering. 1998. - Vol. 124.-P. 176- 178.

88. Kynch, G. J. A theory of sedimentation Text. / G. J. Kynch // Transactions of the. Faraday Society. 1952. - Vol. 48. - P. 166 - 176.

89. Барраке, К. Технические записки по проблемам воды Текст.: в 2 т. Т. 1 / Кристиан Бараке [и др.]; перевод с англ. Е. А. Апельциной [и др.]; под ред. Т. А. Карюхиной, И. Н. Чурбановой М.: Стройиздат, 1983. - 607 с.

90. Tiller, F. M. Revision of Kynch Sedimentation Theory Text. / F. M. Tiller // AIChE Journal. 1981.-Vol. 27.-P. 823 -828.

91. Burger, R. Application of the phenomenological theory to several published experimental cases of sedimentation processes Text. / R. Burger, F. Concha, F. Tiller//Chem. Eng. J. 2000. - Vol. 80.-P. 105-118.

92. Ren ko, E. K. Modeling hindered batch settling Part II: A model for computing solids profile of calcium carbonate slurry Text. / E. K. Renko // Water SA. 1998. - Vol. 24 - №4. - P. 331 -336.

93. Федоткин, И. М. Гидродинамическая теория фильтрования суспензий Текст. / И. М. Федоткин, Е. И. Воробьев, В. И. Вьюн. К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986 - 166 с. - Библиогр.: с. 159 - 163.

94. Морозов, С. В. Обработка осадка на станциях аэрации городов Кронштадта и Пушкина Текст. / С. В. Морозов, Е. А. Силякова. Водоснабжение и санитарная техника. - 2007. -№8. - С. 34-36.

95. Шевченко, Л. Я. Восади водогінних станцій: витяги і утилізація Текст. / Л. Я. Шевченко, Г. Я. Дрозд [и др.]. Луганськ: Видавництво Луганського аграрного університету, 2004. - 196 с. - ISBN 966-83 Ю-09-3.

96. Аксенов, В. И. Проблемы водного хозяйства металлургических, машиностроительных и металлообрабатывающих предприятий Текст. / В. И. Аксенов, В. Ф. Балакирев, А. А. Филиппенков. Екатеринбург, 2002. -268 с. - ISBN 5-7691-1240-9.

97. Фильтры для жидкостей Текст.: каталог: В 2 ч. изд. 3-е, испр. и доп. -М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1989. -Ч.І. - 144 с.

98. Аграноник, Р. Я. Технология обработки осадков сточных вод с применением центрифуг и ленточных фильтр-прессов Текст. / Р. Я. Аграноник. М.: Стройиздат, 1985. - 144 с.

99. Туровский, И. С. Обезвоживание осадков сточных вод на ленточных фильтр-прессах Текст. / Туровский И. С., Керин А. С., Аграноник Р. Я. [и др.] // Водоснабжение и санитарная техника. С. 4 - 6.

100. Вершинина, Т. Б. Оборудование для обезвоживания осадков водоочистных сооружений Текст. / Т. Б. Вершинина, Е. А. Пономаренко [и др.] // Водоснабжение и санитарная техника. 2005. - №9 - С. 21 - 24.

101. Жужиков, В. А. Фильтрование: теория и практика разделения суспензий Текст. / В. А. Жужиков. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1980.-400 с.

102. Малиновская, Т. А. Разделение суспензий в химической промышленности Текст. / Т. А. Малиновская [и др.]. М.: Химия, 1983. - 264 е., ил. - Библиогр.: с. 260 - 263.

103. Smollen, М. Dewaterability of municipal sludges 2: Sludge characterization and behavior in terms of SRF and CST parameters Text. / M. Smollen // Water SA, 1986. - №12. - P. 133 - 138.

104. Яковлев, С. В. Обезвоживание осадков сточных вод металлообрабатывающей промышленности / С. В. Яковлев, В. И. Аксенов, JI. С. Волков; под ред. С. В. Яковлева. М.: Стройиздат, 1984. - 98 с. - Библиогр.: с. 96 - 97.

105. Wells, S. A. Two-Dimensional, Steady-State, Modeling of Cake Filtration in a Laterally Unconfined Domain Text. / S. A. Wells. Fluid/Particle Separation Journal. - 1991.-Vol. 4. - №2.-P. 107-116.

106. Галкин, Ю. А. Физико-химические и фильтрационные свойства осадков окалиномаслосодержащих сточных вод Текст.: автореф. дис. . канд. хим. наук: 02.00.04 / Галкин Юрий Анатольевич. Свердловск, 1988. -20 с. - Библиогр.: с. 19-20.

107. Бродский, В. 3. Таблицы планов эксперимента для факторных и полиномиальных моделей Текст. / В. 3. Бродский, JI. И. Бродский, Т. И. Голиков [и др.]. М.: Металлургия, 1982. - 752 с. - Библиогр.: с. 749. -6200 экз.

108. Гринин, А. С. Математическое моделирование в экологии: учебное пособие для вузов Текст. / А. С. Гринин, Н. А. Орехов, В. Н. Новиков. -М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003 269 с.

109. Боровиков, В. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере Текст. / В. Боровиков. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2003 - 688 с.

110. Терещук, А. И. Исследование и переработка осадков сточных вод Текст. / А. И. Терещук. Львов: Вища шк. Изд-во при Львов, ун-те, 1988- 148 с.

111. Broekaert, J. А. С. Analytical Atomic Spectrometry with Flames and Plasmas Text. / J. A. C. Broekaert. 2nd edition. - Wiley-VCH, 2005. - 432 p. -ISBN 978-3-527-31282-5.

112. Иванов, В. В. Характеристика осадка промышленно-ливневого стока Москвы Текст. / В. В. Иванов, А. В. Кочуров, В. С. Юсфин [и др.]. Водоснабжение и санитарная техника. - 1997. - № 9. - С.8-10.

113. Keren, R. The Role of Edge Surfaces in flocculation of 2:1 Clay Minerals Text. / R. Keren, D. L. Sparks. Soil. Sci. Soc. Am. J. - 1995. - Vol, 59. -P. 430-435.

114. Wakeman, R. Solid / liquid separation: scale-up of industrial equipment Text. / R. Wakeman, E. Tarleton. 1st. ed. - UK: Elsevier Ltd., 2005. - 471 p.-ISBN 1-8561-74204.1 с л IU4

115. Nelson, М. D. Operation of Municipal Wastewater Treatment Plants Text.: Manual of Practice №11. Volume III. Solids Processes / M. D. Nelson. 6th edition. - New York: McGraw-Hill, 2008. - 660 p. - ISBN 978-0-07-1543675.

116. Sutherland, K. Filter and filtration handbook Text. / K. Sutherland. 5th ed. - UK: Elsevier Ltd., 2008. - 536 p. - ISBN 978-1-8561-7464-0.

117. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения Текст. -Введ. 1986-07-01 М.: ФГУП ЦПП, 2006. - 87 с.

118. Проектирование установок с фильтр-прессами для обезвоживания осадков сточных вод Текст. М.: Стройиздат, 1990. - 24 с. - (Справ, пособие к СНиП 2.04.03-85).

119. Проектирование сооружений для обезвоживания осадков станций очистки природных вод Текст. М.: Стройиздат, - 24 с. - (Справ, пособие к СНиП 2.04.02-84).

120. Справочник базовых цен на проектные работы для строительства "Объекты водоснабжения и канализации" Текст. Введ. 2008-04-24. - М.: Рострой, 2008 - 58 с.

121. Королева, М. А. Сметное нормирование в строительстве Текст.: учебное пособие / М. А. Королева. 2-е изд., доп. и перераб. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. - 334 с. - ISBN 5-321-00388-2.

122. Рекомендации по расчету сравнительной экономической эффективности научно-исследовательских разработок в области очистки сточных вод и обработки осадков Текст. М.: ВНИИ ВОДГЕО, 1987. - 342 с.1 /ГС 1UJ