|
Номер 12 / 2014
Скачать весь номер в формате PDF (читать с помощью Adobe Acrobat Reader)Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку
Содержание номера (pdf) (doc)
Реферат номера (doc)
Списки литературы к статьям (doc)
Указатель статей (doc, pdf), опубликованных в журнале "Водоснабжение и санитарная техника" в 2014г.
|
bbk 000000
УДК 628.14:62-523
Агеев М. К.
Современные направления оптимизации систем водоснабжения
(обзор)
Аннотация
Рассмотрены основные аспекты внедрения SCADA-системы для автоматизированного управления процессами водоотведения и водоснабжения: синхронизация программного обеспечения с уже установленными системами управления, монтаж программируемого логического контроллера, внедрение алгоритмов общесистемной оптимизации, синхронизация систем телеметрии и системы управления на сооружениях. Описаны основные технические факторы (например, когда программируемый логический контроллер и блоки RTU уже подключены к централизованной системе управления; наличие отдельных алгоритмов на уровне блока RTU), которые необходимо учитывать при принятии решения о внедрении и при проектировании автоматизированных систем управления, а также принципы управления SCADA-системой через специализированное производственное отделение. На примере компаний, внедривших SCADA-системы водоснабжения и водоотведения, дан анализ результатов в виде абсолютных и относительных показателей. На некоторых насосных станциях компании EBMUD производительность была повышена более чем на 27%. Компания WSSC в первую неделю использования отметила экономию порядка 400 долл. в день только на одной насосной станции. Во вторую неделю эта сумма выросла до 570 долл. в день, а в третью неделю она превысила 1000 долл. в день. Аналогичные эффекты были достигнуты еще на 17 насосных станциях. Таким образом, SCADA-системы способствуют достижению финансовых выгод за счет оптимизированного и более эффективного управления процессами водоотведения и водоснабжения. Использование соответствующего опыта из зарубежной практики при реализации проектов в России является эффективным решением.
Ключевые слова
автоматизированная система управления , водоснабжение и водоотведение , SCADA-система , управление предприятием , автоматизированный учет
|
bbk 000000
УДК 628.16:546.(72+711)
Аскерния А. А., Сорокина А. Ю., Дубинина Г. А.
Микробиологические аспекты процессов обезжелезивания и деманганации природных подземных вод
Аннотация
Цель настоящей работы состояла в выяснении роли микроорганизмов, участвующих в трансформации соединений железа и марганца, в техногенных системах подготовки питьевой воды. Исследования проводились на станциях водоподготовки Новоуренгойского газохимического комплекса и в поселке Южный г. Барнаула. На различных этапах водоподготовки наряду с исследованием состава бактериальных сообществ и численности различных физиологических и таксономических групп микроорганизмов, осуществляющих разнонаправленные процессы окисления и восстановления соединений Fe и Mn, одновременно проводился анализ физико-химических параметров исследуемой воды (концентрации O2, CO2, CH4, NH3, растворимых форм Fe2+ и Mn2+, pH, температуры, окисляемости) с учетом сезонности наблюдений. Показано, что при эксплуатации одноступенчатой системы очистки воды фильтры, загруженные инертным фильтрующим материалом, функционируют в качестве биофильтров, и трансформация соединений Fe и Mn в техногенных системах водоподготовки обусловлена деятельностью микроорганизмов. Осаждаемые формы оксидов Fe и Mn представлены исключительно биогенными (бактериальными) структурами железо- и марганецокисляющих бактерий. Последние в зависимости от физико-химических условий представлены преимущественно представителями рода Gallionella (Новоуренгойский комплекс водоочистки) либо нитчатыми железобактериями Crenothrix и одноклеточными бактериями Siderocapsa – Arthrobacter. Эффективность метода биологического обезжелезивания и деманганации подземных вод при их одноступенчатой обработке определяется физико-химическими и микробиологическими свойствами исходной воды и зависит от условий, необходимых для развития микроорганизмов, которые обеспечиваются правильным выбором технологического оборудования и режимами его эксплуатации.
Ключевые слова
подземные воды , одноступенчатое обезжелезивание и деманганация , автотрофные железобактерии , гетеротрофные микроорганизмы
|
bbk 000000
УДК 628.171.001.24
Новицкая О. С., Ткачук А. А.
Влияние избыточных напоров воды на величину общего водопотребления населения
Аннотация
Приведена структура общего водопотребления и потерь воды в жилых зданиях. Рассмотрены основные факторы, которые влияют на их формирование. Учтено, что разборы воды формируются не только как полезное водопотребление, которое характеризирует действительную потребность в воде, но и как потери, состоящие из нерациональных расходов, непроизводительных потерь через арматуру и утечек воды. Показано, что полезное водопотребление связано с природными и физиологическими аспектами, нерациональное водопотребление обусловлено социально-экономическими условиями, непроизводительные расходы воды формируются в большей степени под влиянием технических факторов, а утечки воды – временны’х. Приведены полученные в результате натурных исследований зависимости расходов воды от величин напоров, в которых учитывается увеличение водопотребления за счет утечек и непроизводительных расходов в жилом секторе. На их основании в качестве примеров приведены расчеты непроизводительных расходов и утечек воды в жилом фонде за счет избыточных напоров для разных режимов разбора воды и в среднем за сутки. Установлено, что наибольшее значение непроизводительных расходов наблюдается для максимального режима разбора воды, наименьшее – для ночного (в процентном соотношении), а для утечек воды – наоборот. Среднесуточные потери воды в здании, рассчитанные с учетом потерь воды за счет избыточных напоров на каждом этаже, составляют до 40%. Учет зависимостей расходов в сети за счет избыточных напоров позволяет приблизить расчетные пьезометрические напоры в сети к фактическим значениям и повысить эффективность оптимизационных мероприятий.
Ключевые слова
водосбережение , избыточный напор , утечки воды , полезное водопотребление , нерациональные и непроизводительные расходы воды
|
bbk 000000
УДК 628.112.24
Ивашечкин В. В.
Долговечные скважины со встроенными системами зафильтровой регенерации
Аннотация
Приведены результаты исследований долговечности 224 вышедших из строя скважин 11 подземных водозаборов г. Минска. Показано, что средний срок службы скважин типовых конструкций составляет 18–22 года, а основными причинами их выхода из строя являются пескование и остаточный кольматаж, не удаляемый обычными ремонтными мероприятиями, проводимыми изнутри фильтров. Представлена новая конструкция водозаборной скважины, оснащенной системой зафильтровой регенерации, состоящей из 4–5 полиэтиленовых закачных трубок (пьезометров). Трубки имеют перфорацию напротив фильтра скважины и выведены на ее устье, смонтированы в затрубном пространстве скважины на внешнем контуре гравийной обсыпки. Предложены технологические схемы реагентной и безреагентной промывки скважин. Показано, что симметричное расположение трубок позволяет осуществлять радиально направленное движение промывного потока в обсыпке при одновременной работе эрлифта или насоса, смонтированного в фильтровой колонне. Рассмотрена технология сооружения скважины. Приведены результаты натурных испытаний системы зафильтровой регенерации новой скважины в режиме гидродинамической промывки гравийной обсыпки от остатков бурового раствора и шлама. Предлагаемая конструкция водозаборной скважины с гравийным фильтром отличается повышенной ремонтопригодностью, простотой и может быть рекомендована для добычи подземных вод из рыхлых водовмещающих пород.
Ключевые слова
водозаборная скважина , гравийный фильтр , зафильтровая регенерация , закачная трубка , прифильтровая зона
|
bbk 000000
УДК 628.16.067.1
Филатов А. И.
Способ расчета трубчато-пористых дренажей скорых фильтров
Аннотация
В последние годы специалисты водопроводных станций уделяют большое внимание дренажным системам пористого типа для скорых фильтров. В конструкциях такого типа исключены недостатки дренажей с поддерживающими слоями гравия, из которых наиболее существенным является смещение гравийных слоев и в связи с этим необходимость частой перегрузки фильтров (обычно каждые 3–5 лет). Изложен способ и приведены основные формулы для расчета дренажей трубчато-пористого типа. В силу специфики конструкции расчет трубчато-пористого дренажа имеет существенные отличия от расчета широко применяемых трубчатых перфорированных дренажей большого сопротивления с поддерживающими слоями гравия. В последних потери напора, необходимые для равномерной промывки фильтра, происходят в одну ступень – в отверстиях дренажа. В трубчато-пористой конструкции напор последовательно теряется либо в две ступени – в отверстиях и наружном пористом слое, либо в три ступени – в верхних отверстиях дрен, внутреннем пористом слое, нижних отверстиях дрен. Сумма потерь напора в указанных двух или трех ступенях должна обеспечивать 95-процентную степень равномерности промывки фильтра.
Ключевые слова
водопроводная станция , скорый фильтр , потери напора , трубчато-пористый дренаж , равномерность промывки
|
bbk 000000
УДК 628.356
Березин С. Е., Овсейчук Б. В., Устюжанин А. В.
Регулирование подачи воздуха при очистке сточных вод
Аннотация
Энергозатраты на обработку и транспортировку 1 м3 питьевой воды и сточных вод в России в разы выше, а капиталовложения в разы ниже, чем в развитых странах. Этот факт определяет целесообразность инвестирования в объекты водопроводно-канализационного хозяйства с наибольшим потенциалом энергосбережения. Таким потенциалом обладает управление работой энергоемких агрегатов в соответствии с суточными и сезонными изменениями количества потребляемой воды и отводимых стоков. До 50% электроэнергии, затрачиваемой в системе водоотведения, приходится на воздуходувное оборудование. Регулирование его работы снижает энергопотребление на 35%. Управление подачей воздуха является экономически выгодным мероприятием и по энергосбережению, и по окупаемости инвестиций в сфере водоотведения. Рассмотрены три основных способа регулирования количества воздуха на аэрацию: дросселирование перед входным патрубком воздуходувки заслонкой; изменение скорости вращения вала частотно-регулируемым приводом; изменение угла атаки потока воздуха до и после рабочего колеса поворотными лопатками, смонтированными внутри воздуходувки. Для сравнения, в Германии, например, управляемые воздуходувки применяются на 390 станциях аэрации в 145 городах. В России же, где 297 городов с населением более 50 тысяч человек, они используются лишь на 15–20 очистных сооружениях. Зато низкоэффективное регулирование канализационных насосов в РФ применяется чаще, чем в энергосберегающих странах. В мировой практике применение управляемых воздуходувок взамен обычных окупалось за 2–4 года на многих объектах.
Ключевые слова
сточные воды , аэрация , насосная станция , водопроводно-канализационное хозяйство , частотно-регулируемый электропривод , воздуходувка
|
bbk 000000
УДК 628.35:661.5
Стрельцов С. А., Николаев Ю. А., Грачев Владимир Анатольевич, Асеева В. Г., Михайлова Ю. В.
Повышение эффективности очистки сточных вод методом обогащения активного ила нитрифицирующими бактериями
Аннотация
Содержание аммония в очищенной воде является одним из важнейших показателей эффективности биологической очистки сточных вод. Окисление аммония до нитратов (нитрификация) осуществляется бактериями-нитрификаторами, характеризующимися низкой скоростью роста и высокой чувствительностью к некоторым неблагоприятным технологическим факторам (например, низкой концентрации кислорода, токсикантам). Для стабилизации количества бактерий-нитрификаторов, увеличения их активности в биореакторах с активным илом и повышения эффективности удаления соединений азота из сточных вод используют различные технологические приемы. Одним из них является биоаугментация (внесение необходимых микроорганизмов или создание условий для их развития с целью увеличения специфической активности биосистемы, например, активного ила). В Инженерно-технологическом центре АО «Мосводоканал» изучена эффективность процесса нитрификации в установке, работающей по технологической схеме Кейптаунского университета (UCT), в комбинации с дополнительным реактором-биоаугментатором. В реакторе происходит обогащение активного ила нитрифицирующими бактериями. При повышенных нагрузках по аммонию, которые моделировали добавлением жидкой фазы сброженного осадка, основная технологическая линия не обеспечивала удаление аммония до нормативов ПДК загрязняющих веществ в воде водоемов рыбохозяйственного значения. Использование реактора-биоаугментатора позволило снизить концентрацию аммония (N–NH4) с 40–50 до 0,4 мг/л. При этом устойчивость нитрифицирующих бактерий активного ила к токсикантам (тиомочевине) не возрастала. Однако в присутствии реактора-биоаугментатора ингибирующий эффект несколько ослабевал.
Ключевые слова
сточные воды , биологическая очистка , нитрификация , биоаугментация , схема Кейптаунского университета , реактор-биоаугментатор
|
bbk 000000
УДК 628.147.2
Кармазинов Ф. В., Мельник Е. А., Ипатко М. Н., Ильин Ю. А., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю.
Методика оценки экономической эффективности систем подачи воды с насосными станциями, оборудованными резервуарами
Аннотация
Представлена методика оценки экономической эффективности систем подачи воды с насосными станциями, оборудованными резервуарами, позволяющая на стадии реконструкции оптимизировать транспортные системы водоснабжения отдаленных районов. Для таких систем характерны: низкая энергоэффективность, вызванная потерей давления при сбросе воды, и низкая надежность сетей при работе на них через байпас, обусловленная колебанием давления. В методике учтены особенности одновременной работы двух подсистем: подсистемы трубопроводов и арматуры и подсистемы повысительной насосной станции. Обоснован выбор в качестве единого для всех подсистем критерия оптимизации в виде чистого дисконтированного расхода за жизненный цикл. Установлено, что экономическая и энергетическая эффективность инвестиционных проектов по реконструкции транспортных систем водоснабжения является функцией фактического входного давления воды в подводящих трубопроводах и зависит от инженерных мер, направленных на ее повышение. К таким мерам относится применение клапанов, регулирующих давление «после себя», мини-ГЭС и дополнительной низконапорной насосной станции. На примере повысительной насосной станции «Парнас» Санкт-Петербурга показано, что применение разработанной методики позволяет повысить показатели надежности системы подачи воды до P(t) > 0,95 при одновременном снижении чистого дисконтированного расхода за жизненный цикл на 17%. При этом в зависимости от фактического входного давления воды в подводящих трубопроводах снижение энергопотребления насосной станции изменяется от 22 до 60%.
Ключевые слова
давление , водопроводная сеть , энергоэффективность , насосная станция , регулирующий клапан
|
bbk 000000
УДК 628.334.1
Стрельцов С. А., Курятников Е. А.
Высокоэффективная конструкция сорозадерживающих решеток для очистки сточных вод
Аннотация
Надежность работы очистных сооружений городской канализации в значительной степени зависит от эффективности и надежности сорозадерживающих решеток, устанавливаемых в начале технологического потока на очистных сооружениях. При этом решетки не только выполняют функцию защиты водоочистного оборудования от засоров, но и защищают природные водные объекты-приемники очищенных сточных вод от засорения грубодисперсными примесями. Для повышения эффективности сорозадерживания предлагается использовать решетку РС. Она обладает высокой устойчивостью к механическим повреждениям от крупных включений в сточной воде, что резко сокращает аварийность и необходимость ремонтных работ. В конструкции решетки предусмотрено устройство для дополнительной очистки граблин при их обратном движении, полностью исключающее возможность обматывания граблины волокнистыми включениями в процессе работы. Оригинальный механизм натяжения приводных цепей исключает неравномерность движения граблин и возможность их перекоса. Конструкция решетки обеспечивает самоуплотнение при установке в канал, что исключает проскок непроцеженной воды между корпусом и стенками канала. За время эксплуатации решеток РС отмечено: полное отсутствие засоров фильтровального полотна; увеличение производительности решеток в 3–4 раза по сравнению с ранее эксплуатировавшимися моделями; уменьшение количества донных отложений в канале перед решетками; высокая надежность в условиях залповых поступлений волокнистых включений; сокращение энергозатрат.
Ключевые слова
очистные сооружения , сточные воды , механическая очистка , водоочистное оборудование , сорозадерживающая решетка
|
|
