УДК 556.18:628.16
DOI 10.35776/VST.2024.10.01

Герасимов М. М., Свердликов А. А., Беляк А. А., Смирнов А. Д., Николенко И. В., Сафонов А. Н., Копачевский А. М.

Оценка возможности использования части стока реки Салгир для обеспечения водной безопасности Крыма

Аннотация

Разработан, смонтирован и введен в эксплуатацию пилотный комплекс для испытаний технологий очистки воды реки Салгир. Представлены результаты испытаний как проектной технологической схемы водоочистных сооружений Межгорного гидроузла Республики Крым, так и нескольких предлагаемых модернизированных схем, включающих применение сорбентов и окислителей, на пилотном испытательном комп­лексе на реальной воде водоисточника. Обеспечить необходимую эффективность очистки воды по перманганатной окисляемости и нормированные значения бихроматной окисляемости удалось в технологической схеме при двукратном дозировании порошкообразного активного угля в сочетании с окислителем – перекисью водорода. Подтверж­дена возможность использования реки Салгир как источника водоснабжения населения Республики Крым.

Ключевые слова

УДК 556.531
DOI 10.35776/VST.2024.10.02

Мирасбеков Рахман, Ялалетдинова А. В., Ялалетдинов Р. Ф., Важдаев К. В., Аллабердин А. Б., Юсупов А. М.

Моделирование временных изменений цветности воды водоисточника

Аннотация

Проведена обработка временных рядов цветности воды в створе поверхностного водозабора за 28-летний период (1994–2021 годы). Полученные результаты сравнивали с результатами проведенного ранее исследования за 18 лет (1997–2014 годы). Определены новые закономерности изменения цветности воды (28 лет), которые отличаются от проведенных ранее исследований (18 лет). Определено, что внутригодовые сезонные изменения цветности воды, отмеченные ранее (18 лет), сохраняются и в периоде за 28 лет, однако значения этого показателя для одних и тех же месяцев отличаются. Установлено, что среднегодовые значения показателя изменяются стохастически; в реке отмечаются периоды снижения цветности воды (1998–2009 годы, 2016–2021 годы), а также периоды, когда значения показателя растут (1995–1998 годы, 2009–2015 годы). Выявлено, что тенденция снижения значений показателя продолжается и в новом периоде (28 лет), однако происходит медленнее по сравнению с 18-летним периодом. По-видимому, тенденция увеличения значений цветности воды в период 2009–2015 годов оказывает некоторое влияние на уравнение тренда всего периода, а также на изменение вклада компонент временного ряда по сравнению с 18-летним периодом. Анализом временных рядов (построение аддитивной модели со среднегодовым методом сглаживания) установлено, что для 28-летнего периода вклад в значения цветности воды сезонной величины снизился и составил более 49,6%. Также выявлено довольно значимое увеличение вклада случайной величины (с 27,8 до 46,2%). Анализ и сравнение различных периодов (1998–2009, 2009–2015 и 2016–2021 годы) указывает, что качество воды водоисточника по цветности формируется под влиянием разных факторов. Увеличение вкладов сезонной и случайной компонент приводит к росту или снижению значений показателя. Дифференцирование годового цикла водоисточника на периоды, которым присущи схожие тенденции изменения цветности воды, выявило различия во временных рамках по сравнению с 18-летним периодом. Это может быть свидетельством того, что, помимо природных факторов, на цветность воды может оказываться влияние и со стороны городской агломерации.

Ключевые слова

мониторинг качества воды , временной ряд , аддитивная модель , цветность воды , поверхностный водозабор , сезонная компонента , случайная компонента , среднегодовой метод сглаживания , тренд-циклическая компонента

УДК 620.92:697.3:621.577
DOI 10.35776/VST.2024.10.03

Хабиров Ю. М., Соловьев Р. А., Хамидуллин И. С.

Оценка возможности использования тепловой энергии сточных вод для обеспечения собственных нужд очистных сооружений

Аннотация

На примере очистных сооружений канализации села Маячный городского округа Кумертау (Республика Башкортостан) изучена возможность использования тепловой энергии очищенных сточных вод для подогрева поступающих сточных вод с целью интенсификации процесса биологической очистки, а также для теплоснабжения зданий. Рассмотрена схема рекуперации тепла с передачей тепловой энергии для подогрева сточных вод в резервуаре-усреднителе с помощью поверхностного нагревателя «рубашка», монтируемого внутри резервуара трубного регистра или в теплообменнике «труба в трубе», установленного после резервуара. Определена необходимая теплопроизводительность теплонасосной установки, рассчитаны конструктивные параметры различных теплообменных установок. Выявлены технические ограничения, затрудняющие использование теплообменника «труба в трубе» и трубных регистров. Показана возможность нагрева поступающих сточных вод до 18–25 °C.

Ключевые слова

сточные воды , экология , тепловой насос , энергетическая эффективность , ресурсосбережение , вторичная тепловая энергия , рекуперация

УДК 621.671:532.528
DOI 10.35776/VST.2024.10.04

Баранчикова Н. И., Епифанов С. П., Кульков В. Н.

Расчет параметров кавитации центробежных насосов

Аннотация

Эффективная продолжительная эксплуатация насосных установок с центробежными насосами связана во многом с их работой без кавитации. Обеспечить работу насосов без кавитации на стадии проектирования и эксплуатации можно только на основании корректно выполненных расчетов кавитационных параметров. Сравнивая их с требуемыми парамет­рами, можно формировать необходимые режимы функционирования насосных установок. Особое внимание требуется уделять насосным установкам с частотными преобразователями, так как пересчет кавитационных характеристик при изменении частоты вращения рабочего колеса по имеющейся одной заводской характеристике далеко не всегда позволяет получить адекватную измененную кавитационную характеристику. Поэтому для крупных насосов и при достаточно малом кавитационном запасе предложена методика пересчета кавитационных характеристик, использующих две базовые кавитационные характеристики насоса. При использовании насоса со срезанным рабочим колесом необходимо использовать кавитационную характеристику для обрезанного колеса, которая зачастую несколько выше характеристики для номинального рабочего колеса. Еще одним фактором, который следует принимать во внимание во избежание кавитации в насосах, является учет газовой кавитации при определении имеющегося кавитационного запаса. Приведена широко использующаяся в зарубежной практике методика пересчета имеющегося допустимого кавитационного запаса на фактический, учитывающий наличие газовой кавитации.

Ключевые слова

центробежный насос , требуемый кавитационный запас NPSH , паровая кавитация , газовая кавитация , напорно-расходная характеристика насоса , кавитационная характеристика , рабочее колесо насоса , срезка рабочего колеса насоса

УДК 628.355.2:631.461.2
DOI 10.35776/VST.2024.10.05

Ван Вайцэ, Макарова С. В.

Влияние температуры на процессы нитрификации в активном иле

Аннотация

Температура является важным фактором, влияющим на эффективность биологического удаления азота активным илом на очистных сооружениях. В экспериментах использовался лабораторный SBR-реактор, активный ил для культивирования был получен из аэротенков городских очистных сооружений. Для определения таксономического состава бактерий активного ила использовался метод высокопроизводительного секвенирования участка ДНК, кодирующего 16S рРНК. Скорость нитрификации определялась при температуре воды 1, 5, 8, 11, 17, 19 и 21°С. Установлено, что в активном иле присутствовали нитрифицирующие бактерии Nitrosomonas spp. и Nitrospira spp., относительная численность которых составляла 0,07% и 0,34% соответственно. Максимальная скорость нитрификации наблюдалась при 21°C и составляла 4,3 мг N–NO₃ на 1г беззольного вещества активного ила в час. Скорость нитрификации уменьшалась с понижением температуры и при 1°C составила 0,3 мг/(г·ч) по N–NO₃. Результаты исследования могут быть использованы в качестве теоретической основы для оптимизации эксплуатации очистных сооружений в районах с низкими температурами для повышения эффективности удаления азота из сточных вод.

Ключевые слова

сточные воды , нитрификация , активный ил , температура , биологическое удаление азота

УДК 628.1/.3:006.052
DOI 10.35776/VST.2024.10.06

Орлов В. А., Примин О. Г.

Оценка воздушной и водной сред в безнапорных водоотводящих сетях и мероприятия по снижению уровня запахов и газообразования

Аннотация

Одной из глобальных проблем городского хозяйства является обеспечение комфортности проживания людей, где наибольшее внимание должно уделяться таким аспектам, как чистота воды и воздуха. Изучению и оценке подлежит нормативно-техническая документация по анализу городской воздушной среды и сточных вод, транспортируемых по самотечным водоотводящим сетям, в подсводном пространстве которых наблюдается наличие дурнопахнущих газов. Рассмотрены источники загрязнения вредными для здоровья человека запахами, являющимися результатом протекания интенсивных биохимических процессов в безнапорных сетях, а также проанализированы меро­приятия, позволяющие снизить или ликвидировать пагубные последствия вредных для здоровья человека газов. Проведен аналитический обзор результатов потенциального анализа проб сточной воды и воздуха, содержащегося в подсводном пространстве водоотводящих сетей. Отмечено, что некоторые виды микроорганизмов, находящихся в замкнутом воздушном пространстве канализационных колодцев, способны оказывать негативное воздействие на человеческий организм, что представляет угрозу здоровью обслуживающему персоналу водоотводящих сетей при проведении им работ в колодцах без средств индивидуальной защиты дыхательных путей. Рассмотрены химические, механические и гидродинамические методы нейтрализации веществ, провоцирующих появление запахов.

Ключевые слова

безнапорный водоотводящий трубопровод , микрофлора воздуха , загрязненность воды , дурнопахнущие и токсичные вещества , нейтрализация запахов

УДК 628.2:621.644.073
DOI 10.35776/VST.2024.10.07

Захаров Ю. С.

Классификация трубопроводов самотечных систем водоотведения при восстановлении с использованием гибких полимерных рукавов

Аннотация

Одним из динамично развивающихся направлений строи­тельной отрасли с начала девяностых годов прошлого века является восстановление поврежденных подземных трубопроводов с использованием технологий «труба в трубе». Восстановленный трубопровод должен соответствовать требованиям, предъявляемым к новым трубопроводам, т. е. быть герметичным, экологически безопасным и безо­пасным в эксплуатации, устойчивым к статическим нагрузкам, к транспортируемым сточным водам, к истиранию и нагрузкам при струйной водной очистке. На основании статического расчета, выполняемого при выборе параметров новой трубы для восстановления трубопровода, следует подтвердить несущую способность, пригодность к эксплуатации и статическую устойчивость трубопровода после выполнения восстановительных работ, а также, при необходимости, невозможность обрушения (провала) грунта. Четкое определение необходимой толщины стенки новой полимерной трубы, выбор подходящей технологии для восстановления трубопровода и срок его службы после восстановления во многом зависят от правильной классификации восстанавливаемого трубопровода. Поэтому для качественного выполнения статического расчета, минимизации ошибок при выборе конструкции и параметров гибкого полимерного рукава, а также для обеспечения длительной безаварийной эксплуатации системы «новая труба – трубопровод – грунт» следует тщательно проводить визуальное обследование восстанавливаемого трубопровода в соответствии с приведенной в статье классификацией.

Ключевые слова

трубопровод , система водоотведения , восстановление , гибкий полимерный рукав , статические расчеты

УДК 697.9:614.481.33
DOI 10.35776/VST.2024.10.08

Райзер Ю. С., Гатауллина А. Р., Абдуллин З. З.

Исследование пределов огнестойкости противопожарных клапанов системы вентиляции

Аннотация

Рассмотрены результаты испытаний противопожарных клапанов торговой марки «Vertro»: KZО-2-60-800×800-O-S220-T-KR, типа KZО-2-60-O, KZО-2-90-800×800-O-S220-T-МC-KR, типа KZО-2-90-O и KZО-2-120-800×800-O-М220-T-KR, типа KZО-2-120-O на соответствие заявленному пределу огнестойкости. Противопожарные (огнезадерживающие) клапаны предназначены для перекрытия вентиляционных каналов с целью прекращения дальнейшего распространения огня, притока свежего воздуха к очагам возгорания, а также удаления дыма и других продуктов горения. Все три клапана нормально открытые, однокассетные с одной заслонкой, канальные, с приводом, расположенным снаружи. Корпус клапана изготавливается из оцинкованной стали. По периметру заслонки расположен термоактивный уплотнитель, который расширяется под действием высоких температур, обеспечивая герметичность клапана. Заслонка выполнена из огнестойкого стекломагнезита. В зависимости от предела огнестойкости применяется заслонка разной толщины. По результатам испытаний подтверждено, что клапаны соответствуют заявленному производителем пределу огнестойкости.

Ключевые слова

система вентиляции , противопожарный клапан , предел огнестойкости , дымоудаление