DOI 10.35776/VST.2023.04.01

ПАВЛИНОВА И. И., Орлов Е. В., Шипков О. И., Синянский И. А., Шелапутина Н. А.

С. В. Яковлев и НИИ ВОДГЕО: годы плодотворной работы

УДК 628.16
DOI 10.35776/VST.2023.04.02

Александров Р. А., Каграманов Г. Г., Лагунцов Н. И.

Разработка блока предварительной подготовки воды для гибридной реагентно-мембранной системы очистки

Аннотация

В настоящее время актуальной задачей является разработка и модернизация методов предварительной подготовки воды в установках мембранной очистки. Цель данной работы – разработка и исследование малогабаритного блока предварительной подготовки воды на основе реагентного метода для очистки сильнозагрязненных вод с высокой эффективностью по степени очистки, расходу реагентов и энергозатратам. Разработан блок предварительной подготовки воды на основе устройства дозирования и смешения реагентов, включающего струйные гидродинамические смесители – эжекторы. Устройство позволяет дозировать растворы реа­гентов в широком диапазоне значений коэффициентов инжекции и обеспечивает повышение степени очистки от солей жесткости и тяжелых металлов более чем на 20%, а от нефтепродуктов – на 8% по сравнению со стандартным перемешиванием лопастной мешалкой (120 об/мин) за счет реализации массообмена в интенсивном гидродинамическом поле при Re >> Reкр. Разработан и исследован гиб­ридный алюмокремниевый реагент, позволивший более чем на порядок (до 0,02–0,05 мг/л) снизить концентрацию токсичного остаточного алюминия в очищенной воде по сравнению с другими алюмосодержащими реагентами за счет образования мезопористых алюмокремниевых структур, обладающих эффектом объемной сорбции в диапазоне pH 6–8. Создан экспериментальный образец мобильной установки для очистки воды с блоком предварительной реа­гентной подготовки и мембранной доочистки на основе технологии микрофильтрации с использованием мембраны из пористого карбида титана и технологии низконапорного обратного осмоса с использованием мембраны, выполненной из тонкопленочного полиамидного композита. Показано, что использование блока предварительной подготовки приводит к повышению производительности устройства микрофильтрации до 3,7 раза при очистке воды от нефтепродуктов и солей жесткости и до 4,3 раза при очистке от тяжелых металлов (медь). Также показано, что разработанный образец мобильной установки обеспечивает заданную степень очистки сильнозагрязненных сточных вод по основным загрязнителям при минимальных среди аналогов удельных энергозатратах – 2,57 кВт·ч/м³.

Ключевые слова

мобильная установка , реагентная очистка , микрофильтрация , очистка воды , гибридная система , предварительная подготовка , мембранные методы , низконапорный обратный осмос

УДК 628.11/.12:658.26:004.02
DOI 10.35776/VST.2023.04.03

Баранчикова Н. И., Епифанов С. П., Дытте А. Г.

Гидравлический расчет групповых водозаборов из подземных скважин, оборудованных насосами с частотными преобразователями

Аннотация

Применение частотных преобразователей на групповых водозаборах из подземных источников в системах водоснабжения направлено на экономию электроэнергии, организацию эффективных режимов, повышение технологичности управления, однако без достаточного обоснования не всегда приводит к желаемому результату. Одной из причин этого является отсутствие расчета с помощью эффективной математической модели, описывающей движение воды в водоносных горизонтах, скважинах, водоподъемных трубах и сборных коллекторах с учетом всех необходимых ограничений, в том числе на параметры режима при использовании частотных преобразователей на части или на всех погружных насосах. Модель представлена в виде задачи оптимизации, в которой целевая функция является суммарной потребляемой мощностью всеми погружными насосами, участвующими в работе. Предлагаемая оптимизационная модель позволяет описывать режимы функционирования групповых водозаборов от границы контура питания водозабора до резервуаров. Все ограничения задачи оптимизации можно разделить на три непересекающиеся группы: балансовые, технологические и режимные. Вычислив расходы электроэнергии по всем значимым режимам в течение года и сравнив их с затратами при существующих режимах без использования частотных преобразователей, можно сделать обоснованный вывод о целесообразности применения частотного электропривода, в том числе на один или несколько погружных насосов. Предложенная модель позволяет осуществлять организацию не только эффективных, но и технологически допустимых режимов.

Ключевые слова

преобразователь частоты , водозаборная скважина , водоносный пласт , погружной насос , пьезометрический напор , задача потокораспределения , задача оптимизации , потребляемая мощность , групповой водозабор

УДК 628.28
DOI 10.35776/VST.2023.04.04

Маслов А. А.

Надежные перекрытия для больших коллекторов

Аннотация

Одним из важнейших мероприятий для успешного проведения ремонтных работ является надежная блокировка трубопровода на период их проведения. Использование для этих задач пневматических заглушающих перекрытий LAMPE на канализационных сетях большого диаметра показало их высокую эффективность. Перекрытия LAMPE принципиально отличаются от резиновых заглушек материалом, из которого они изготовлены, и применяемыми при их производстве технологиями. В результате они легче, без затруднений проходят через обычный люк, не требуют дополнительной блокировки, ремонтопригодны, имеют неограниченный срок службы. Все перечисленные преимущества позволяют быстро и надежно перекрыть аварийный участок трубопровода на время проведения ремонтных работ и, обеспечив их абсолютную безопасность, существенно сократить сроки ликвидации
аварии.

Ключевые слова

трубопровод , канализационная сеть , пневматическое заглушающее перекрытие LAMPE , пневмоподъемник LAMPE

УДК 628.212.2
DOI 10.35776/VST.2023.04.05

Греков М. А., Елагин С. В., Козинец Г. Л., Чечевичкин В. Н., Леонов Л. В., Клоков А. И., Чечевичкин А. В., Якунин Л. А.

Опыт всесезонного применения фильтра ФОПС^®-К для удаления мусора из поверхностного стока селитебной территории

Аннотация

На селитебных территориях, являющихся местом проживания и разнообразной деятельности населения, образуется значительное количество твердых материалов различного происхождения и дисперсности, которые могут быть определены как мусор (или городской смёт – для дорог). При взаимодействии с атмосферными осадками этот мусор попадает в централизованные системы водоотведения, что нарушает их работу («Правила холодного водоснабжения и водоотведения»). Для решения данной проблемы были проведены экспериментальные исследования по оценке возможностей удаления мусора из поверхностного стока с помощью фильтра ФОПС^®-К (корзинного типа). В качестве экспериментальной селитебной территории, на которую поступал мусор биологического, антропогенного и техногенного происхождения, была выбрана площадка кампуса университета. Результаты тестовых испытаний фильтра ФОПС^®-К в течение двух циклов (каждый по 12 месяцев) показали, что его применение обеспечивает очистку поверхностного стока не только от крупного мусора, но и от значительной части песка (3/4 сухой общей массы) до размера исключения 0,04 мм. Установлено, что все компоненты мусора, соб­ранные фильтром, содержат нефтепродукты в количестве 3–66,3 г/кг. В процессе испытаний удаление мусора из фильт­ра ФОПС^®-К проводилось периодически (один раз в 3 месяца).

Ключевые слова

поверхностный сток , селитебная территория , фильтр ФОПС , удаление мусора

УДК 628.381:006.3:349.6
DOI 10.35776/VST.2023.04.06

Самбурский Г. А., Шкаредо В. А., Эпштейн А. Д., Максимова А. С.

Осадки сточных вод: вторичное сырье или побочные продукты?

Аннотация

Анализируются вопросы развития нормативного регулирования обращения с осадками сточных вод. Даются рекомендации для организаций водопроводно-канализационного хозяйства по отнесению прошедших обработку осадков сточных вод к побочному продукту производства или к вторичному ресурсу. Отмечается, что анонсированный Минприроды России переход к экономике замкнутого цикла требует развития нормативно-правовой базы, однако паспорт федерального проекта «Экономика замкнутого цикла» и презентационные материалы Минэкономразвития РФ и публично-правовой компании «Российский экологический оператор» ограничивают вопросы экономики замкнутого цикла исключительно задачами в сфере обращения с отходами, что несет в себе высокие риски значительных издержек, связанных с признанием осадков сточных вод отходом. Введение новых, нормативно закреп­ленных понятий «вторичное сырье» и «побочный продукт производства» должно сыграть решающую роль в развитии регулирования процессов обращения с осадками сточных вод и вовлечения их в хозяйственную деятельность в качестве товаров.

Ключевые слова

осадки сточных вод , экономика замкнутого цикла , вторичное сырье , побочный продукт производства

УДК 628.221
DOI 10.35776/VST.2023.04.07

Волков С. Н., Лукьянчук М. Ю., Житенев А. И., Кузьмин В. А., Рублевская О. Н., Гвоздев В. А., Ерофеев В. В., Костенко И. Г., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Сенюкович М. А.

Методы и результаты оценки параметров расчетных дождей для систем водоотведения поверхностного стока Санкт-Петербурга Часть 2. Для гидравлических расчетов при моделировании

Аннотация

Системы водоотведения поверхностного стока городов необходимо адаптировать к условиям изменившегося климата с учетом местных условий и особенностей схемных решений. В соответствии с мировой практикой одним из этапов перечня работ данного направления является обоснование расчетных параметров дождей для рассматриваемого климатического района. При этом для решения проектных задач достаточно корректировки нормативных климатических параметров. Но для решения задач, связанных с обос­нованием решений по реконструкции систем водоотведения с применением расчетных моделей, необходимо обос­нование профилей расчетных дождей, представляющих собой графики изменения во времени их интенсивностей. При обосновании таких профилей учитывались следующие требования: учет максимального 10-минутного количества атмосферных осадков, способного создавать подтопления на сетях водоотведения; учет аккумулирующего количества атмосферных осадков за 1 час, способного создавать подтопления на тоннельных канализационных коллекторах. Установлено, что при таких требованиях изменение интенсивности дождя во времени, представляющее профиль расчетного дождя, может быть выражено в виде непрерывной аналитической функции с двумя параметрами: i₀ – мгновенной максимальной интенсивностью дождя (мм/ч) и эмпирическим параметром φ (мин^–1). Экспериментально определено, что для Санкт-Петербурга, например, при периоде повторяемости р = 1 год φ = 0,1837 мин^–1, i₀ = 40,21924 мм/ч.

Ключевые слова

системы водоотведения поверхностного стока , подтопления , адаптационные мероприятия , расчетные параметры дождей , профили дождей