Анотація до роботи:

Кравченко О.В. Застосування процесів коагуляції для інтенсифікації технології біологічного очищення стічних вод – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.21 - технологія водоочищення.- Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України, Київ, 2009.

Дисертацію присвячено дослідженню способів інтенсифікації технологій біологічного очищення стічних вод із застосуванням процесів коагуляції. Обґрунтовано перспективність та експериментально підтверджено ефективність використання для вказаних цілей високоосновних оксихлоридних коагулянтів на стадії розділення муло-водяної суміші. Доведено можливість застосування реагентів у період спухання активного мулу для нормалізації біологічного процесу очищення, а також для реабілітації спухлого мулу. Розроблено технологію інтенсивного очищення стічних вод активним мулом, який підтримується в стані спухання шляхом зменшення аеробності середовища, з подальшим розділенням муло-водяної суміші коагулянтами. Удосконалено метод інтенсифікації роботи та конструкцію аеротенків-освітлювачів за допомогою коагулянтів. Результати роботи впроваджені при реконструкції діючих станцій очищення стічних вод.

У дисертаційному дослідженні отримано нові дані щодо особливостей застосування процесів коагуляції для інтенсифікації технології біологічного очищення стічних вод, обґрунтовано та визначено оптимальні реагенти, дози і режими їх використання та розроблено ефективні методи, прийоми і конструкції, які знайшли практичне впровадження.

На підставі одержаних результатів сформульовано наступні загальні висновки.

1. Для вирішення задачі підвищення ефективності очищення стічних вод розроблено нові підходи і технологію застосування процесів коагуляції для інтенсифікації біологічного очищення стічних вод.

2. За результатами експериментів, проведених на діючих очисних станціях, визначено, що найбільш перспективним шляхом застосування процесів коагуляції для удосконалення технології біологічного очищення є інтенсифікація розділення муло-водяної суміші. Методом функціонально-вартісного аналізу встановлено доцільність використання для вищевказаних цілей вітчизняного високоосновного оксихлоридного коагулянту марки «Полвак-68». На основі розробки і аналізу математичної моделі визначено оптимальні технологічні параметри процесу. Експериментально показано, що при дозі реагенту 20 мг/дм³ він не тільки негативно не впливає на активність мулу, але й підвищує глибину очищення стічних вод за ХСК - до 90,7%, за БСК₅ - до 97,2%, за фосфатами - до 89,8%. Розроблений метод підвищення ефективності роботи очисних споруд впроваджено як один з елементів у проекті реконструкції КОС м. Чернігів.

3. Доведено, що використання коагулянтів при розділенні муло-водяної суміші дозволяє забезпечити стабільну роботу системи біологічного очищення при підвищеній дозі мулу. Так, при дозі активного мулу 4,2 г/дм³ і дозі коагулянту 35 мг/дм³ можна досягти якості очищення до 93,8% та 97,8% за ХСК та БСК₅, відповідно.

4. Показано, що використання коагулянтів, на відміну від інших методів боротьби зі спуханням активного мулу, дає можливість одразу досягти якості очищених стічних вод на рівні встановлених нормативів. Крім того, зменшення питомої поверхні мулу за рахунок дії коагулянту призводить до поступової елімінації з нього нитчастих мікроорганізмів, що узгоджується з гіпотезою дифузійної селекції. На основі досліджень розроблено метод нормалізації роботи очисних споруд при спуханні активного мулу.

5. Дослідним шляхом виявлено взаємозв’язок між причинами спухання, його основними збудниками і властивостями утвореного мулу. На підставі експериментальних даних розроблено метод очищення стічних вод, де основним біологічним агентом виступає спухлий активний мул, а розділення муло-водяної суміші проводиться за допомогою оксихлоридного коагулянту «Полвак-68». Завдяки високій біодеструктивній здатності спухлого мулу застосування методу дозволяє досягти глибокого видалення органічних сполук (понад 98% за БСК₅) при економії до 75% повітря, або забезпечити нормативну якість очищених стічних вод при збільшенні продуктивності очисних споруд на 80% та економії повітря на 55%. Метод захищено патентом України.

6. На основі аналізу отриманих даних щодо розподілення коагулянту в аеротенках-освітлювачах, розроблено спосіб інтенсифікації роботи цих споруд, визначено оптимальні режими та запропоновано відповідні конструктивні удосконалення. Експериментально доведено можливість збільшення продуктивності споруд на 60% при ефективності очищення: за завислими речовинами – 87-89%, БСК₅ - 89-90%, ХСК - 74-78%, фосфатами - 73-75%. Спосіб інтенсифікації та удосконалену конструкцію апаратів захищено патентом України.

Публікації автора:

1. Кравченко А.В. Методология составления математических моделей сооружений биологической очистки сточных вод хозяйственно-бытового стока / А.В. Кравченко // Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. – 2003, № 11. – с. 143-148.

2. Кравченко О.В. Інтенсифікація роботи аеротенків-освітлювачів з використанням оксихлоридних коагулянтів /О.В. Кравченко // Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки. Науково-технічний збірник. – 2007, № 9. – с. 126-136.

3. Кравченко О.В. Стохастична модель оптимізації технологічних режимів розділення муло-водяної суміші коагулянтами / О.В. Кравченко, В.С. Залевський // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування МОН України. Збірник наукових праць. – 2007, № 4 (40), ч. 2. – с. 494-506.

Дисертантом зроблено огляд літератури, складено ортогональний план експерименту, проведено лабораторні дослідження, обробку отриманих даних, розрахунок коефіцієнтів математичної моделі, її оптимізацію та написання статті.

4. Мамонтов Ю.Б. Интенсификация работы иловых площадок. /Ю.Б.Мамонтов, А.В. Кравченко // Водоснабжение и санитарная техника. - 2007, №8. – с. 30-32.

Дисертантом підготовлено план експериментів, підбір відповідних методик, здійснено лабораторні дослідження, узагальнення та аналіз отриманих даних, написання статті.

5. Пат 32868 Україна, МПК C02F 3/12, C02F 9/14. Спосіб інтенсифікації очищення стічних вод в аеротенках-освітлювачах / О.В. Кравченко; заявник і власник патенту ДП НДКТІ МГ. - № u200711520, заявл. 17.10.2007р.; опубл. 10.06.2008р., Бюл. №11.

6. Пат 28981 Україна, МПК C02F 3/12, C02F 9/14. Спосіб очищення стічних вод / Лессік М.Д., Яременко Л.В., Кравченко О.В.; заявник і власник патенту ДП НДКТІ МГ. - № u200710238, заявл. 14.09.2007; опубл. 25.12.2007р., Бюл. №21.

Дисертантом проведені лабораторні дослідження з інтенсифікації розділення суміші спухлого активного мулу і стічних вод; запропоновано методики, розроблено плани експериментів, проведено дослідження і узагальнено отримані дані щодо способів підтримання активного мулу у стані спухання.

7. Кравченко А.В. Математическое моделирование гидродинамики зон осветления аэротенка-осветлителя на основе численного решения краевой задачи средствами программного пакета Femlab 2.3 / Кравченко А.В., Свердликов А.И. // Шестой международный конгресс Вода: экология и технология ЭКВАТЭК-2004. Материалы конгресса, ч.ІІ. - М.: Сибико, 2004 - C. 653.

Дисертантом проведено експериментальні дослідження з визначення гідродинаміки аеротенків-освітлювачів, узагальнення отриманих даних та розроблено детерміновану математичну модель гідродинаміки ярусів освітлення, підготовлено текст доповіді.