Анотація до роботи:

Величко С. В. Знезалізнення підземних вод на фільтрах з стільниковим кордієритовим завантаженням – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.23.04 – Водопостачання, водовідведення. - Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, 2007.

Дисертація присвячена розробці та дослідженню установки знезалізнення підземних вод з стільниковим кордієритовим завантаженням. Встановлено, що найпоширенішим методом знезалізнення підземних вод є фільтрування крізь насипне завантаження з швидкістю фільтрування до 10м/год. Запропоноване стільникове кордієритове завантаження дозволяє збільшити швидкість фільтрування води в установці та зменшити втрати напору. Досліджено фізико-хімічні властивості кордієритового завантаження, модифікованого 5% розчином гідроксиду калію. Теоретично обгрунтовано та експериментально підтверджено ефективність знезалізнення води на фільтрах з стільниковим кордієритовим завантаженням. Встановлено, що ефективність очищення води від іонів заліза на кордієритових фільтрах залежить від довжини завантаження, вхідної концентрації заліза, швидкості фільтрування та розміру комірок завантаження. Запропоновано математичну модель знезалізнення підземних вод на фільтрах з стільниковим кордієритовим завантаженням. Отримані залежності для визначення концентрації іонів заліза та осаду по довжині завантаження і в часі, тривалості фільтроциклу та втрат напору. Отримані емпіричні коефіцієнти та константи, що входять в рівняння математичної моделі і в розрахункові залежності. Досліджено регенерацію кордієритового завантаження 5,8% розчином хлориду натрію.

Розроблено методику інженерного розрахунку технологічних параметрів виробничої установки. Виконано техніко-економічні розрахунки фільтру з стільниковим кордієритовим завантаженням. Результати роботи використано ВАТ “Чернігівводбуд” в житловому будинку та ВАТ “Укрводпроект” в проекті дитячого садка в смт Кожанка.

1. На підставі аналізу літературних даних щодо сучасних методів знезалізнення підземних вод встановлено, що більшість установок базується на дрібнозернистому завантаженні, розраховані на велику продуктивність. Розробка ефективних локальних установок для очищення води з концентраціями іонів заліза 0,5-2,0 мг/дм³, зручних та надійних в експлуатації є актуальною.

2. Встановлено, що найбільш ефективним для видалення з води іонів заліза є стільникове кордієритове завантаження, модифіковане 5% розчином гідроксиду калію.

3. Запропонована математична модель знезалізнення води на фільтрах з стільниковим кордієритовим завантаженням, на основі якої отримані залежності для визначення концентрацій іонів заліза на виході з фільтру, розподілу осаду гідроксиду заліза по довжині завантаження та в часі та втрат напору.

4. Визначино максимальну концентрацію гідроксиду заліза, коефіцієнти та константи, що входять в рівняння математичної моделі і в розрахункові залежності знезалізнення підземних вод на стільникових кордієритових фільтрах.

5. Науково обгрунтовано та експериментально підтверджено, що в однорідному стільниковому кордієритовому фільтрі співвідношення осаду гідроксиду заліза в початкових структурах фільтру з останніми структурами складає 2,5:1. Встановлено, що динаміка зміни концентрації іонів заліза в досліджуваному фільтрі досить близько співпадає з найбільш розповсюдженими гравійно-піщаними, керамзитовими та пінополістирольними завантаженнями з малими еквівалентними діаметрами гранул.

6. Отримані залежності для розрахунків ефективності очищення води на стільникових кордієритових фільтрах Е_ф, тривалості фільтроциклу Т_ф. Встановлено, що ці параметри залежать від вхідної концентрації іонів заліза у воді С₀₁, швидкості фільтрування v_к, розмірів комірок а_к, довжини фільтруючого завантаження l.

7. Встановлено, що в стільникових кордієритових фільтрах тривалість фільтроциклу на відміну від насипних фільтрів визначається часом захисної дії фільтру, а не терміном досягнення граничних втрат напору, на установці доцільно очищати воду, в якій вміст заліза не перевищує 2,0 мг/дм³ при швидкості фільтрування 25 м/год.

8. На основі теоретичних та експериментальних досліджень розроблена методика інженерних розрахунків основних технологічних параметрів, які дозволяють більш надійно обґрунтувати доцільні технологічні і конструктивні параметри фільтрів з стільниковим кордієритовим завантаженням.

9. Розроблена технологічна схема знезалізнення підземних вод на фільтрах з стільниковим кордієритовим завантаженням. Впровадження схеми проведено ВАТ “Чернігівводбуд”. В процесі експлуатації встановлено, що установка працює надійно та забезпечує зниження концентрації іонів заліза до 0,2мг/дм³ та амонію до 0,5мг/дм³.

Публікації автора:

1. Величко С.В. Аналіз якості питної води сільськогосподарського водопостачання //Водне господарство України. – К.: Колегіум. - 2000.- № 1-2. – С. 49-53.

2. Трачевський В. В., Величко С.В. Механізм модифікування та функціонування кордієритових композицій при водоочищенні. – Коммунальное хозяйство городов. – К.: Техніка. - 2000. - вип.25. – С. 143-151.

3. Дупляк О.В., Величко С.В. Іонообмінно-сорбційні властивості кордієриту в процесах доочищення водопровідної води // Коммунальное хозяйство городов. – К.: Техніка. - 2001.- вип.27. – С. 116-120.

4. Величко С.В. Опір руху рідини в керамічних стільникових фільтрах // Меліорація і водне господарство. – К.: Аграрна наука. - 2002.- № 88. – С. 213-218.

5. Величко С.В. Гідравлічний опір стільникових фільтрів для доочищення питної води у системах групового та індивідуального водопостачання // Меліорація і водне господарство. – К.: Аграрна наука. - 2003.- № 89. – С. 203-211.

6. Величко С.В. Дослідження роботи кордієритових фільтрів при різних питомих витратах води //Коммунальное хозяйство городов. – К.: Техніка. - 2004.- Вип. 60. – с. 138-148.

7. Величко С.В. Моделювання процесу знезалізнення води на стільникових кордієритових фільтрах // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво. – Рівне: НУВГП. – 2006. – Вип. 31. – с.355 – 363.

8. Дупляк В.Д., Величко С.В. Доочистка питної води на керамічних фільтрах/ Збірник матеріалів конференції 27-29 березня 2001р. – К.: Товариство “Знання” України. – 2001.- с. 26-27.

9. Величко С.В. Доочищення водопровідної води на фільтрах із завантаженням з кордієриту // Вісник Українського державного університета водного господарства та природокористування .– Рівне: УДУВГП.- 2002.- Вип. 5(18) – С. 21-29.

10. Тугай Я.А., Величко С.В. Втрати напору по довжині в стільникових кордієритових фільтрах при знезалізненні води // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування. – Рівне: НУВГП. - 2006. - Вип. 2(34), ч. 1. – с. 182-187.