Введение к работе
Аюуальность проблемы. В России построены крупные групповые водопроводы, снабжающие централизовано водой питьевого качества большие сельскохозяйственные регионы страны Основное количество воды для этих нужд забирается из водохранилищ, наполняемых из оросительных каналов, качество воды в которых не соответствует требованиям современного стандарта Для очистки поверхностных вод в сельскохозяйственном водоснабжении в основном применяются безреагентные медленные фильтры, которые являются наиболее простыми и экологически безвредными и не требуют высококвалифицированного обслуживающего персонала В настоящее время в практике очистки вод используются, как правило, однослойные медленные фильтры, конструкция которых не обеспечивает получение необходимого количества фильтрованной воды, в связи с несовершенством как самих фильтров, так и гидромеханического оборудования для их регенерации Как показывают научные разработки, огромным резервом в повышении эффективности работы медленных фильтров является применение многослойных фильтрующих загрузок, взамен однослойных, используемых на практике Они позволяют резко увеличить скорость фильтрования и грязеемкость фильтров, а в конструктивном исполнении выполнить очистные сооружения с меньшей площадью камер фильтрования, с простым и менее металлоемким оборудованием для регенерации фильтров
Для эффективной работы медленных фильтров разработано несколько способов их регенерации, но они мало эффективны Так при механическом способе не исключена полная перемывка песка и большие тяговые сопротивления при передвижении механического рыхлителя, а при гидравлическом способе конструкция гидравлического рыхлителя громоздка и металлоемка и возникают большие сложности при подаче промывной воды
Учитывая все это, разработка новой конструкции безреагентного фильтра с использованием многослойной фильтрующей загрузки и создание необходи-
4 мых механизмов по регенерации таких фильтров является весьма актуальными
Цель работы - повышение качества работы медленных фильтров групповых водопроводов систем водоснабжения сельских населенных пунктов
Задачи исследований:
изучение состояния вопроса безреагентной очистки поверхностных вод на групповых водопроводах в системах сельскохозяйственного водоснабжения,
теоретическое обоснование условий регенерации двухслойного медленного фильтра гидравлическим способом в системах сельскохозяйственного водоснабжения,
определение оптимального состава двухслойной загрузки в медленных фильтрах и технологические параметры ее регенерации в лабораторных условиях,
улучшение конструкции гидравлического рыхлителя для двухслойной фильтрующей загрузки и исследование ее в лабораторных условиях,
проверка предлагаемой конструкции фильтрующей загрузки и гидравлического рыхлителя в производственных условиях,
- определение технико-экономической эффективности использования
предлагаемой конструкции двухслойного медленного фильтра с усовершенст
вованным промывным устройством
Научная новизна работы:
установлены оптимальные параметры режима взаимодействия струи с двухслойной загрузкой, при которых достигается максимальная эффективность регенерации,
получены эмпирические зависимости для определения глубины и ширины зоны размыва двухслойной загрузки одиночной напорной струей,
усовершенствован технологический процесс регенерации двухслойного медленного фильтра,
определены зависимости для расчета элементов гидравлического рыхлителя и горизонтального смывного потока
5 Основные положения выносимые на защиту:
теоретическое обоснование условий регенерации двухслойного медленного фильтра гидравлическим способом в системах сельскохозяйственного водоснабжения,
определение оптимального состава двухслойной загрузки в медленных фильтрах и технологические параметры ее регенерации в лабораторных условиях,
усовершенствованный технологический процесс регенерации двухслойного медленного фильтра,
результаты производственных испытаний работы двухслойного медленного фильтра с усовершенствованным промывным устройством по основным производственным операциям,
- технико-экономическая эффективность использования предлагаемой
конструкции двухслойного медленного фильтра с усовершенствованным про
мывным устройством
Практическая значимость:
разработанная конструкция гидравлического рыхлителя позволяет уменьшить длину промывных шлангов на 50 %, снизить вес рыхлителя на 20-25 % и улучшить условия регенерации двухслойной загрузки
предлагаемая конструкция двухслойного медленного фильтра с усовершенствованным промывным устройством повышает производительность очистных сооружений в 2-2,5 раза и снижает эксплуатационные затраты на 15-20 %, а также снижает площадь застройки в 1,5-2 раза
Внедрение предлагаемой конструкции двухслойного медленного фильтра с усовершенствованным промывным устройством осуществлено на очистных сооружениях г Константиновска
Объект исследования - двухслойный медленный фильтр групповых водопроводов систем сельскохозяйственного водоснабжения с гидравлическим способом регенерации, а также конструктивные и технологические параметры промывного устройства
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на конференциях молодых ученых и сотрудников ФГНУ «РосНИИПМ» в г Новочеркасске в 2002-2006 г, а также на 2-ой Всероссийской конференции молодых ученых в ФГНУ ВНИИ «Радуга» г Коломна в 2005 г
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, одна из которых в издании рекомендованном ВАК
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов и предложений производству Работа изложена на 215 страницах машинописного текста, в том числе 167 страниц основного текста и включает в себя 53 рисунка, 19 таблиц, 9 приложений, список использованной литературы состоит из 143 наименований, включая 6 иностранных источников
