10912

тор, после чего гранулы высушиваются в барабанной сушилке до влаж- ности 10%; дальше сухие гранулы подвергаются пиролизу во вращаю- щейся печи; для активации гранулы обрабатываются в камере водяным паром, а для обеззоливания промываются 10% раствором соляной кис- лоты; после промывки активированного угля в камере и сушки он по- ступает на упаковку как товарный сорбент.

При обработке и утилизации осадков сточных вод широко применя- ют их совместную обработку с другими отходами, при этом методом пи- ролиза получают воск из торфа и осадка.

В заключении, основанном на вышеизложенной информации, можно сделать следующие выводы:

1.Существующие и применяемые сейчас технологии утилизации осадков сточных вод в России наносят достаточный урон в первую очередь экологическому состоянию окружающей среды, а также влекут за собой большие финансовые затраты.

2.На сегодняшний день необходима комплексная модернизация применяемых практически повсеместно технологий утилизации осадка.

3.Одними из наиболее перспективных методов утилизации ОСВ являются пиролиз и сжигание, поскольку используют не только энергети- ческий, но и материальный потенциал осадков сточных вод.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Гафуров Н.М., Хисматуллин Р.Ф. Общие сведения о

технологии газификации биомассы. // Инновационная наука. - 2016. -

№ 5-2. – С. 63-64.

2.Зайцева Н.А., Пырсикова А.Н. Использование осадков сточ-

ных вод в качестве	удобрений // Международный	научно-
исследовательский журнал,	2015. № 3. С. 104-107.

3.Небел И.И. Наука об окружающей среде: Как устроен мир. – М., 1978. – Т. 1. – С. 296–349.

4.ОАО «НИИ Водгео». [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.watergeo.ru/stat_firs.shtml.

210

КАЗАНИНА Н.А., студент; ВАСИЛЬЕВ А.Л., д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой водоснабжения, водоотведения, инженерной экологии и химии

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно- строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия, [e-mail].

К ВОПРОСУ О БЕЗРЕАГЕНТНЫХ МЕТОДАХ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Обеззараживание является одним из наиболее важных этапов подго- товки питьевой воды перед ее поступлением в распределительную сеть для подачи потребителям.

При очистке поверхностных вод обеззараживание необходимо все- гда, при подготовке подземных вод — в том случае, когда этого требуют микробиологические свойства исходной воды. Как показывает практика, использование воды в питьевых целях, в подавляющем большинстве слу- чаев, без обеззараживания не представляется возможным.

Для обеззараживания питьевой воды на станциях водоподготовки применяются химические (реагентные) и физические (безреагентные) ме- тоды.

При выборе метода обеззараживания следует учитывать: качество исходной воды, производительность водоочистных сооружений, методы предварительной очистки воды, технико-экономические показатели: усло- вия поставки реагентов, наличие транспорта, возможность автоматизации процесса и др. [3]

В данной статье наиболее подробно описаны безреагентные методы обеззараживания питьевой воды, рассмотрены их преимущества и недо- статки.

К безреагентным методам обеззараживания питьевой воды относят-

ся:

-термическая обработка (кипячение);

-ультрафиолетовое облучение;

-обеззараживание ультразвуком;

-гамма-облучение;

-обработка импульсным электрическим разрядом. [1]

Применение метода термической обработки на станциях водоподго- товки не представляется возможным ввиду высокой стоимости метода.

Наибольший эффект при данном способе обеззараживания — 99.99% достигается в результате кипячения воды в течение 15-20 минут. При крат- коcрочном воздействии может сохраняться жизнеспособность некоторых микроорганизмов.

211

Обеззараживания воды ультрафиолетовым облучением — это метод, построенный на фотохимических реакциях, приводящих к разрущению ДНК и РНК микроорганизмов и вирусов, в результате чего происходит инактивация (утрачивается способность к размножению).

В настоящее время ультрафиолетовое облучение достаточно широко применяется на станциях водоподготовки.

Факторы, влияющие на эффективность процесса ультрафиолетового обеззараживания:

−мощность источников УФ-излучения;

−необходимая доза УФ-облучения;

−показатели качества воды (цветность, мутность и т. д.);

−устойчивость организмов и микробов, находящихся в исходной во- де, к УФ-излучению;

−снижение интенсивности потока УФ-излучения в процессе эксплуатации ламп, а также при загрязнении кварцевых чехлов;

−время нахождения воды в реакционной камере.

Преимущества метода обеззараживания воды ультрафиолетовым из- лучением: большой спектр антимикробного воздействия, отсутствие нега- тивных последствий после облучения воды даже при дозах, сильно пре- вышающих практически необходимые, сохранение органолептических свойств воды, минимальное время контакта (секунды).

Недостатками использования ультрафиолетовых установок являются влияние показателей качества исходной воды (мутности и цветности) на эффект обеззараживания, отсутствие надежного способа оперативного контроля, высокие энергозатраты на УФ-обеззараживание воды. Данный метод не исключает возможность вторичного роста бактерий в обработан- ной воде.

При обеззараживании воды с помощью гамма-излучения в процессе радиолиза воды образуются свободные радикалы, которые оказывают гу- бительное действие на бактериальную клетку. При относительно невысо- ких дозах облучения (10000–15000 Р) девяносто процентов бактерий поги- бает. Дозы порядка 25000–50000 Р вызывают гибель практически всех бак- териальных форм [2].

Применение метода обеззараживания гамма-излучением на станциях водоподготовки имеет следующие недостатки: повышенные требования к технике безопасности при эксплуатации установки, риск повторного роста бактерий в обработанной воде, а также отсутствие способа оперативного контроля за процессом обеззараживания.

Преимуществом использования ультразвука перед другими метода- ми обеззараживания является широкий спектр антимикробного действия, отсутствие влияния на органолептические свойства воды, достаточную техническую надежность, его нечувствительность к таким факторам, как высокая мутность и цветность воды, характер и количество микроорганиз-

212

мов, а также наличие в воде растворенных веществ. Единственный фактор, который влияет на эффективность обеззараживания — это интенсивность ультразвуковых колебаний. Ультразвук — это звуковые колебания, часто- та которых находится значительно выше уровня слышимости.

Негативными факторами применения ультразвука являются слож- ность конструирования установок большой производительности и высокая стоимость технологии.

При обработке импульсными электрическими разрядами (ИЭР) элек- трогидравлический эффект возникает в результате выделения большого количества энергии между электродами, помещенными в обрабатываемую воду. [2]

Высоковольтный (20–100 кВ) или низковольтный (1–10 кВ) разряд происходит за доли секунды, сопровождается мощными ударными волна- ми, явлениями кавитации, ультразвуковыми и ультрафиолетовыми им- пульсами, возникновением магнитных и электрических полей. В результа- те обеззараживания воды импульсными электрическими разрядами уни- чтожается практически все патогенные микроорганизмы.

Вода, после обработки импульсным электрическим разрядом, приоб- ретает бактерицидные свойства, которые сохраняются длительное время (до 4 месяцев).

Недостатком обеззараживания данным методом является относи- тельно высокая энергоемкость (0,2–1 кВт/ч/м3), что приводит к большим затратам.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Васильев А.Л. / Способы обеззараживания в технологиях очистки природных и сточных вод [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / А.Л. Васильев, В.А. Земскова Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун

-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 26 с.

2.Журавлевич, Н. Е. Обеззараживание питьевой воды : метод. рекомендации / Н. Е. Журавлевич. – Минск : БГМУ, 2017 г. – 26 с.

3.СП 31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооруже- ния. Актуализированная редакция СНиП 2.04.02-84 (с Изменениями N 1, 2, 3). М.:2012. – 124 с.

213

КИРИЛЛОВА А.А., студент; КЮБЕРИС Э.А., канд. техн. наук, доцент кафедры водоснабжения, водоотведения, инженерной экологии и химии

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия, [e-mail]

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКЫ САНАЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ

Главной задачей современного мегаполиса является наличие сла- женно работающей системы водоснабжения. В настоящее время в крупных мегаполисах трубопроводная сеть характеризуется повышенным мораль- ным и физическим износом. Многочисленные аварии на сетях приводят к повышению себестоимости топливно-энергетических ресурсов и неблаго- приятно сказываются на качестве услуг, предоставляемых энергетически- ми предприятиями.

Неудовлетворительное состояние труб (прежде всего нарушение герметичности) ведёт к следующему:

-утечкам в системах водоснабжения, которые на настоящий момент времени в некоторых крупных городах составляют 30 % и более от суточ- ного расхода, вызывая подтопление территорий и ряд негативных послед- ствий связанных с ними;

-утечкам в системах водоотведения, что негативно сказывается на здоровье людей: практически во всех регионах России периодически наблюдаются вспышки острых кишечных заболеваний, гепатита и тяжёлые желудочные отравления из-за проникновения сточных вод в подземные горизонты и трубопроводы питьевой воды.

Срок службы водопроводных и водоотводящих трубопроводов зави- сит от материала, из которого он изготовлены. Например, стальные водо- проводные трубопроводы должны эффективно эксплуатироваться в тече- нии 20, а чугунные – 60 лет. Однако старение коммунальных сетей водо- снабжения и водоотведения, снижение их пропускной способности может наступить и в более ранние сроки (через 5-10 лет после прокладки) из-за влияния отдельных или совокупности ряда следующих факторов: несоот- ветствия материала труб условиям эксплуатации, нарушения условий про- кладки трубопроводных систем в соответствующих грунтах, агрессивного характера вод, коррозии стенок, избыточных напоров, резких сезонных пе- репадов температур и других факторов.

Основными видами повреждений (дефектов), вызывающих аварии на водопроводных сетях являются: для стальных труб – сквозные проржавле- ния, свищи; для чугунных труб – нарушение герметичности раструбных

214

соединений (до 12%) и переломы труб (16%). Преобладающее количество повреждений приходится на трубы малых диаметров (до 200 мм), что со- ставляет около 75% их общего количества.

Тенденции последних лет указывают на то, что коммунальными службами городов-мегаполисов различных стран все большее внимание уделяется вопросам использования перспективных бестраншейных техно- логий восстановления (санации) и прокладки водопроводных и водоотво- дящих сетей, что является альтернативой открытому способу реконструк- ции и прокладки трубопроводов.

Под бестраншейными технологиями понимаются технологии про- кладки, замены, ремонта, инспекции и обнаружения дефектов в подземных коммуникациях различного назначения с минимальным вскрытием земной поверхности.

Набрызговые покрытия на основе цементно-песчаных растворов. Цементно-песчаные покрытия являются надежным средством ликвидации различного рода дефектов на внутренней поверхности стальных и чугун- ных труб, а также противокоррозионным материалом, однако не могут быть использованы для восстановления сильно разрушенных трубопрово- дов.

Работы по нанесению таких покрытий могут выполняться методом центрифугирования (Рисунок - 1) или центробежного набрызга.

Рисунок 1 - Схема нанесения цементно-песчаного покрытия методом центрифу- гирования на трубопроводы малого диаметра:

1 – насос для временного отвода сточной жидкости; 2 – временный запорный ор- ган (задвижка); 3 – лебедка; 4 – подлежащий обработке трубопровод; 5 – трубопровод транспортировки раствора; 6 – дозировочный насос для цементного раствора; 7- ем- кость для цементного раствора; 8 – электрошкаф; 9 – разбрызгивающее устройство; 10

– обработанный участок трубы.

Сплошные покрытия в виде гибких полимерных рукавов или труб из различных материалов. Данный тип покрытий применяется для санации как водопроводных, так и для водоотводящих труб. Условия применения метода:

стальные и чугунные трубы диаметром 100–900 мм; максимальная длина ремонтного участка за один цикл (проход) – 600

м ( при диаметре труб до 600 мм).

215

Рисунок 2 - Схема нанесения внутреннего покрытия из гибких пластичных ма- териалов:

1 – восстанавливаемый участок; 2 – защитное покрытие; 3 – направляющий ро-

лик; 4 – лебедка; 5 – трос; 6 – емкость с горячим воздухом; 7 – специальный груз.

Полиэтилен имеет уникальные свойства, которые позволяют исполь- зовать его при восстановлении трубопроводов. Одно из них заключается в том, что при монтаже плетей трубопроводов из отдельных звеньев труб возможно использование бесшовной сварки плавлением. При этом труба может быть соединена с другой полиэтиленовой армату- рой, например клапанами, боковыми отводами, задвижками, обеспечивая полную герметизацию системы.

Технология сплошного покрытия путем введения в старый трубо- провод нового из полимерных материалов. При реализации этой техноло- гии происходит значительное уменьшение живого сечения трубопровода (например, в трубе диаметром 400 мм после санации условный проход со- ставляет лишь 315 мм.).

Для исключения указанного недостатка немецкой фирмой Preussag разработана технология санации, получившая название Swagelining. С помощью данной технологии и ее модификаций в различных странах мира восстановлено свыше 800 км трубопроводов. Преимущество техно- логии состоит в том, что санация осуществляется тонкими полиэтилено- выми трубами, которые позволяют восстановить сети практически без уменьшения сечения трубопроводов. Сущность происходящих процессов восстановления трубопроводов состоит в том, что после операций про- чистки внутренней поверхности подлежащего обновлению трубопровода в него втягивается полиэтиленовая труба сплющенной U-образной формы, называемая U-Liner (Рисунок 3).

216

Рисунок 3 - Форма полиэтиленовой трубы при втягивании в санируемый трубо- провод (а) и после расширения внутри него (б):

1 – полиэтиленовая труба; 2 – изношенный трубопровод.

Под давлением пара труба приобретает круглую форму, плотно при- легая к внутренней поверхности трубопровода без образования кольцевого зазора. Диапазон диаметров санируемых трубопроводов по данной техно- логии 100 – 800 мм. Максимальная протяженность реабилитируемого участка составляет до 600 м.

Спиральные полимерные оболочки. Данный тип защитных оболочек применяется для реабилитации безнапорных трубопроводов систем водо- отведения.

Они позволяют облицовывать внутреннюю поверхность трубопрово- дов поливинилхлоридной (ПВХ) лентой (Рисунок 4).

Рисунок 4 - Схема нанесения защитной поливинилхлоридной ленты по технологии Ribloc фирмы Bonna:

1 – фрагмент санируемого трубопровода; 2 – поливинилхлоридная лента.

Для этого в колодце устанавливается специальный станок осуществ- ляющий несколько функций: нанесение (навивку) ленты по внутреннему диаметру трубопровода, ее крепление, заливку клеящей смолы, проталкивание образовавшегося каркаса из ПВХ внутрь санируе-

217

мого трубопровода, расширение каркаса для его фиксации на восстанавливаемом сооружении. Методы позволяют восстанавливать трубопроводы диаметром до 1200 мм и длиной до 200 м за один рабочий цикл.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Методы санации трубопроводов водоснабжения и водоотведения.

Режим доступа: http://www.ukrgazkom.com.ua/ru/metodyi-sanaczii- truboprovodov-vodosnabzheniya-i-vodootvedeniya.html.

2.Особенности Реконструкции наружных водопроводных и водоот-

водящих сетей https://studfiles.net/preview/989952/page:2/

3.В.С. Ромейко «Трубы России в новом тысячелетии», Журнал «Трубопроводы и экология» № 4 1999 г. стр.3-4.

4.СП 40-102-2000 Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и кана- лизации из полимерных материалов. Общие требования.

5.СП 66.13330.2011 Проектирование и строительство напорных се- тей водоснабжения и водоотведения с применением высокопрочных труб из чугуна с шаровидным графитом.

6.С.В. Храменков, Использование полиэтиленовых труб для систем водоснабжения и водоотведения, М., Изд. «Современная полиграфия», 2010. - 320 стр.

ВАСИЛЬЕВ А.Л., профессор, д-р техн. наук, заведующий кафедры водоснабжения, водоотведения, инженерной экологии и химии; КРАСНОВ Д.С., студент

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно – строительный университет», г. Нижний Новгород, Россия. [e-mail]

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ I СТУПЕНИ ОЧИСТКИ ВОДОПРОВОДНЫХ СТАНЦИЙ ГОРОДА КСТОВО

Город Кстово обеспечивают водой две водоочистные станции (далее ВОС-1 и ВОС-2), которые были запущены в эксплуатацию в 50-70 годах XX века [3]. В основе очистки воды городского водоснабжения лежит двухступенчатая схема. Аппаратное оформление двухступенчатой схемы очистки: смесители — камеры хлопьеобразования — отстойники — ско- рые фильтры.

Схема очистки воды, применяемая на станциях в городе Кстово, с применением отстойников и фильтров известна уже давно и считается

218

классической. От насосов I-го подъема обрабатываемая вода поступает в смеситель, сюда же из реагентного цеха поступают реагенты.

Технология очистки ВОС-2.

После перемешивания в смесителе реагентов с водой, она поступает в камеру хлопьеобразования. Здесь происходит агломерация (слипание) коллоидных и взвешенных частиц в крупные быстроосаждающиеся хло- пья. Из камеры хлопьеобразования вода переходит в отстойник, где оса- ждается основная масса хлопьев.

После отстойника вода поступает на фильтр, в котором задержива- ются частицы взвеси, не успевшие осесть в отстойнике.

Осветленная вода для обеззараживания хлорируется и отводится в резервуар чистой воды, одновременно выполняющего функцию контакт- ного резервуара, откуда насосами II-го подъема перекачивается в разводя- щую сеть к потребителю (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема водоподготовки ВОС-2

Технология очистки ВОС-1.

Технология очистки воды первой станции схожа со второй, только на месте вертикальных отстойников там применяются осветлители со слоем взвешенного осадка (рисунок 2).

219