ОПТИМІЗАЦІЯ РОБОТИ УСТАНОВОК ПРИ ЗНЕЗАЛІЗНЕННІ ПІДЗЕМНИХ І ДООЧИЩЕННІ СТІЧНИХ ВОД
DOI:
https://doi.org/10.32347/2524-0021.2022.38.55-65Ключові слова:
підземні води, стічні води, знезалізнення, водоочищення, біореактор, контактний прояснювальний фільтрАнотація
В сучасних умовах збільшення антропогенного тиску на довкілля скидання значних обсягів неочищених або недостатньо очищених стічних вод в природні водні об'єкти призводить до погіршення якості води в джерелах питного водопостачання. Тому величезного значення набувають не тільки концептуальні зусилля щодо недопущення забруднення навколишнього середовища і забезпечення споживачів якісною питною водою, але й повинні розкриватися механізми їх реалізації. В цьому аспекті однією з головних задач є запровадження новітніх засобів, матеріалів і конструкцій споруд водоочищення і контролю якості води, яка подається споживачам або скидається в природні джерела. Забруднення, що надходять у водні об'єкти, змінюють їх фізико-хімічні та біологічні показники й призводять до ускладнень роботи споруд водопостачання. Вирішенню зазначених проблем сприяє застосування удосконалених технологій очищення як питних, так і стічних вод. Не менш важливим питанням є встановлення оптимальних режимів роботи водоочисних установок, при яких забезпечується максимальна ефективність їх експлуатації, збереження водних і енергетичних ресурсів, отримання гарантованої якості очищеної води. В статті обґрунтовано застосування природних механізмів в процесах знезалізнення води з підземних джерел та доочищення стічних вод. Узагальнений аналіз роботи установок з біореактором і контактним прояснювальним фільтром протягом фільтроциклу дозволив встановити, що забезпечення нормативної якості фільтрованої води відбувається тільки в межах між мінімальною Gmin і максимальною Gmax питомими брудомісткостями фільтра. Запропоновано здійснювати автоматизацію управління роботою таких установок при контролі дифманометром максимальних втрат напору на фільтрі, що відповідають величині Gmax, з переключенням її в режим промивки. При виконанні промивки фільтра необхідно забезпечити зменшення питомої кількості активного мулу від Gmax до Gmin, контролюючи тривалість промивки заданої інтенсивності за допомогою реле часу. Запропоновані заходи дають значну економію витрат води і електроенергії при експлуатації установок.
Посилання
Mauter, M. S., Dionysiou, D. D., & Kim, J. H. (2022) Technology Baselines and Innovation Priorities for Securing Water Supply. ACS ES&T Engineering, 2(3), 271–272. https://doi.org/10.1021/acsestengg.2c00014
Hendricks, D. (2016). Fundamentals of Water Treatment Unit Processes. CRC Press Taylor & Francis Group. https://doi.org/10.1201/9781439895092
Ahmadi, A., & Tiruta-Barna, L. (2015). A Process Modelling-Life Cycle As-sessment-MultiObjective Optimization tool for the eco-design of conventional treatment processes of potable water. Journal of Cleaner Production, 100, 116-125. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.03.045
Kovalʹchuk, V. A. (2002). Ochystka stichnykh vod. Rivne: Rivnensʹka drukarnya. [in Ukrainian].
Sabliy, L. A. (2013). Fizyko-khimichne ta biolohichne ochyshchennya vysoko-kontsentrovanykh stichnykh vod. Rivne: NUVHP. [in Ukrainian].
Netrusov, A. I., & Kotova, I. B. (2018). Mikrobiologiya: teoriya i praktika. Moskva: Yurayt. [in Russian].
Arif, A. U. A., Sorour, M. T., & Aly, S. A. (2018). Design and Comparison of Wastewater Treatment Plant Types (Activated Sludge and Membrane Bioreactor), Using GPS-X Simulation Program: Case Study of Tikrit WWTP (Middle Iraq). Journal of Environmental Protection, 09(06), 636-651. https://doi.org/10.4236/jep.2018.96040
Shah, M. P., Bera, S. P., & Töre, G. Y. (2022). Advanced Oxidation Processes for Wastewater Treatment. https://doi.org/10.1201/9781003165958
Sabliy, L. A., Obodovych, O. M. V., & Korenchuk, M. S. (2017). Doslidzhennya mozhlyvosti vykorystannya aeratsiyno-okysnyuvalʹnoyi ustanovky rotornoho typu dlya biolohichnoho ochyshchennya stich-nykh vod. Visnyk NUVHP, 1(77). 94-102. [in Ukrainian].
Antonie, R. L. (2018). Fixed Biological Surfaces – Wastewater Treatment. Taylor & Francis Group. https://doi.org/10.1201/9781351072045
Gürtekin, E. (2019). Experimental and numerical design of renewable-energy-supported advanced biological wastewater treatment plant. International Journal of En-vironmental Science and Technology, 16(2). 1183-1192. https://doi.org/10.1007/s13762-018-2088-x
Sargsyan, A. M., Ilyin, N. A., & Drondin, M. S. (2022). Commissioning of Water Treatment Facilities in Rural Areas. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 988(4). Retrieved from https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/988/5/052024/meta
Sweetapple C., Fu G., Butler D. (2017). Reliable, Robust, and Resilient System Design Framework with Application to Wastewater-Treatment Plant Control. Journal of Environmental Engineering, 143(3). 04016086. https://doi.org/10.1061/(asce)ee.1943-7870.0001171
Gvozdyak, P. I., Globa, L. I. (1998). Nauchnoye obosnovaniye, razrabotka i vnedreniye v praktiku novykh bio-tekhnologiy ochistki vody. Khimiya i tekhnologiya vody, 20(3). 325-329. [in Rus-sian].
Khoruzhy, P. D., Khomutetska, T. P., & Khoruzhy, V. P. (2003), Issledovaniye protsessov i razrabotka tekhnologii obez-zhelezivaniya vody s pomoshch'yu zhelezo-bakteriy. Khimiya i tekhnologiya vody, 25(5). 465-475. [in Russian].
Zhurba, M. G. (2011). Vodoochistnyye fil'try s plavayushchey zagruzkoy. Moskva. [in Russian].
Khoruzhy, P. D., Khomutetska, T. P., & Khoruzhy, V. P. (2008). Resource-saving technologies of water supply: textbook. way. Kyiv.: Agrarian Science. [in Ukrainian].
Khoruzhy, P. D., Khomutetska, T. P., Khoruzhy, V. P., & Nedashkovsʹkyy, I. P. (2011). Installation for water purification. Utility model patent № 60064, published on 10.06.2011, bulletin №11. [in Ukrainian].
Stasyuk, S. R., Khomutetska, T. P., & Khoruzhy, P. D. (2013). Ustanovka dlya znezaliznennya i zm'yakshennya vody. Patent na korysnu modelʹ № 85009, byul.№21. [in Ukrainian].
Khomutetska, T. P., Khoruzhy V. P. Duplyak, O. V., & Nor, V. V. (2020). Hydroautomatic installation for natural and wastewater treatment. Utility model patent № 144274, published on 25.09.2020, bulletin №18. [in Ukrainian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Тетяна Хомутецька, Віктор Хоружий, Віктор Нор
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a) Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 70 років після смерті останнього співавтора з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b) Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c) Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
