Чорнокозинський А.В. Удосконалення технології доочищення та утилізації стічних вод з використанням їх в сільському господарстві

Краткое содержание

У вступі наведено стислу характеристику дисертаційної роботи, обгрунтовано її актуальність.

У першому розділі на основі літературних джерел подано історичний огляд і аналіз теоретичних та експериментальних досліджень технологій зрошення стічними водами. Показано, що використання для зрошення стічних вод дає можливість одночасно зменшити забір природних вод та здійснити грунтове доочищення стічних вод, підвищити родючість грунтів та одержати високі врожаї сільськогосподарських культур. Для реалізації цього завдання найбільш прийнятним з позицій екологічної безпеки є внутрішньогрунтове зрошення стічними водами. При цьому способі повністю виключається забруднення атмосферного повітря, поверхні грунтів і рослин, контакт людей і тварин із стічною водою, а поживні речовини стічних вод надходять безпосередньо до кореневої системи рослин, підвищуючи їх врожайність порівняно з поливом природною водою.

 Проте через відсутність комплексних досліджень та відповідних нормативних і методичних документів з проектування зрошувальних систем з використанням стічних вод здійснювалося на основі нормативів і стандартів, розроблених для зрошення водою з природних джерел, і практично не враховувало істотних відмінностей від традиційних зрошувальних систем, зумовлених специфікою використання для зрошення різних видів стічних вод.

Аналіз роботи зрошувальних систем стічними водами показав, що найперспективними є трубчасті системи ВГЗ з поліетиленовими перфорованими зволожувачами. При цьому доцільно застосовувати низьконапірні системи ВГЗ періодичної дії, а поливи здійснювати під напором, що не перевищує глибини укладання зволожувачів.

Для впровадження у виробництво ВГЗ стічними водами подальші дослід-ження повинні бути спрямовані на розробку оптимальних та надійних схем і конструкцій зволожувачів, які є найменш вивченим елементом цих систем, та вивчен-ня впливу зрошення на агромеліоративні властивості та санітарно-гігієнічні показники грунтів, отримання у виробничих умовах надійних техніко-економічних показників.

Для проектування систем ВГЗ стічними водами необхідно розробити методику їх гідравлічного розрахунку. До основних гідравлічних параметрів роботи зволожувачів можна віднести: витрати та напір поливної води у зволожувачі, швидкість руху рідини, розподіл п’єзометричних напорів по довжині зволожувача, оптимальні похили.

Якість стічної води після її біологічного очищення в багатьох випадках не відповідає вимогам щодо вмісту  механічних, органічних та хімічних домішок. Тому для використання в системах ВГЗ стічних вод можливе і доцільне їх попереднє доочищення на біофільтрах з плаваючим фільтрувальним завантаженням. Для визначення раціональних технологічних параметрів таких споруд необхідно проведення спеціальних експериментальних досліджень.

У розділі 2 наведено результати гідравлічних досліджень елементів техніки внутрішньогрунтового зрошення в лабораторних умовах.

Дослідженнями встановлено оптимальне співвідношення діаметра зволожувача, виготовленого з поліетиленової труби діаметром 25 мм (внутрішній діаметр 22 мм) та форми і розмірів водовипускних отворів (перфорацій). Дослідження замулюваності отворів-водовипусків зволожувачів систем ВГЗ проведено на спеціально виготовлених установках на Дніпродзержинському опорному пункті Української науково-дослідної станції зрошення стічними водами (УкрНДСЗСВ) з використанням промислових стічних вод Дніпродзержинського ВО “Азот”, а також у лабораторних умовах УкрНДСЗСВ з використанням біологічно очищених стічних вод м. Києва. Досліджувалась замулюваність водовипускних круглих отворів діаметрами 2; 4 та 6 мм і отворів у вигляді щілин розмірами 1,0 х 50 мм. Витрати води вимірювали об’ємним способом. Досліди виконували при величині напорів над віссю зволожувача 20; 40 та 60 см.

Встановлено також, що пропускна здатність водовипускних отворів головним чином залежить від їх форми і площі. При цьому відмічаються три характерних періоди в роботі водовипускних отворів:

 1 - різке зменшення витрат води, пов’язане з водонасиченням грунтів; 2 - період стабільної роботи; 3 - вихід отворів з роботи (втрата пропускної здатності).

Пропускна здатність круглих отворів діаметрами 2; 4 та 6 мм через 24-40 годин роботи зменшувалась відповідно в 10; 6 та 4 рази, а щілинного отвору -  у 3 рази порівняно з початком роботи.

Встановлено, що тривалість періоду стабільної роботи з постійною пропускною здатністю Т_с залежить від діаметрів круглих отворів і становить: для d=2мм Т_с =710 годин; для d= 4мм  Т_с=930 годин і для  d=6мм Т_с=1450 годин.  Після цього вони виходили з ладу внаслідок закупорювання їх завислими речовинами, відкладаннями солей та біологічного заростання  (рис.1).

Пропускна здатність щілинних отворів навіть після 1700 годин безперервної роботи практично не змінилась.