CC BY
20
Лггература
1. Бшей П.В. Теоретичш основи теплово! обробки i сушшня деревини : монографш / П.В. Бiлей. - Коломия : Вид-во "Bis", 2005. - 364 с.
2. Бшей П.В. Сушшня та захист деревини : тдручнпк / П.В. Бшей, В.М. Павлюст. - Львiв : Вид-во "Кольорове небо", 2008. - 342 с.
3. Бшей П.В. Тепломасообмшш процеси деревообробки : шдручник / П.В. Бшей, 1.В. Петришак, 1.А. Соколовський, Л.Я. Сорока. - Львш : Вид-во ЗУКЦ, 2013. - 376 с.
4. Бшей П.В. Теорш теплово! обробки деревини / П.В. Бшей, С.П. Кунинець, 1.А. Соколовський, Л.Я. Сорока, В.Д. Спштович. - Львiв : Вид-во ЗУКЦ, 2012. - 200 с.
5. Вштошв 1.С. Деревинознавство / 1.С. Biнтонiв, 1.М. Сопушинський, А. Тайшшгер. -Львiв : Вид-во "АпрюрГ, 2007. - 312 с.
Комбаров А.М. Методика исследования динамики изменения температуры древесины при нагреве
Дана характеристика различным способам нагревания древесины (конвективного, кондуктивного, радиационного и электрического) с учетом энергозатрат. Приведено обоснование выбора породы древесины для экспериментальных исследований процесса нагрева. Конвективное нагревание характеризуется переменным температурным полем в древесине и описывается дифференциальным уравнением тепропроводности Фурье. Для составления методики исследования процесса нагрева нужно экспериментальным или расчетным путем определить все величины, которые есть в решении (в критериальной форме) уравнения Фурье. Для описания динамики изменения температуры древесины в процессе нагревания выведена математическая модель, которая достаточно точно аппроксимирует результаты экспериментальных исследований.
Ключевые слова: древесина, нагревание, теплопроводность, температуропроводность, влажность, плотность, удельная теплоемкость, математическая модель, динамика изменения температуры.
Kombarov A.M. The Method of Studying the Dynamics of Temperature Change of Wood Heating
Different ways of wood heating such as convection, conduction, radiation, and electrical concerning power inputs are characterised. The choice of the wood species for experimental studies of the heating process is substantiated. Convective heating is characterized by variable temperature field in wood and is described by the differential Fourier equation of thermal conductivity. To compile research methodology of heating process it is necessary to make experiment or calculation to determine all the quantities that there are in solution in the form of the Fourier equation criterion. To describe the dynamics of temperature change during the heating of wood a mathematical model that accurately approximates the results of experimental studies is derived.
Key words: wood, heat, thermal conductivity, heat capacity, moisture content, density, specific heat, mathematical model, temperature changes.
УДК 628.2 Доц. О. С. Мачуга, канд. фЬз.-мат. наук - НЛТУ Украти, м. Львгв
МЕТОДИКА ОЧИЩЕННЯ В1ДСТ1ЙНИК1В КАНАЛ1ЗАЦ1ЙНИХ ОЧИСНИХ СПОРУД В1Д ЗАТВЕРД1ЛОГО САПРОПЕЛЮ
Сталий розвиток нерозривно пов'язаний з умшням ефективно очищати спчш води з вщход1в побуту та виробництва, а також утилiзувати тага вщходи. Економне вщнов-лення експлуатованих каналiзацiйних очисних споруд потребуе зокрема очищення та ремонту первинних вщстшннгав, заповнених затвердшпм сапропелем. Для реалiзацil такого завдання проаналiзовано низку пiдходiв. Запропоновано та апробовано методику очищення вщстшннгав за умови використання нескладного помпового обладнання втизняного виробництва, яка базуеться на розмиванш затвердших мас фекальними водами з верхньо! частини вщстшника та випуску тако! сумгш на муловi майданчики.
Ключовг слова: вщстшники очисних споруд, затвердший сапропель, методика очищения.
Вступ. В умовах посилення уваги сусшльства до вивчення причин попр-шення еколопчного стану довкшля актуальним е анал1з ефективно! утил1зацц в1дходав процес1в життед1яльност1 людини. Актуальним е завдання очищения спчних побутових та промислових канал1зацшних вод, утил1зацц згущеного осадку (сапропелю) та повернення очищено!' води у природш водойми [1].
Значну частину канал1зацшних очисних споруд (КОС) у Передкарпатп було збудовано в 50-60 роках ХХ ст., ниш вони морально та ф1зично застарши. Криза 90-х роив ХХ ст. та ввдсутнкть фах1вц1в призвели до виходу з ладу час-тини !х обладнання та устаткування. Актуальним е питання реконструкцц наявних споруд або влаштування нових.
Сучасш КОС е складним шженерним комплексом пдравл1чних мереж, помпового обладнання, фшьтруючих емностей та знезаражуючого устаткуван-ня. Наявш в УкраМ канал1зацшш очисш споруди збудовано за класичною тех-нолопею очищення - багатокрокове фшьтрування у первинних та вторинних ввдстшниках, гравшних аерофшьтрах, контактних ставках у поеднанш 1з знеза-раженням шд час електрол1зу та хлорування. Ц споруди ефективно працювали вже понад 50 роив 1 за умови !х правильно!' експлуатацл могли б використову-ватись 1 надал! Закордонш тенденцл очищения спчних вод передбачають вико-ристання обладнання, що базуеться на комп'ютерному дозуванш стабшзуючих додаттв до спчних вод, та супутниковому контрол1 якост1 води, яка випус-каеться у природш водойми.
Проектом реконструкцп 2003-2004 рр. канал1защйних очисних споруд м. Моршина планувалось вщновлення наявних буд1вель 1 споруд, а також буд1в-ництво ново! споруди повно! бюлопчно! очистки (СПБО) з шпортним облад-нанням, презентованим шдприемством "Промтехвод". На жаль, реконструкщя цих КОС у 2004-2008 рр. ввдбулась у неповному обсяз1. За цей час споруди, як1 рашше потребували косметичного ремонту, потребують каштального ремонту 1з замшою обладнання, а споруди, як1 рашше потребували каштального ремонту, - повно! замши.
Шд час коригування проекту виникла проблема з шпортним обладнан-ням для СПБО. Як виявилось, станом на 2009 р. його варткть у декшька раз1в перевищувала варткть, передбачену проектом 2003 р. Питання сервкного об-слуговування, термшу експлуатацц комп'ютерного обладнання та постачальни-ка х1м1чних нейтрал1затор1в на наступш 10-20 роив було вщкритим, що могло б через невеликий пром1жок часу призвести до закушвл1 нового обладнання б1-олопчно! очистки КОС. Коригований проект реконструкцп КОС передбачав повернення до класичного методу очищення спчних вод 1з використанням методу др1бнобульбашково! аерацл та вщповвдного перепрофшювання СПБО, що забезпечувало б довготривале пасивне бюлопчне очищення стоюв.
Наступна проблема, що виникла шд час коригування проекту реконструкции пов'язана з тим, що протягом десятилиъ 1з первинних ввдстшнитв не викачували осаджений мул у мулов1 майданчики. Це призвело до утворення в об'ем1 вщстшниюв шару загуслих, практично затвердших фекалш (сапропелю)
висотою до 7 м вщ дна споруди. Прийняття принципового рiшення щодо проек-тування нових вiдстiйникiв чи реконструкцп наявних можливе було тiльки тсля очищення вiдстiйникiв вiд згуслого сапропелю та анатзу залишково'1 мiцностi армобетонних стшок i днища емностей. Вартють нових вiдстiйникiв iз надзем-ними та тдземними мережами оцiнювали фахiвцi ТзОВ "Композит" у 4,56,0 млн грн (у щнах 2009 р.); обгрунтована методика очищення емностей пер-винних вiдстiйникiв вiд затвердтого залишку тодi ж була невщома.
Постановка проблеми. Основний виклад. У розглядуваних КОС вiсiм первинних вщстшникш з,еднанi мiж собою вiдкритими наземними лотками та тдземними мулопроводами, сполученими з муловими майданчиками. Первиннi вщсттники - армобетоннi цилiндри з конусним днищем (рис. 1). Всерединi вщ-стiйника влаштовано металевий трубопровiд iз забiрником, сифонним випуском мулу та затрним вентилем.
Рис. 1. Загальний вигляд первинного вiдстiйника КОС
Функщонування вщсттника полягае у сповiльненнi потоку каналiза-цiйних вод, попередньо очищеного вiд твердих частинок у тсколовках, та оса-дженнi на донну частину частинок фекальних мас. Раз на якийсь час потрiбно вщкривати запiрний вентиль i тодi неосвгглена фракцiя фекальних вод - сапропель - випсняеться через сифонний трубопровщ на муловi майданчики. На час спостереження, у серпнi 2009 р., затвердлий залишок фекалiй у п'яти вщстшни-ках iз восьми сягав до 7 м вщ конусного дна у висоту, тобто об'ем згуслих та затвердлих фекальних мас перевищував 220 м3 у кожному з вщстшникш. Му-лопровщ був також заповнений згуслими фекал1ями на вiдповiдну висоту. В ш-ших трьох вiдстiйниках глибина затвердтого осаду не визначалась.
Для очищения вщспйникгв розглянуто HacTynHi пiдходи:
1. Вибирання згуслого сапропелю мШекскаватором i3 вузьким ковшем, що Mir би пройти мiж лотками ввдстшника. Спосiб не було реалiзовано, осыль-ки для вшзду екскаватора та вантажiвок на верхню вiдзначку вщстшника (9 м) потрiбно було збудувати спещальну шд'л'зну дорогу, а рух техшки м1ж вiдстiйниками був неможливий через наявнiсть мережi надземних лотыв та ймовiрнiсть пошкодження стiнок вщстшниыв.
2. Вибiр Грунту вручну було вщхилено внаслiдок значних обсягiв трудовитрат шдвищено!' небезпеки - робiтники мали б знаходитись всерединi вщстшни-ыв на пiдвiсних площадках в iзолюючих протигазах.
3. 1мпортна спецтехнiка прочищення каналiзацiйних мереж з робочим напором 400-500 м не застосовувалась.
4. Застосування мiнiземснаряда, зокрема фiрми Somic, вiдхилене через високу варткть експлуатацп та транспортування такого мехашзму.
5. Для виконання робiт прийнято таке ршення: розмивати напiрним потоком води затвердлий осадок з подальшим викачуванням розмитих мас у вто-ринш вiдстiйники або iншi емност! Устаткування, прийнятне для тако! ро-боти, передбачалось використовувати вiтчизняне за умови використання принципу роботи земснаряду.
Практична реалiзацiя. Доступ до внутршнього об'ему вiдстiйиика утруднено через наявш лотки (рис. 2 а), тому для виконання роби i3 помповим обладнанням застосовувалось необхiдне пiдiймальне устаткування. Насамперед помпою П з подачею 100 м3/год та напором 25 м було викачано верхнш шар води з ввдстшника до вившьнення поверхш загусло! маси сапропелю С. Ввдкачу-вана вода скидалась у лоток Л (рис. 2 б). Далi неочищеною водою iз сyсiднього лотка за допомогою консольно! помпи К iз брандспойтом на кiнцi шланга сап-ропелева маса розмивалась до консистенцп, що допускала викачування ц помпою П (рис. 2 в).
Цей спосiб виявився малоефективним, оскiльки вiн потребував тако! по-дачi води помпою К, щоб глибинна помпа П пiд час ц роботи для уникнення пе-регршання перебувала у постiйно формованш оператором затопленiй конyснiй частинi розмитого сапропелю. Води для таких машпуляцш було зазвичай недос-татньо, що спричиняло паузи в роботi. Крш цього, загyслi фекальнi маси выявились наповненi рештками полшерних пакувальних матерiалiв, що потрапляли в спчш води та проходили крiзь пошкодження видно! решiтки КОС. Цi нерозчин-нi рештки постшно забивали вхвдну сiткy глибинно! помпи П, що спричиняло часта технолопчш зупинки процесу. Влаштування сiткового боксу для ввдшен-ня полiмерних решток вiд фекальних мас не привело до кардинальних змiн, ос-юльки такий iмпровiзований очищувач теж постiйно забивався (рис. 2 г).
Для змiни обставин роботи, з метою формування стабшьного конусного заглиблення у розмитiй сапропелевш масi, залучався автомобiль МНС м. Мор-шина з насосною установкою напором 70 м. Чиста рiчкова вода через сифонний злив, вшьний кiнець якого було герметизовано, подавалась в донну частину ввд-стшника (рис. 2 д). Хоча конусна частина заглиблення не сформувалась, вияви-лось, що сифонний трyбопровiд працездатний та може забезпечити злив розми-то! маси на мyловi майданчики, де вода дренуе в землю, а згуслий сапропель може yтилiзyватись зпдно з технологiею очищення.
Г Ж
Рис. 2. Етапи очищення вгдапшника: а - свтлина поверхш згуслого сапропелю, б, в - схеми викачування верхнього шару води та розмитог сапропелевое маси, г - свiтлина 13 забрудненнями, д - схема роботи автомобшя МНС, е - схема пропонованог методики, е - завершення процесу, ж - навчальний семшар
Для забезпечення тако! методики очищення було запропоновано викорис-тання (рис. 2 е) глибинно! помпи П, яка виконувала забiр води з верхньо! частини вщспйника та подавала цю воду в глибинну частину резервуара для розмиття сапропелю з утворенням конусного заглиблення аж до кiнцевика сифонного трубопроводу. Розмит маси самопливом витшали через сифонний трубопровiд вщ-
повiдно до технолопчно! схеми КОС, а забруднення помпи П було мiнiмальним. Поповнення кiлькостi води в очищувальному ввдстшнику вiдбувалось за допомо-гою iншого наявного помпового обладнання - двох консольних помп К, глибин-но! помпи П2, яш додатково розмивали затвердлий мул. Для розрихлення мулу та початкового розблокування сифонного трубопроводу використовувалась ком-пресорна установка високо! продуктивност!, яка подавала стиснене пов^я пнев-молiнieю безпосередньо в масу затвердлих нечистот (на схем! не зображено). Повне очищения вiдстiйника ввдбувалось шляхом викачування залишку (рис. 2 е) та вигрiбания вручну налиплого на стшки i дно сапропелю.
Виконання роби з очищення ввдстшника розглянуто шд час постшно да-ючого навчального семiнару для працiвникiв ТзОВ "Композит" та сум!жних шдприемств (рис. 2 ж).
Висновки. Запропоновано, апробовано та реалiзовано на КОС м. Мор-шин методику очищення первинних ввдстшниюв ввд затвердлих фекалш - сапропелю, етапи яко! тишзуються. Виконуеться прочищення сифонних трубопровода високонашрним помповим обладнанням. Глибинною помпою велико! витра-ти вщбуваеться забiр води з верxиix шар1в вiдстiйника та подаеться гiдролiнiею у донну частину вiдстiйника. Розмип сапропелевi маси самопливом витiкають у мулов! майданчики. Поповнення води у ввдстшнику вiдбуваеться шляхом Г! подач! !з сусщшх вщстшниюв наявним помповим обладнанням. Додаткове розрихлення затвердлого сапропелю забезпечуеться подачею стисненого пов^я.
Лггература
1. Запольський А.К. Водопостачання, водовiдведення та яюсть води / А.К. Запольський. -К. : Вид-во "Вища шк.", 2005. - 671 с.
Мачуга О. С. Методика очистки отстойников канализационных очистительных сооружений от отверделого сапропеля
Устойчивое развитие неразрывно связано с умением эффективно очищать сточные воды от бытовых и производственных отходов, а также утилизировать такие отходы. Экономное восстановление эксплуатируемых канализационных очистительных сооружений требует в частности очистки и ремонта первичных отстойников, заполненных отверделым сапропелем. Для реализации такой задачи проанализирован ряд подходов. Предложена и апробирована методика очистки отстойников с использованием несложного насосного оборудования отечественного производства, базирующаяся на размывании отверделых масс фекальными водами из верхней части отстойника с выпуском такой смеси на иловые площадки.
Ключевые слова: отстойники очистительных сооружений, отверделый сапропель, методика очистки.
Machuga O.S. Cleaning Method for the Wastewater Treatment Plant Cesspools from the Hardened Sapropel
Sustainable development is closely connected with the ability to effectively clean the wastewater from the waste of livelihoods and technology, and to dispose of such waste. Budget restore operated wastewater treatment facilities required cleaning up and repairing the primary sedimentation tanks filled by hardened sapropel. A number of approaches for the implementing this task is analysed. Cesspool cleaning method by usage simple domestic production pumping equipment was proposed and tested. The method is based on solidified mass dilution by the fecal waters from the top of the tank and pouring that mixture on the slime sites.
Key words: wastewater treatment plant cesspools, hardened sapropel, methods of cleaning, sedimentation.
