Главная  Свойства 

 

Комбинированные сооружения биологической очистки сточных вод

 

Комбинаторика — математический термин, заимствованный теорией и практикой художественного проектирования, — особый творческий подход к формообразованию, основанный на поиске и исследовании закономерностей вариантного изменения пространственных структур, а также способов упорядочения проектирования объектов прикладного искусства и дизайна, состоящих из типизированных элементов. Она характеризуется многообразием подходов, обуславливаемых различиями, выдвигаемыми в ходе ее освоения и решения задач конкретного проектирования объектов.

 

Первый подход включает изучение и использование структурных закономерностей комбинаторики, включая основы комбина-торских соединений (перестановок, размещений, сочетаний), приемы структурирования плоскости, зависимости комбинаторности от особенностей геометрии элементов.

 

Второй подход — комбинаторика в контексте так называемых программируемых методов формообразования с выделением и использованием вероятностных свойств комбинаторных построений на базе оптимального количества элементов в системе.

 

Третий подход включает комбинаторику в сферу проблем художественного формообразования как средство сближения требований унификации и художественного своеобразия форм мебели.

 

Наиболее простое соединение, достаточно часто применяемое при проектировании мебели, — перестановка.

 

Перестановка определяет произвольное соединение п элементов. При этом предполагается, что все элементы различны. На 2.105 представлен пример композиционных построений изделия путем перестановки четырех различных элементов по вертикали.

 

При проектировании корпусной мебели часто встает задача, когда необходимо при наборе из п предметов скомпоновать композиционное построение только из m 2.10 Синтез соединений из четырех различных элементов. В образовании каждого решения участвуют все

 

элементы

 

Такой случай представлен на 2.10 Основой для его построения служит 2.10 У всех фигур этого рисунка отсечена верхняя часть, однако это не приводит к уменьшению возможных композиционных решений — Р = 4! = 2 Если же не учитывать их порядок, то можно выделить только четыре комбинации.

 

2.10 Композиционно различимые комбинации из четырех элементов по три

 

Применяя прогрессивные методы проектирования мебели на основе модульной координации размеров, проектировщик часто сталкивается с методами композиционных построений, отличными от рассмотренных. Эти принципиально новые с точки зрения комбинаторики композиционные решения получают с помощью следующих приемов: разбиения отдельного изделия на ряд самостоятельных подызделий (блоков), построения композиций из блоков, введения незаполняемых пространств между блоками, дополнения композиционных построений за счет элементов более низкого иерархического уровня. Представим каждый из приемов в отдельности.

 

Разбиение отдельного изделия на ряд самостоятельных блоков предусматривает расчленение единого конструктива из п модулей на несколько самостоятельных блоков, каждый из которых будет содержать п. модулей, таким образом, чтобы п = п1 +-п2 + ... + nm.

 

Примеры такого рода разбиений показаны на 2.10 Каждое решение не учитывает порядка блоков в образовании возможного композиционного решения и характеризует лишь конструктивно-компоновочный прием образования многообразия.

 

2.10 Метод увеличения числа композиционных решений корпусной мебели путем разбиения изделия из п элементов на несколько самостоятельных блоков

 

Синтез композиционных решений на базе блоков базового варианта производится на основе перестановок выделенных тем или иным способом разбиений изделия на блоки ( 2.10 . Если базовый вариант не имеет повторяющихся элементов, то количество перестановок

 

N = mk!, где тк — количество блоков в рассматриваемом базовом решении.

 

При повторяющихся элементах следует использовать (к).

 

Введение незаполняемых пространств между блоками. Варьируя мерой незаполненных интервалов, можно получить практически бесконечное количество композиционно различимых решений ( 2.109,а).

 

2.10 Метод увеличения числа композиционных решений корпусной мебели путем перемещений самостоятельных блоков по горизонтали (а) и горизонтали и вертикали (б) на примере одного из вариантов 2.108

 

Увеличение числа композиционных построений за счет их дополнения элементами более низкого иерархического уровня. К этим элементам могут быть отнесены декоративные навесные элементы: накладки, лицевая фурнитура и др., а также вспомогательные конструктивные элементы: стойки, подставки, полки и т. п. В отдельных случаях к дополнительным элементам относят самостоятельные изделия прикладного или декоративного искусства.

 

При выборе из многообразия решений, входящих в арсенал проектировщика, целесообразно учитывать применение для лицевых поверхностей изделий облицовочных и отделочных материалов различных фактур, текстуры, рисунка и цвета, использования возможностей современной технологии (тиснения, декалькомании, шелкографии, рельефных элементов из пластмасс, дерева, металла, различных покрытий с рисунком, нанесенным полиграфическим способом и т. д.) ( 2.11 .

 

В практике вариантного формообразования мебели находит применение также ряд типов комбинаторных построений, условно определяемых как «конструктор», «универсал» и «трансформация».

 

Конструктор — вид трансформирующейся морфологической структуры, состоящей из определенной номенклатуры базовых конструктивов, унифицированных и стандартизированных для всего множества функционально значимых трансформ. Трансформации конструктора обеспечиваются за счет морфологических особенностей конструктивов — элементов мебели, а также пространственно-временных и конструктивных способов их связи путем всевозможных пристыковок, механических соединений, «замков», «зажимов» и т. д.

 

Различают следующие виды конструктора: из одного конструктива (одноэлементный), из неповторяющихся конструктивов, модульный, агрегатный и типоразмерный.

 

Построения типа универсал основываются на создании изделий с формой, используемой в нескольких различных функциональных назначениях ( 2.11 . Получаемые таким образом использование по отдельности или одновременно.

 

2.11 Варианты оформления лицевых поверхностей дверок корпусной мебели

 

2.11 Комбинаторное построение «универсал»: качалка — стол — горка многоцелевые формы предусматривают их

 

Принцип морфологической трансформации — одно из средств подхода к разработке многоэлеметных, многопредметных комплексов. Трансформирующийся объект — это всякая материальная структура, способная принимать ряд функционально значимых состояний путем внутреннего переконструирования, совершающегося каждый раз в промежуточном, функционально-нейтральном состоянии.

 

Принцип трансформации может быть схематично представлен в виде модели: исходная трансформа — промежуточный процесс — новая трансформа. Сущность того или иного приема трансформации мебели заключена в особенностях промежуточного процесса, поскольку начальная и конечная трансформы в основном берутся как бы в готовом виде (диван-кровать, тумба-стол, шкаф-кровать и др.). Наиболее широкое распространение в мебели находит применение комбинаторных приемов трансформации, таких как добавление-убавление, складывание-раскладывание, вкладывание друг в друга и пр. Трансформационный эффект можно получить при помощи таких принципов: «гармошки», «ширмы», «книги», «зонтика», «матрёшки», «слоеного пирога» и т. п.

 

Для построений типа трансформация характерны два вида задач: трансформируемо-пакетируемая форма и штабелируемая форма.

 

Смысл трансформируемо-пакетируемой формы заключается в создании изделий, обладающих способностью к превращению в «нерабочем» состоянии в предельно компактную форму. К таким изделиям можно отнести: комбинированные шкафы с откидными,

 

выдвижными или выкатными кроватью, столом, стулом; кресло-кровать; диван-кровать и т. д. ( 2.11 .

 

Смысл штабелируемой формы заключается в создании форм изделий, основанных на комбинаторном использовании свойств равенства, подобия или предельной пространственной сочетаемости одинаковых или типоразмерных форм сложной пространственной конфигурации, позволяющей их штабелировать (складировать) в компактное целое. По способу штабелирования различают: штабелирование по вертикали, штабелирование со смещением вперед вверх; штабелирование со смещением в сторону вверх; штабелирование по горизонтали; штабелирование отдельными элементами ( 2.11 .

 

2.11 Комбинаторное построение «трансформация»: кровать-кресло

 

При использовании комбинаторики проектировщик должен учитывать, что не все композиционные решения будут обладать достаточно высокими эстетическими и функциональными качествами. Как правило, построения композиций и требования эргономики внесут дополнительные ограничения, учет которых приведет к уменьшению количества приемлемых композиционных решений.

 

Все это многообразие, значительно повышающее возможность создания высокохудожественных изделий, зависит напрямую от технологических и конструкторских решений.

 

2.11 Комбинаторное построение «трансформация»: штабелируемые табуреты

 

Это позволяет выделить такие установки в отдельный вид комбинированных сооружений и дать примерную их классификацию по группам и подгруппам:

 

Аэротенки с наполнителями (стационарными; блочными; сетчатыми тканевыми, засыпными; свободноплавающими).

 

В практике биологической очистки сточных вод, помимо биофильтров и аэротенков, находят применение комбинированные сооружения, имеющие признаки аэротенков и биофильтров, в которых сглаживаются недостатки биоокислителей обоих видов. Процесс биологической очистки в любом конструктивном оформлении зависит от двух основополагающих факторов благоприятных условий жизнедеятельности прикрепленного и свободноплавающего биоценозов, а также развитой поверхности для прикрепления биоценозов. Поиск оптимальных технологических схем и их аппаратурного оформления способствовал созданию нескольких направлений их решения.

 

Циркуляционные окислительные каналы (аналогично пп. 2 и .

 

Погружные биофильтры (дисковые; шнековые; барабанные с наполнителями; трубчатые).

 

Биореакторы (затопленные биофильтры).

 

Аэротенки, сблокированные с погружными биофильтрами (стационарными; плавающими).

 

Анаэробные с гранулированной загрузкой (аналогично п. 6. .

 

Аэрируемые биологические пруды (аналогично пп. 2 и .

 

Наиболее широко используются погружные биофильтры, аэротенки с наполнителями, биореакторы и биотенки.

 

Аэробные с гранулированной загрузкой (неподвижной и подвижной в псевдоожиженном состоянии).

 

По виду пространственных конструкций загрузки погружные биофильтры подразделяются на: дисковые, шнековые, трубчатые, барабанные. Наибольшее распространение в практике очистки сточных вод получили дисковые и барабанные.

 

Биотенки с секционированными емкостями (со сплошным днищем; с перфорированным днищем).

 

Погружные биофильтры выдерживают залповые поступления сточных вод, их целесообразно применять при большом коэффициенте не равномерности поступления сточных вод. Использование погружных биофильтров в технологических схемах очистки позволяет отказаться от рециркуляции сточных вод при прекращении их поступления на очистные сооружения. Наличие резервуара с обрабатываемой сточной водой и вращение пространственной конструкции загрузки исключает возможность засыхания биопленки.

 

Погружные биофильтры имеют признаки биофильтров и аэротенков. Погружной биофильтр состоит из следующих основных частей: резервуара; пространственной конструкции загрузки, обладающей развитой поверхностью и закрепленной на вращающемся горизонтальном валу, расположенном над поверхностью обрабатываемой в резервуаре сточной воды; лотков для распределения поступающей и сбора обработанной сточной воды; устройства, с помощью которого приводится во вращение горизонтальный вал.

 

Барабанные погружные биофильтры состоят из барабанов, закрепленных на вращающемся горизонтальном валу и заполненных загрузочным материалом. Жесткий корпус барабана обтягивается сеткой или другим материалом, а внутри корпуса помещаются засыпные загрузочные элементы, плоскостные материалы, блочные секции, на поверхности которых развивается биопленка. Барабаны длиной 2-3 м и диаметром 2-2,5 м помещаются в резервуары, куда поступает обрабатываемая сточная вода; частота вращения барабана 0,5-5 мин 1; степень погружения барабанов в обрабатываемую сточную воду 0,3-0,45 диаметра ( 12.2 .

 

Погружные биофильтры имеют ряд преимуществ по сравнению с биофильтрами и аэротенками: индустриальны в строительстве; компактны; имеют малую энергоемкость; просты и надежны в эксплуатации; не требуют больших перепадов высот при движении воды, что свойственно всем другим биофильтрам, а при наличии перепада, равного 0,5 1 м, горизонтальный вал может вращаться за счет энергии падающего потока сточной воды.

 

12.2 Схема погружного дискового биофильтра:

 

Дисковые погружные биофильтры ( 12.2 состоят из дисков диаметром 1 5 м (целесообразно 2-3 м), собираемых в пакеты по 30 180 ; штук и закрепляемых на вращающемся горизонтальном валу на расстоянии ; 10 25 мм друг от друга. Диски выполняются из металла, пластмасс, асбестоцемента, тканей; их толщина составляет 1-10 мм. Частота вращения горизонтального вала с пакетом дисков 1 50 мин 1 (чаще 2-10 мин ; сте ; пень погружения дисков в обрабатываемую сточную воду 0,3 0,45 диаметра. Сточная вода подается в распределительный лоток, а затем в резервуар погружного биофильтра, где пакеты дисков постоянно вращаются с помощью электродвигателей или других устройств. На поверхности дисков закрепляются и развиваются колонии микроорганизмов, образующие биопленку, близкую по видовому составу биопленке биофильтров с объемной ь и плоскостной загрузкой. При нахождении части поверхности дисков с биопленкой в жидкой фазе осуществляется процесс сорбции на ней нерас-творенных, коллоидных и растворенных органических загрязнений, содержащихся в обрабатываемой сточной воде. При повороте пакета дисков биопленка оказывается на воздухе, где происходит интенсивное поглощение кислорода и окисление сорбированных загрязнений. За счет вращения дисков осуществляется также процесс аэрации обрабатываемой сточной воды. Часть биопленки, включая отработавшую, отрывается от поверхности дисков и находится в обрабатываемой сточной воде во взвешенном состоянии аналогично хлопьям активного ила. Таким образом, процессы окисления органических загрязнений сточной воды осуществляются как биопленкой на поверхности дисков (аналогично биофильтру), так и активным илом в объеме обрабатываемой воды (аналогично аэротенку). В зависимости от состава сточных вод и необходимой степени очистки число ступеней дисковых погружных биофильтров составляет 1 4 и более, эффективность их работы 50-98%, нагрузка по БПКП0ЛН на 1 м2 поверхности дисков до 200 г/(м2/сут). Время пребывания сточных вод в резервуаре 0,5-3 ч. Концентрация органических загрязнений в поступающих сточных водах не ограничивается. Расчет дисковых погружных биофильтров сводится к определению необходимой площади поверхности дисков, их диаметра и числа, частоты вращения пакета дисков, числа ступеней, времени пребывания обрабатываемых сточных вод в резервуаре и др.

 

1 подводящий лоток; 2 электродвигатель с редуктором; 3 резервуар; 4 секция биофильтра; 5 вал; 6 промежуточная опора; 7 секции со стержнями; 8 отводящий лоток; 9 гибкая пластмассовая пленка; 10 кожух биофильтра

 

1 подача сточных вод; 2-5 соответственно первая, вторая, третья и четвертая ступени погружного дискового биофильтра; 6 выпуск обработанных сточных вод

 

Для обеспечения механической прочности внутри барабана устанавливаются ребра жесткости, а также устраиваются поперечные и продольные перегородки, которые делят барабаны на шесть восемь секторов. В качестве загрузки используются металлические, пластмассовые и асбе-стоцементные гофрированные, перфорированные и гладкие листы, мягкие тканевые и пленочные материалы, блочные загрузочные элементы из пластмасс, которые крепятся к каркасу барабанного биофильтра. Засыпные элементы из нарезанных пластмассовых труб, различного вида изделий из пластмасс, металла, а также волокнистые материалы заполняют сектор погружного барабанного биофильтра на 60-90% объема. Число секций барабанов на одном горизонтальном валу достигает 8-1 Если число секций более двух, то необходимо устраивать промежуточные опоры для вращающегося горизонтального вала. Обрабатываемая сточная вода из резервуара сквозь сетку поступает внутрь барабана и контактирует с загрузочным материалом, на поверхности которого закрепляется биопленка. При вращении барабана элементы загрузки попеременно оказываются то в жидкости, то на воздухе. Процессы биологической очистки сточных вод осуществляются аналогично процессам в дисковых погружных биофильтрах. Если используются засыпные твердые или волокнистые элементы, то при вращении барабана они перемещаются внутри его секторов, что обеспечивает эффективный контакт закрепленной биопленки с обрабатываемой сточной водой и высокую дозу биомассы в объеме резервуара. Расчет погружных барабанных биофильтров сводится к определению площади поверхности загрузочного материала. В зависимости от концентрации органических загрязнений в исходной сточной воде и необходимой степени очистки определяются технологические параметры работы барабанных биофильтров и их конструктивные размеры.

 

12.2 Восьмисекционный погружной барабанный биофильтр:

 

12.2 Односекционный погружной барабанный фильтр:

 

На 12.24 приведён односекционный погружной барабанный биофильтр, для загрузки секций которого могут быть использованы обрезки пластмассовых труб, шаровидные и другие пористые материалы, имеющие развитую поверхность и небольшую плотность.

 

Погружные биофильтры применяются для полной и неполной биологической очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод на сооружениях пропускной способностью от 1 м7сут до 150 тыс.м /сут. Оптимальная область применения это комплексы сооружений по очистке сточных вод пропускной способностью 200 1000 м /сут от населенных мест и промышленных объектов. Погружные биофильтры устанавливаются после сооружений предварительной механической очистки; разделение биологически очищенной сточной воды и отработавшей биомассы (биопленки и активного ила) осуществляется во вторичных отстойниках. В целях обеспечения большей надежности работы погружные биофильтры следует устраивать не менее чем в две ступени и не менее чем в Две технологические линии в отапливаемых или неотапливаемых павильонах (зданиях).

 

1 подводящий лоток; 2- электродвигатель с редуктором; 3 резервуар; 4 вал; 5 барабан из металлической сетки; 6 каркас жесткости; 7 отводящий лоток; 8 перегородки; 9 секторы барабана; 10 загрузочные плоские и гофрированные листы; 11 загрузочные блоки; 12 засыпной загрузочный материал (обрезки труб, шарики и т.п.)

 

Аэротенки с наполнителями. Известно, что интенсивность биологической очистки в аэротенках в значительной мере определяется концентрацией активного ила. В то же время увеличение его дозы в классических конструкциях (вытеснителях, смесителях) более 3 г/л снижает надёжность и эффективность работы системы аэротенк вторичный отстойник. Одним из возможных путей увеличения биомассы в аэротенке, а соответственно и интенсификации его работы является введение в жидкую фазу инертных материалов, служащих основой для прикрепления и развития на поверхности этих материалов колоний микроорганизмов, аналогично биоплёнке в биофильтрах.

 

На 12.25 дан пример повышения пропускной способности Циркуляционного окислительного канала и эффективности очистки сточных вод за счет установки в аэрируемые каналы погружных дисковых и барабанных биофильтров.

 

На 12.26, а показано устройство аэротенков со стационарным инертным заполнителем в виде блочной загрузки. Блоки загрузочного материала размещаются, как правило, над системой аэрации для обеспечения рационального прироста биомассы на загрузочном материале и частичной её регенерации. Стационарный загрузочный материал устанавливается на специальные подставки или крепится к рамам, зафиксированным на дне или стенах аэротенка.

 

12.2 Погружные биофильтры, совмещенные с циркуляционным окислительным каналом

 

Наиболее целесообразно применять загрузочные материалы при реконструкции существующих аэротенков для повышения производительности и эффективности их работы. Количество наполнителя (носителя), по Данным отечественных и зарубежных исследователей, не должно превышать 30г% от общего объёма аэрационной части.

 

Известные методы борьбы со вспуханием акитивного ила в аэро-текнках классической конструкции сводились в основном к подавлению деятельности нитчатых микроорганизмов, которые обладают высокой окислительной способностью и хорошей способностью прикрепляться к различным поверхностям. Введение в аэротенки загрузочных материалов позволяет значительно увеличить дозу биомассы, закрепить на поверхности загрузочного материала нитчатые бактерии активного ила и тем самым обеспечить более надёжную работу сооружений.

 

12.2 Аэротенк со стационарным наполнителем и аэротенк со свободноплавающим наполнителем:

 

На 12.26, б приведена конструкция аэротенка со свободноплавающим загрузочным материалом. Для предотвращения смещения всей массы загрузки в конец коридора и выноса во вторичные отстойник по длине его устанавливаются сетки, разделяющие аэротенк на отдельные секции.

 

1 подводящий лоток; 2 рециркуляционный активный ил; 3 воздухопровод; 4 аэротенк; 5 лоток иловой смеси на вторичные отстойники; б аэрационная система; 7 плоскостной блочный наполнитель; 8 свободноплавающий наполнитель

 



Фундаменты на проса дочных грунтах. Кровли из асбестоцементаых плоских и волнистых листов. Кровли из мягких материалов. Крыши бань и саун. Легированные стали и твердые сплавы. Малярные работы. Материалы и изделия из горных пород.

 

Главная  Свойства 



0.0119