btpsБезопасность техногенных и природных системSafety of Technogenic and Natural Systems2541-9129Don State Technical University10.23947/2541-9129-2017-2-76-93btps-152Research ArticleЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL SAFETY AND ENVIRONMENTAL PROTECTIONПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД С ПОМОЩЬЮ ВОЛОСЯНЫХ ЕРШЕЙ И АЭРАЦИИIMPROVING THE EFFICIENCY OF WASTEWATER TREATMENT USING HAIR BRUSHES AND AERATIONДрёмовВ. В.DremovV. V.НедопекинФ. В.NedopekinF. V.КуликовН. И.KulikovN. I.АртёмоваИ. А.ArtemovaI. A.Донбасская национальная академия строительства и архитектурыРоссияDonbas National Academy of Civil Engineering and ArchitectureRussian FederationДонецкий национальный университетРоссияDonetsk National UniversityRussian FederationСочинский государственный университетРоссияSochi State UniversityRussian Federation201730062017027693Copyright © Дрёмов В., Недопекин Ф., Куликов Н., Артёмова И., 20172017Дрёмов В., Недопекин Ф., Куликов Н., Артёмова И.Dremov V., Nedopekin F., Kulikov N., Artemova I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.bps-journal.ru/jour/article/view/152

В статье теоретически исследуются процессы комплексной очистки сточных вод, которые осуществляются гирляндами волосяных ершей и аэрацией, с учетом гидродинамического сопротивления ершей жидкому потоку и с определением времени залипания ершей. Для проведения расчетов разработана упрощенная физико-математическая модель, которая рассматривает жидкость, как элементарные жидкие кубики. Они реагируют с волосами ершей и пузырями воздуха, что приводит к удалению примесей. В ходе исследования установлено, что на скорость убывания примеси влияет количество волос в единице объема и плотность пузырьков воздуха. Также установлено, что при скоростях течения жидкости более 0,2 м/с обязательно необходимо учитывать гидродинамическое сопротивление ершей. Предложенные расчеты дают возможность более точно проектировать новые и модернизировать существующие устройства, чтобы повысить степень очистки жидкой среды с помощью процеживания и аэрации и облегчить уход за ними.

The article deals with the processes of complex waste water treatment, which are carried out with the sets of hair brushes and aeration, taking into account the hydrodynamic resistance of brushes to liquid stream with the definition of brushes sticking time. The simplified physical and mathematical model which considers liquid as elementary liquid cubes was developed for the calculations. These cubes interact with hair brushes and air bubbles resulting in the removal of impurities. During the study it was found that the number of hairs per unit volume and density of air bubbles greatly affects the stepping rate of impurities. It was established that it is necessary to consider the hydrodynamic resistance of brushes for a flow velocity more than 0.2 m/s. All the proposed calculations make it possible to design new devices and to upgrade the existing ones to provide a high degree of purification of liquid medium with the help of straining and aeration and to facilitate their maintenance.

камера очисткиволосяные ершиаэрацияжидкий потокгидродинамическое сопротивлениевремя залипанияcleaning camerahair brushesaerationliquid streamhydrodynamic resistancesticking timeReferencesКуликов, Н. И. Теоретические основы очистки воды / Н. И. Куликов, А. Я. Найманов, Н. П. Омельченко. — Макеевка. — 1999. — 8 с.Kulikov, N.I., Naymanov, A.Y., Omelchenko N.P. Teoreticheskie osnovy ochistki vody. [Theoretical basics of water cleaning.] Makeevka, 1999, p. 8 (in Russian).Устройство для очистки воды / Н. И. Куликов, Н. П. Омельченко, В. Р. Пудвиль. — А.С. 1450173 СССР, СКИ, ВО1Д 29/08, 35/10. — Опубликовано в БИ. — 1989. — №48.Kulikov, N.I., Omelchenko, N.P., Pudvil, V.R. Uctroystvo dlya ochistki vody. [A device for water cleaning] AS 1450173 USSR, SKI, VO1D 29/08, 35 / 10, published in BI, 1989, №48 (in Russian).Недопекин, Ф. В. Расчет гидродинамического сопротивления волосяных ершей жидкому потоку / Ф. В. Недопекин, В. В. Дремов, Н. И. Куликов // Вісник Донецького національного університету. Серія А. Природничі науки. — 2013. — №2 — С. 161–163.Nedopekin, F.V., Dremov, V.V., Kulikov N.I. Raschet gidrodinamicheskogo soprotivleniya volosyanykh ershey zhidkomu potoku. [Calculation of hydrodynamic resistance of hair brushes to liquid stream.] Vesntik Donetskogo natsional’nogo universiteta, ser. A., Prirodnye nauki, no.2, 2013, pp. 161-163 (in Russian).Дремов, В. В. Математическая модель процесса очистки воздушного потока волосяными ершами / В. В. Дремов, Ф. В. Недопекин, Н. И. Куликов // Математическое моделирование. — 2007. — №1. — С. 68–70.Dremov, V.V., Nedopekin, F.V., Kulikov, N.I. Matematicheskaya model’ protsessa ochistki vozdushnogo potoka volosyanymy ershami. [Mathematical model of cleaning process of airflow by hair brushes.] Matematicheskoe modelirovanie, no.1, 2007, p. 68-70 (in Russian).Дремов, В. В. Расчет эффективного удаления примесей в биореакторах с волосяными ершами / В. В. Дремов, Н. И. Куликов, Ф. В. Недопекин // Весник национального технического университета «ХПИ». — 2004. — №37. — С. 108–113.Dremov, V.V., Kulikov, N.I., Nedopekin F.V. Raschet effektivnogo udaleniya primesey v bioreaktorakh s volosyanymi ershami. [Calculation of the effective removal of contaminants in bioreactors with hair badgers.] Vestnik natsional’nogo tekhnicheskogo universiteta “KHPI”, 2004, no. 37, pp. 108-113 (in Russian).Недопекин, Ф. В. Расчет действия аэрации на процесс очистки сточных вод / В. В. Дремов, Н. И. Куликов // Вісник Донецького національного університету. Серія А. Природничі науки. — 2008. — №2. — С. 161–163.Nedopekin, F.V., Dremov, V.V., Kulikov, N.I. Raschet deystviya aeratsii na protsess ochistki stochnykh vod. [Calculation of aeration effect on the process of wastewater treatment.] Vesntik Donetskogo natsional’nogo universiteta, ser. A., Prirodnye nauki, no.2, 2008, pp. 161-163 (in Russian).Математическая модель процесса очистки воздушного потока комбинированным методом / В. В. Дремов, Ф. В. Недопекин, Т. И. Чубарь, В. А. Сорока // Вісник Донецького національного університету. Серія А. Природничі науки. — 2011. — №1. — С. 156–159.Dremov, V.V., Nedopekin, F.V., Chubar, T.I., Soroka V.A. Matematicheskaya model’ protsessa ochistki vozdushnogo potoka kombinirovannym metodom. [Mathematical model of the process of air flow cleaning by a combined method.] Vesntik Donetskogo natsional’nogo universiteta, ser. A., Prirodnye nauki, no.1, 2011, pp. 156-159 (in Russian).Недопекин, Ф. В. Экологическая проблема очистки сточных вод аэрацией / Ф. В. Недопекин, В. В. Дремов, Н. И. Куликов // Вісник Донецького національного університету. Серія А. Природничі науки. — 2008. — №2. — С. 471–473.Nedopekin, F.V., Dremov, V.V., Kulikov, N.I. Ekologicheskaya problema ochistki stochnykh vod aeratsiey. [The environmental problem of wastewater treatment by aeration.] Vesntik Donetskogo natsional’nogo universiteta, ser. A., Prirodnye nauki, no.2, 2008, pp. 471-473 (in Russian).Математическая модель явления очистки сточных вод ершами и аэрацией / В. В. Дремов, Ф. В. Недопекин, Н. И. Куликов, Т. И. Чубарь // Вісник Донецького національного університету. Серія А. Природничі науки. — 2009. — №2. — С. 335–337.Dremov, V.V., Nedopekin, F.V., Kulikov, N.I., Chubar, T.I. Matematicheskaya model’ yavleniya ochistki stochnykh vod ershami i aeratsiey. [Mathematical model of the phenomenon of wastewater treatment by brushes and aeration.] Vesntik Donetskogo natsional’nogo universiteta, ser. A., Prirodnye nauki, no.2, 2009, pp. 335-337 (in Russian).Шлихтинг, Г. Теория пограничного слоя / Г. Шлихтинг. — Москва : Наука. — 1974. — 712 с.Shlikhting, G. Teoriya pogranichnogo sloya. [Boundary layer theory.] M.:Nauka, 1974, 712 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.