AGRIS - 

Data provenance by Country

2023

Shatashvili, T.A. | Badekin, M.Yu. | Ivakhnenko, N.N. | Konoplin, N.A.

The shortage of fresh water resources has stimulated the use of treated wastewater in micro-irrigation systems. The main purpose of the research is to predict the turbidity at the outlet in sand-filled filters working with regenerated effluents using Gaussian processes in combination with the LBFGSB parameter optimization method. The work has been carried out according to an innovative methodology that combines the approach of regression of Gaussian processes with the Broyden-Fletcher-Goldfarb optimization algorithm with limited memory in order to predict the turbidity parameter of water at the outlet of sand-filled filters used in micro-irrigation systems. The order of significance of the variables involved in predicting "Turbidity" parameter at the outlet of sand filler filters has been established. In particular, the input variable "Turbidity" can be considered to be the most important parameter in making a forecast. The methodology used in the work can be successfully applied to other filtration processes with the same or different types of filter material, but the characteristics of each filter and experiment must always be taken into account. | Нехватка ресурсов пресной воды стимулировала применение очищенных сточных вод в системах микроорошения. Основная цель исследований – спрогнозировать мутность на выходе в фильтрах с песчаным наполнителем, работающих с регенерированными стоками, с использованием гауссовских процессов в сочетании с методом оптимизации параметров LBFGSB. Работа выполнена по инновационной методологии, сочетающей подход регрессии гауссовых процессов и алгоритма оптимизации Бройдена-Флетчера-Гольдфарба с ограниченной памятью с целью прогнозирования параметра мутности воды на выходе из фильтров с песчаным наполнителем, используемым в системах микроорошения. Установлен порядок значимости переменных, участвующих в прогнозировании параметра "Мутность" на выходе из фильтров с песчаным наполнителем. В частности, входная переменная "Мутность" может считаться наиболее важным параметром при проведении прогноза. Применяемая в работе методология может быть успешно использована для других процессов фильтрации с аналогичными или разными типами фильтрующего материала, но при этом всегда необходимо учитывать характеристики каждого фильтра и эксперимента.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Klimov, V.A. | Nikiforov-Nikishin, D.L. | Kochetkov, N.I. | Gorbunov, A.V.

There is considered the effect of ultraviolet (UV) radiation and ultrasound (US) on the qualitative and quantitative periphyton indicators of the filtration elements in recirculating aquaculture system (RAS) under different treatment regimens. It is assumed that the combined effect of UV and US will improve the efficiency of water treatment in the RAS and also contribute to the elimination of pathogenic microorganisms. The maximum diversity of periphyton organisms was observed in the absence of UV and US action. A total of 26 taxonomic units were found, with some of them categorized as unclassified (Unclassified_Rotifer; Unclassified_Nematode). High relative frequency of occurrence was noted for the species Arcella vulgaris (16.86%), Centropyxis aculeata (21.03%), and Arcella sp. (16.86%) of the testate amoebae class in the control group. Ciliates were also represented by a large number of species. Of 10 infusoria detected, 6 belonged to free-living forms and 4 to sessile forms. Vorticella convallaria (16.21%), Stylonychia pustulata (13.98%), Zoothamnium sp. (13.98%) had the highest relative occurrence in the control. UV radiation led to changes in the abundance of certain groups of hydrobionts, in particular, representatives of ciliates and oligochaetes. Using a UV source reduced the relative frequency of Arcella sp. and Centropyxis sp. to 3.33 and 6.66% respectively, relative to the control. The combined impact of US and UV caused a significant decrease in the relative frequency of Ciliate and Oligoheata, but had little effect on testate amoebae and rotifers. According to the results obtained, it can be supposed that the presence of an additional source of US radiation contributes to the reduction of the number of free-living forms of parasitic infusoria and can prevent the development of microbial and parasitic diseases. Thus, additional studying the biofilter microbial community under the influence of UV and US radiation is required. | Рассмотрено влияние ультрафиолетового (УФ) излучения и ультразвука (УЗ) на качественные и количественные показатели перифитона элементов фильтрации установки замкнутого водоснабжения (УЗВ) при различных режимах очистки. Предполагается, что совместное действие УФ и УЗ позволит улучшить эффективность очистки воды в УЗВ, а также способствует уничтожению патогенных микроорганизмов. Максимальное разнообразие организмов перифитона отмечалось в случае отсутствия УФ и УЗ воздействия. Всего было обнаружено 26 таксономических единиц, при этом некоторые из них были причислены к группе неклассифицированных (Unclassified_Rotifer; Unclassified_Nematode). Из отряда раковинных амеб в контроле высокая относительная частота встречаемости была отмечена для следующих видов: Arcella vulgaris (16,86%), Centropyxis aculeata (21,03%), Arcella sp. (16,86%). Цилиаты также были представлены большим количеством видов. Из 10 представителей инфузорий 6 относились к свободноживущим формам, а 4 к сидячим. Наибольшей относительной встречаемостью в контроле обладали Vorticella convallaria (16,21%), Stylonychia pustulata (13,98%), Zoothamnium sp. (13,98%). УФ приводило к изменению численности отдельных групп гидробионтов, в частности представителей цилиат и олигохет. Использование источника УФ привело к снижению относительной частоты встречаемости Arcella sp. и Centropyxis sp. до 3,33 и 6,66% соответственно относительно контроля. Совместное действие УЗ и УФ вызывало достоверное снижение относительной частоты встречаемости Ciliate и Oligoheata, практически не оказывая влияния на раковинных амеб и коловраток. Исходя из полученных результатов можно предположить, что наличие дополнительного источника УЗ-излучения способствует сокращению численности свободноживущих форм паразитических инфузорий и будет препятствовать развитию микробных и паразитарных заболеваний. Таким образом, требуется дополнительное изучение микробного сообщества биофильтра при воздействии УФ- и УЗ-излучения.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2020

Bryndina, L.V. | Korchagina, A.Yu., Voronezh State Forestry Univ.

Сточные воды агропромышленных комплексов богаты органическими компонентами. Наиболее универсальной считается их биологическая очистка. Она обеспечивает высокую скорость протекания процессов биодеструкции загрязнений. Но из-за высокой концентрации поступающих загрязнений микробиом активного ила может снизить свою очищающую способность. Для эффективного разложения таких соединений необходима высокая скорость аэрации, так как в составе активного ила преобладают аэробные микроорганизмы. Часто в реальных условиях времени на окисление этих веществ микробными сообществами недостаточно. Этот дисбаланс между поступающими органическими веществами и окисленными микробиотой активного ила приводит к росту нитчатых бактерий, являющихся одной из причин вспухания активного ила. Было исследовано влияние высоких концентраций загрязняющих веществ в сточных водах на консорциум микроорганизмов активного ила. Объектами исследования были сточные воды и активный ил предприятий АПК г. Воронежа, микробиом кишечника свиней. Анализ физико-химического состава сточных вод проводили по стандартным методикам. Состав бактериоценоза активного ила, микробиома кишечника свиней определяли стандартными методами посева в жидкие и плотные питательные среды. Установлена корреляционная зависимость между снижением концентрации загрязняющих веществ и регенерацией биоценоза активного ила. Снижение общего уровня загрязнения исходных стоков по химической потребности в кислороде на 59,8% привело к увеличению численности флокулирующих микроорганизмов на 41,7%. Благодаря активизации гетеротрофных микроорганизмов наблюдалась глубокая деструкция аминного азота (99%) и фосфора (71,4%). | Wastewater from agro-industrial complexes is rich in organic components. Biological method is considered to be the most universal for their purification. It provides a high rate of biodegradation of pollution. But due to the high concentration of incoming pollutants, activated sludge microbiome can reduce its cleaning ability. High aeration rate is required for the effective decomposition of such compounds, since aerobic microorganisms predominate in the activated sludge. Under real conditions, the time for the oxidation of these substances by microbial communities is often insufficient. This imbalance between incoming organic matter and oxidized activated sludge microbiota leads to the growth of filamentous bacteria, which is one of the reasons of activated sludge swelling. The influence of high concentrations of pollutants in wastewater on a consortium of microorganisms of activated sludge was investigated. The study objects were wastewater and active sludge of the agro-industrial enterprises of the Voronezh-city, porcine intestinal microbiome. Physical and chemical composition of the wastewater was carried out according to standard methods. The composition of the activated sludge bacteriocenosis and pig intestine microbiome were determined by standard methods of inoculation in liquid and solid nutrient media. A correlation between the decrease in the concentration of pollutants and regeneration of activated sludge biocenosis has been established. A 59.8% decrease in the overall contamination level of source effluents as to chemical requirement for oxygen led to an increase in the number of flocculating microorganisms by 41.7%. Deep destruction of amine nitrogen (99%) and phosphorus (71.4%) was observed due to the activation of heterotrophic microorganisms.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Ariskina, Yu.Yu. | Mityaeva, L.A. | Domashenko, Yu.E. | Vasil'ev, S.M., Russian Research and Development Inst. of Land Improvement Problems. Novocherkassk, Rostov Region

The aim of the study is to determine the effectiveness of groundwater treatment through filter-sorption loading by choosing the optimal ratio of its components and loading height. Rounded (natural) quartz sand with a particle size of 0.8–2.0 mm and activated carbon on a coal-mining basis with a particle size of 1.5–2.8 mm was used as components of the filter-sorption loading in the given studies. During the research various ratios of these components with different loading heights were used. The existence of a functional relationship between several filtration loading components ratio options and its height is determined during the experimental data analysis. The obtained experimental dependences show at what filter load and loading height the process of groundwater treatment was most effective. At a maximum loading height of 0.8 m, the water treatment efficiency increases to 99%, but the filtering speed decreases to 0.7 m/h. Conclusion: there is a decrease in the iron concentration from 0.64 to 0.18 milligrams per cub. dm, manganese from 2.25 to 0.38 mg per cub. dm, stiffness from 22.6 to 18.2 dH and suspended solids from 1.2 to 1.1 mg per cub. dm in relation to the source groundwater, with all variants of the filter loading ratio. This justifies the effectiveness of the developed filter-sorption loading. As a result of the studies the high purification efficiency was observed at a loading ratio of 3:1. The decrease in iron concentration reached 72%, manganese – 86%, hardness – 30%, suspended solids – 10%. Laboratory experiments have shown that a decrease in the amount of iron, manganese and suspended solids in water depends on the filter loading height and the filtration rate. Thus, the best option is a loading height of 0.5 to 0.7 m with a filtration rate of 3.7 to 2.4 m per h with a ratio of 3:1. | Цель исследования - определение эффективности очистки подземных вод через фильтровально-сорбционную загрузку за счет выбора оптимального соотношения ее компонентов и высоты загрузки. В качестве компонентов фильтровально-сорбционной загрузки использовался окатанный (природный) кварцевый песок с размером фракций 0,8–2,0 мм и активированный уголь на каменноугольной основе с размером фракций 1,5–2,8 мм, а также использовались различные соотношения данных компонентов с различной высотой загрузки. Анализ экспериментальных данных устанавливает наличие функциональной связи между несколькими вариантами соотношения компонентов фильтрационной загрузки и ее высотой. Полученные экспериментальные зависимости показывают при какой загрузке фильтра и высоте загрузки наиболее эффективно происходил процесс очистки подземной воды. При максимальной высоте загрузки 0,8 м эффективность очистки воды повышается до 99%, но снижается скорость фильтрования до 0,7 м/ч. Выводы: по отношению к исходной подземной воде при всех вариантах соотношения фильтровальной загрузки наблюдается снижение концентрации железа с 0,64 до 0,18 мг/дм3, марганца с 2,25 до 0,38 мг/дм3, жесткости с 22,6 до 18,2 Ж и взвешенных веществ с 1,2 до 1,1 мг/дм3. Это обосновывает эффективность разработанной фильтровально-сорбционной загрузки. В результате проведенных исследований высокая эффективность очистки наблюдалась при соотношении загрузки 3:1. Снижение концентрации железа достигало 72%, марганца – 86%, жесткости – 30%, взвешенных веществ – 10%. Проведенные опыты показали, что снижение в воде количества железа, марганца и взвешенных веществ зависит от высоты фильтровальной загрузки и скорости фильтрования. Таким образом, оптимальным вариантом является высота загрузки от 0,5 до 0,7 м со скоростью фильтрования от 3,7 до 2,4 м/ч при соотношении 3:1.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Novikova, I.V. | Luneva, E.N. | Gritsaj, A.V., Don State Agrarian Univ. Novocherkassk Inst. of Engineering and Land Reclamation, Rostov Region

The purpose of the research is to select the optimal variant of the process flow diagramand structure of water purification facilities parameters based on data analysis of water quality in the water source and requirements of drop bottles for water quality with the obligatory linking the treatment plants capacity with design water discharge of the irrigation system. In the course research requirements for the irrigation water quality depending on the nature of the water flow were formulated. The location plans of sewage treatment plants in drip irrigation systems are proposed. Recommendations on choosing the optimal variant of the water treatment scheme in drip irrigation systems depending on the quality of the source water are given. When using water sources with a high content of suspended solids up to 1000 mg/l for irrigation, a two-step purification of the source water is necessary. With the required capacity of sewage treatment plants up to 3750 m3 per h, the treatment using a drum grid with cell sizes from 0.025 to 0.25 mm or pressure mesh screens with cell sizes from 0.2 to 2.5 mm plus coarse-grained filters is recommended. The performance of hydrocyclones, coupled with gravel-quartz filters or floating load filters reaches 20 m3 per h when the content of suspended particles in the source water is up to 300 mg/l. The rationality of using a particular facilities complex depends on the technological and economic efficiency of their work on a specific water, on the type of drip irrigation system adopted, which requires careful study at the methodological design stage. | Цель исследований – выбор оптимального варианта технологической схемы и состава параметров сооружений для очистки воды на основании анализа данных о качестве воды в источнике и требований, предъявляемых к качеству воды капельницами, при обязательной увязке производительности очистных сооружений с расчетным расходом воды оросительной системы. В ходе работы сформулированы требования к качеству оросительной воды в зависимости от характера истечения воды. Предлагаются схемы расположения очистных сооружений в системах капельного орошения. Даются рекомендации по выбору оптимального варианта схемы водоподготовки на системах капельного орошения в зависимости от качества исходной воды. При использовании для целей орошения водоисточников с высоким содержанием взвешенных веществ до 1000 мг/л необходима двухступенчатая очистка исходной воды. При требуемой производительности очистных сооружений до 3750 м3 в час рекомендуется принимать очистку с помощью барабанной сетки с размерами ячеек от 0,025 до 0,25 мм или напорных сетчатых фильтров с размерами ячеек от 0,2 до 2,5 мм плюс крупнозернистые фильтры. Производительность гидроциклонов вкупе с гравийно-кварцевыми фильтрами или фильтрами с плавающей загрузкой достигает 20 м3 в час при содержании взвешенных частиц в исходной воде до 300 мг/л. Рациональность применения конкретного комплекса сооружений зависит от технологической и экономической эффективности их работы на конкретной воде, от принятого типа капельниц оросительной системы, что требует тщательной проработки на стадии методологического проектирования.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2017

Golovina, N.A. | Domashenko, Yu.E. | Vasil'ev, S.M., Russian Research and Development Inst. of Land Improvement Problems. Novocherkassk, Rostov Region

The aim of the work was the development of an effective and environmentally safe filter element for drip irrigation, the main component of which is burnt mine waste rocks. Acceptability of the application of the material in question is set up on the basis of guidelines for the hygienic assessment of filter materials and sanitary regulations and standards 2.1.4.1074-01. The rock composition was determined by a scanning electron microscope equipped with an energy-dispersive analysis system of the characteristic X-radiation X-Act, radiation measurements were carried out by using a dosimeter-radiometer MSK-AT 1117. As a result, the content of the basic substances in the composition of material was determined: Na and Mg – 1.4%, Al – 26%, Si – 47.4%, P – 0.4%, S – 1.5%, K – 5.0%, Ca and Ti – 1.1%, Mn – 0.3%, Fe – 13.9%, Ba – 0.4%, which allows referring it to hazard class IV category -. The technology of manufacturing a filtering material is presented, which comprises fractionating the burned rock, washing, drying, mixing all components in prescribed proportions, laying in molds and drying out. On the basis of the experimental data, a ternary three-dimensional surface diagram has been constructed, which makes it possible to determine the time for flushing a burnt rock of various compositions of the fractions used. Thus, the filter element, made on the basis of burned mining wastes according to the proposed technology, meets the requirements for filtering materials used for drinking water purification and can be used for drip irrigation. | Целью работы являлась разработка эффективного и экологически безопасного фильтрующего элемента для капельного орошения, основным компонентом которого являются горелые породы терриконов. Допустимость применения рассматриваемого материала устанавливается на основании методических указаний по гигиенической оценке фильтрующих материалов и СанПиН 2.1.4.1074-01. Состав породы определялся при помощи сканирующего электронного микроскопа, оборудованного системой энергодисперсионного анализа характеристического рентгеновского излучения x-Act; радиационные измерения проводились с помощью дозиметра-радиометра МСК-АТ 1117. В результате определено содержание основных веществ, входящих в состав материала (Na и Mg – по 1,4%, Al – 26%, Si – 47,4%, P – 0,4%, S – 1,5%, K – 5,0%, Ca и Ti по – 1,1%, Mn – 0,3%, Fe – 13,9%, Ba – 0,4%), что позволяет отнести его к IV классу опасности. Представлена технология изготовления фильтрующего материала, включающая фракционирование горелой породы, промывку, сушку, смешение всех компонентов в заданных пропорциях, закладку в формы и высушивание. На основании экспериментальных данных построена тернарная трехмерная диаграмма поверхности, позволяющая определить время промывки горелой породы различного состава используемых фракций. Таким образом, фильтрующий элемент, изготовленный на основе горелых отходов горнодобывающей промышленности по предложенной технологии, соответствует требованиям, предъявляемым к фильтрующим материалам, применяемым для очистки питьевой воды, и может быть использован для капельного орошения.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2017

Saitov, V.E. | Kotyukov, A.B., Research and Development Inst. of North-Eastern Agriculture, Kirov

The research on the problem of improving the efficiency of operation of crevice filter, applied for water purification at livestock breeding complexes was carried out at the laboratories of the Perm State Technical University and the Perm State Agricultural Academy. A method of eliminating unevenness of water consumption distribution according to the height of loading of the crevice filter by means of non-uniform perforation of the central reception pipe with dual boot was proposed. The proposed filter construction has 2 reservoirs (loadings) of the same material category of the volume of 0.116 m3 each that allows increasing the water consumption through the filter up to 11 m3/h. The central pipe unlike the crevice filter is made with round openings. The number of the round openings mentioned above is different according to the height of this pipe, the number of which increases from bottom of the pipe to its top. The central pipe is divided into 4 conventional zones (according to the height) with a various number of openings (these of the same diameter) in each; that is, every zone has its specificity in terms of value of the quick cross-section of the flow. Filter modifications had been made of the carbon fiber sorbent (CFS) l and an activated carbon fiber. The installation comprises a voltmeter with maximum measured voltage of 1.5 v and the scale division of 0.01 B. The strip of CFS material had been applied as a step rheochord. The power supply of current with a certain range of setting - the voltage from 0 to 127 V, the amperage from 0 to 999 mA - was employed as a source of supply. The precision of voltage setting was 0.1 V, amperage – 1 mA. Connecting wires were made of copper. The modification was implemented with linear scale lambda L = 2. The research was carried out by the method of electrohydrodynamic analogues of liquid distribution on the quick cross-section of the implemented filter. It confirmed the uniformity of consumption distribution according to the height of its loading, stipulating the improvement of the quality of water purification from various contaminants. | Исследования по вопросу совершенствования эффективности работы щелевого фильтра, применяемого для очистки воды на животноводческих комплексах, проводились в лабораториях ПГТУ (Пермского государственного технического университета) и Пермской ГСХА. Предложен способ устранения неравномерности распределения расхода жидкости по высоте загрузки щелевого фильтра с помощью неравномерной перфорации центральной приемной трубы с двойной загрузкой. В предложенной конструкции фильтра имеются 2 емкости (загрузки) из одного вида материала объемом 0,116 м3 каждая, что позволяет повысить расход воды через фильтр до 11 м3/ч. Центральная труба, в отличие от щелевого фильтра, выполнена с круглыми отверстиями, количество которых увеличивается от низа к верху трубы. Центральная труба разделена на 4 условные зоны (по высоте) с различным суммарным количеством отверстий (отверстия одинакового диаметра) в каждой; то есть каждая зона имеет свое отличное по величине живое сечение потока. Модели фильтров выполнялись из углеродного волокнистого сорбента (УВС) и активированной углеродной ткани. В установке использовался милливольтметр с максимальной измеряемой величиной напряжения 1,5 В и ценой деления 0,01 В. В качестве шагового реохорда была применена полоска УВС. Источником питания являлся блок питания постоянного тока с диапазонами установки: напряжение от 0 до 127В, силы тока от 0 до 999мА. Точность установки напряжения 0,1 В, силы тока 1мА. Соединительные провода в установке медные. Модель выполнена с линейным масштабом лямбда L= 2. Проведенные исследования методом электрогидродинамических аналогий распределения жидкости по живому сечению разработанного фильтра подтвердили равномерность распределения расхода по высоте его загрузки, обусловливающую повышение качества очистки воды от различных загрязнений.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Кrasnovа, T.A. | Timoshсhuk, I.V. | Shul'zhenko, Yu.S., Kemerovo Inst. of Food Science and Technology

Изучали влияние приоритетных органических контаминантов на стойкость витаминов (B1, B2, B5, B6) в восстановленной сыворотке, используемой в производстве фруктово-сывороточных напитков. Объектами исследования были сыворотка, приготовленная на воде без органических примесей (контроль (КН)), и опытные сыворотки (ОС) приготовленные на воде содержащей фенол (ОС1), хлорфенол (ОС2) и хлороформ (ОС3). Эксперимент длился 12 сут. Содержания витаминов в КН и ОС определяли методом капиллярного электрофореза с интервалом в 2-е сут. Установили, что исходное содержание витаминов B1, B2, B5, B6 в КН составляло 0,2; 1,3; 0,4; 0,05 мг/100 г соответственно. Содержание всех витаминов в КН и ОС3 не менялось в течение всего эксперимента. В ОС1 и ОС2 содержание витамина B1 снижалось на 40 и 54 %, витамина B2 – на 35 и 39%, витамина B5 – на 29 и 25%, витамина B6 на 22 и 32% по отношению к начальному уровню соответственно. Все отмеченные изменения происходили в течение первых 4 суток. Сделан вывод о необходимости дополнительной очистки воды от органических примесей перед ее использованием в производстве фруктово-сывороточных напитков. | Studied was the influence of priority organic contaminants on the vitamin stability (B1, B2, B5, B6) in reduced whey used in the production of fruit-whey drinks. The research objects were a whey prepared with water without organic impurities (control whey (CW) and experimental wheys (EW) prepared with water containing phenol (EW1), chlorophenol (EW2) and chloroform (EW3). The experiment lasted 12 days. The contents of vitamins in CW and EW were determined by the capillary electrophoresis method 2 days apart. The original content of vitamins B1, B2, B5, B6 in CW has been found to be 0.2, 1.3, 0.4, 0.05 mg/100 g, respectively. the content of all vitamins in CW and EW3 did not vary throughout the experiment. In EW1 and EW2 the content of vitamin B1 reduced by 40 and 54%, vitamin B2 – by 35 and 39%, vitamin B5 – by 29 and 25%, vitamin B6 by 22 and 32% in respect to the initial level, respectively. All the said changes took place for the first 4 days. A conclusion is made about a necessity of further purifying water from organic impurities before being used in the production of fruit-whey drinks.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2016

Lamskova, M.I. | Filimonov, M.I. | Novikov, A.E., Volgograd State Technical Univ.

The aim of research was to increase the efficiency of water treatment plant station in drip irrigation system by replacing standard filters with hydrocyclone located in the interior of the filter element housing. Experimental study of the proposed water treatment device in a drip irrigation system was carried out on the Volga-Don facility of All-Russian Research Institute of Irrigated Agriculture (the Volgograd region). The experimental data showed that water quality indicators at the hydrocyclone outlet meet the requirements for irrigation water. The amount of suspended solids fell by more than 3.0 times, the turbidity of the water – by 2.5 times, and its color – more than 28%. For further purification of irrigation water from toxic components the offered hydrocyclone design with sorption filter element providing a tough, thin and sorption purification was offered. As an example the algorithm for calculating the height of the fluidized zeolite bed and the working speed of extraction process of toxic ferric ions with concentration of 0.4 mEq/l from irrigation water for standard hydrocyclone of GNS-100 with capacity of 5 m/h is considered. So, the calculated result of the experiment revealed that to extract ferric ions with concentration of 0.4 mEq./l from water, the height of the fluidized zeolite bed should be equal 0.304 m, and the flow rate in the hydrocyclone drain tube should be within the 0.034–0.370 m/s. Thus, the use of a hydrocyclone with a filter element and sorption filter in potable water package allows to remove fine-dispersing impurities and toxic substances from the irrigation water more efficiently and to increase the reliability of operation of the irrigation system elements. | Целью исследований являлось повышение эффективности работы узла водоочистки в системе капельного орошения путем замены стандартных фильтров на гидроциклон с расположенным во внутренней части корпуса фильтрующим элементом. Экспериментальные исследования предлагаемого устройства очистки воды в системе капельного орошения проводились на Волго-Донском стационаре Всероссийского НИИ орошаемого земледелия (Волгоградская обл.). Опытные данные выявили, что качественные показатели воды на выходе из гидроциклона соответствуют требованиям, предъявляемым к поливной воде. Количество взвешенных веществ уменьшилось более чем в 3,0 раза, мутность воды – в 2,5 раза, а ее цветность – более чем на 28%. Для дополнительной очистки поливной воды от токсичных компонентов предложена конструкция гидроциклона с сорбционно-фильтрующим элементом, обеспечивающая грубую, тонкую и сорбционную очистки. В качестве примера рассмотрен алгоритм расчета высоты псевдоожиженного слоя цеолита и рабочей скорости процесса извлечения токсичных ионов железа концентрацией 0,4 мг-экв./л из поливной воды для стандартного гидроциклона ГНС-100 производительностью 5 куб м/ч. В результате расчетного эксперимента установлено, что для выделения из воды ионов железа концентрацией 0,4 мг-экв./л потребуется высота псевдоожиженного слоя цеолита, равная 0,304 м, и поддержание скорости потока в сливном патрубке гидроциклона в пределах 0,034–0,370 м/с. Таким образом, использование гидроциклона с фильтрующим элементом и сорбционным фильтром в узле водоподготовки позволит более эффективно извлекать тонкодисперсные примеси и токсичные вещества из поливной воды, повысить надежность эксплуатации элементов оросительной системы.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2015

Kovalenko, V.P. | Ulyukina, E.A. | Lipaeva, M.A., Russian State Agrarian Univ., Moscow

Combined methods of purification should be done for effective cleaning of oily water, for example, a pre-cleaning in dynamic tank sump (DTS) combined with putting it through a liquid filter (LF). It is suggested to use a thin-plate DTS as a dynamic gravitational purifier. The main design parameters of this device are the plates' length, their shape, angle of inclination and gap (the distance between adjacent plates). The DTS parameters were studied on a laboratory installation. The highest cleaning efficiency of multiphase mix from solid particles in the DTS is achieved when the plate inclination angle is 45 deg; the optimal size of the gap between the plates is 5 mm. Achieving the established requirements of maximum permissible content of oil in water requires the use of additional devices, which can be LF – hydrocarbon lenses located on a water cushion. Their main weakness is the secondary emulsification. Reducing the intensity of the secondary emulsification is possible by a system of baffles in the bottom of the LF housing. The authors have tested several variants of the devices with different arrangement of partitions and experimentally determined the most efficient design. The best results have been shown by a device with upper and lower position of the interior walls and the peripheral emulsion inlet. It has been subjected to further tests, during which the dependences characterizing concentration of oil leaving LF on their initial concentration in the emulsion and on mix supply speed have been obtained. Oily water treatment using a thin-plate DTS allows removing solid contaminants with particles larger than 25 microns from it and separating more than 30% of oil, and the use of the DTS LF can purify water up to the maximum permissible oil concentration. | Для эффективной очистки вод, содержащих нефтепродукты (НП), следует комбинировать известные методы очистки, например, предварительную очистку в динамическом баке-отстойнике (ДБО) сочетать с пропусканием через жидкостный фильтр (ЖФ). В качестве динамического гравитационного очистителя предложено использовать тонкослойный пластинчатый ДБО. Основные конструктивные параметры этого устройства - длина пластин, их форма, угол их наклона и зазор (расстояние между соседними пластинами). На лабораторной установке исследовали параметры ДБО. Наибольшая эффективность очистки многофазной смеси от твердых частиц в ДБО достигалась при угле наклона пластин, равном 45 град., оптимальная величина зазора между пластинами – 5 мм. Для достижения установленных норм предельно допустимого содержания в воде НП требуется применение дополнительных устройств, в качестве которых могут использоваться ЖФ – углеводородные линзы, расположенные на водяной подушке. Их основной недостаток – вторичное эмульгирование. Интенсивность вторичного эмульгирования можно снизить путем организации системы перегородок в нижней части корпуса ЖФ. Было изготовлено несколько вариантов устройств с различным расположением перегородок, экспериментальным путем была определена наиболее эффективная конструкция. Лучшие результаты показало устройство с верхним и нижним размещением перегородок и периферийным подводом эмульсии. Оно было подвергнуто дальнейшим испытаниям, в ходе которых были получены зависимости, характеризующие концентрацию НП на выходе из ЖФ от их начальной концентрации в эмульсии и от скорости подачи смеси. Очистка содержащих НП вод с помощью тонкослойного пластинчатого ДБО позволяет удалять из них твердые загрязнения с частицами размером более 25 мкм и отделять свыше 30% НП, а использование в ДБО ЖФ позволяет очистить воду до предельно допустимой концентрации НП.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation