MOE-Fellowship

Andrey Zobov

Optimierung des Prozesses der Regeneration des Filtersandes von offenen Filtern der Trinkwasseraufbereitung durch die Entwicklung einer speziellen Maschine

Heutzutage wird die Bereitstellung von Trinkwasser in ausreichender Menge und entsprechender Qualität immer problematischer. Dies hängt mit der anwachsenden anthropogenen Verschmutzung der Wasservorkommen, der klimatischen Veränderungen und dem Bevölkerungszuwachs in der Welt zusammen. In letzter Zeit wurden für die Reinigung des Wassers viele moderne Methoden entwickelt, welche hochtechnologisch sind. Der Großteil dieser Technologien ist jedoch nicht so sehr verbreitet, wie die „klassischen“.

Auf den Objekten der Wasseraufbereitung passieren in vielen Fällen Veränderungen in den Parametern des Filterzyklus, dies hängt mit den unerwarteten und unvorhersehbaren Veränderungen in der Quelle des Trinkwassers zusammen. Dies führt zur Veränderung der Qualität des Trinkwassers.
Eine dieser Veränderung ist beispielsweise das übermäßige Anwachsen der festen und harten Schicht auf der Oberfläche des Quarzsandes von Trinkwasserfilter, die mittels standardmäßiger Methode nicht entfernt werden kann. Diese Schicht kann aus einem Isopolymer von Eisen, Mangan und verschiedenen organischen Stoffen bestehen. Diese Veränderungen führen zur Vergrößerung des Volumens des Filtermaterials, wodurch sich die hydraulischen Gegebenheiten, wie die Filtrationsgeschwindigkeit und die hydrodynamischen Bedingungen, wie die Dichte des Filterkornes ändern.

Zum jetzigen Zeitpunkt nach der Analyse von allen alternativen Methoden der Regeneration der Filter, ist die leichteste und mobilste Methode, im Bezug auf die ökolo-gische Seite, die Methode der Strahlpumpe. Dieses Aggregat erlaubt den Transport des Sandes in sich hinein, wobei es die nur schwer entfernbare Schicht auf ihm zerstört. Dies passiert mittels der turbulentischen Strömung und ohne Anwendung von drehenden oder sich ständig bewegenden Elementen. Auf der Basis der Arbeit dieses Aggregates wird ein mobiles Modul entworfen für die Regeneration der Filter.

Das Ergebnis:
- das Erhalten der grundlegenden Daten über die hydromechanische Regeneration des Filtersandes der Filter;
- das Erhalten der Daten ( mit technisch-ökonomischen Charakteristiken) über die Methoden der Lösung des Problems der räumlichen Vergrößerung des Filtersandes;
- die Konstruktion des Models für die Tests der hydromechanischen Regeneration des Filtersandes

Die Methoden:
- die labormässigen Experimente
- die Modellierung in den speziellen Programmen
- die praktischen Beobachtungen