Пути совершенствования биотехнологий очистки сточных вод. Преимущества и недостатки мембранного фильтрования. Использование уравнений ферментативной кинетики для описания процессов биологического окисления органических загрязнений и соединений азота.
К недостаткам традиционных технологий биологической очистки относятся относительно большие объемы очистных сооружений (аэротенков и вторичных отстойников) и степень очистки, которая не всегда удовлетворяет современным требованиям к сбросу очищенных сточных вод в водные объекты. Цель работы состояла в создании эффективной технологии глубокой биологической очистки сточных вод с применением мембранной микро-и ультрафильтрации, а также в разработке методики расчета МБР. определены и технологически аргументированы оптимальные параметры процесса в биореакторе с мембранами (доза ила не более 8 г/л, продолжительность обработки городских сточных вод не менее 4,5-5 часов), а также мембранных блоков - оптимальная величина удельного потока пермеата 0,3-0,35 м3/м2.сут. На защиту выносятся:Результаты теоретических и экспериментальных исследований по: - изучению основных закономерностей и зависимостей окисления органических загрязнений сточных вод в МБР, в условиях полного удержания биомассы в объеме биореактора; В разделе 1.2 приведены технологические решения МБР для очистки сточных вод, отмечены особенности биологической очистки сточных вод с применением МБР.Впервые теоретически и экспериментально обоснованы преимущества и условия применения МБР для очистки сточных вод с достижением качества очищенного стока до нормативов ПДК рыбохозяйственного водоема (БПК-1-1,5 мг/л, взвешенные вещества 0-3 мг/л, азот аммонийный <0,39 мг/л) без дополнительной ступени доочистки. Исследования с городскими сточными водами подтвердили высокую эффективность очистки от органических загрязнений по ХПК 80-90%, по БПК - 98,7-99,7%, по аммонийному азоту - 98,5-99,8% и взвешенным веществам при температуре от 8 до 230С и периоде аэрации от 2,5 до 10,3 часов. Исследования процесса биологической очистки модельных стоков и реальных сточных вод в МБР (в условиях полного удержания биомассы в объеме биореактора) впервые позволили показать, что процессы окисления органических загрязнений сточной воды в МБР подчиняются тем же зависимостям и закономерностям, что и в аэротенках, и адекватно описывается уравнениями ферментативной кинетики.
Вывод
1. Впервые теоретически и экспериментально обоснованы преимущества и условия применения МБР для очистки сточных вод с достижением качества очищенного стока до нормативов ПДК рыбохозяйственного водоема (БПК -1-1,5 мг/л, взвешенные вещества 0-3 мг/л, азот аммонийный <0,39 мг/л) без дополнительной ступени доочистки.
2. Исследования с городскими сточными водами подтвердили высокую эффективность очистки от органических загрязнений по ХПК 80-90%, по БПК - 98,7?99,7%, по аммонийному азоту - 98,5-99,8% и взвешенным веществам при температуре от 8 до 230С и периоде аэрации от 2,5 до 10,3 часов.
3. Установлена взаимосвязь параметров и условий работы мембран с технологическими параметрами работы биореактора.
4. Показано, что окислительная мощность МБР по сравнению с традиционными аэротенками возрастает в 3-4 раза. Мембранные биореакторы обеспечивают устойчивость процесса биологической очистки при гарантированном качестве очищенной воды в условиях гидравлических колебаний и изменения качества состава поступающих сточных вод.
5. Исследования процесса биологической очистки модельных стоков и реальных сточных вод в МБР (в условиях полного удержания биомассы в объеме биореактора) впервые позволили показать, что процессы окисления органических загрязнений сточной воды в МБР подчиняются тем же зависимостям и закономерностям, что и в аэротенках, и адекватно описывается уравнениями ферментативной кинетики.
6. Для городской сточной воды найдены кинетические константы и коэффициенты, необходимые для расчета МБР с достижением заданного качества очищенного стока.
7. Определены и технологически аргументированы оптимальные параметры процесса в биореакторе с мембранами (доза ила не более 8 г/л, продолжительность обработки городских сточных вод не менее 4,5-5 часов), а также мембранных блоков - оптимальная величина удельного потока пермеата 0,3?0,35 м3/м2.сут.
8. Разработана методика расчета мембранных биореакторов для глубокой биологической очистки сточных вод.
9. Разработаны рекомендации на проектирование станции очистки городских сточных вод производительностью 30000 м3/сут с использованием МБР.
10. Разработанная технология и метод расчета сооружений могут быть использованы проектными и эксплуатирующими организациями при проектировании и реконструкции систем очистки городских и производственных сточных вод.
Список литературы
1. Швецов В.Н., Морозова К.М., Киристаев А.В. Преимущества биомембранных технологий для биологической очистки стоков//Экология производства. 2005. № 11.
2. Швецов В.Н., Морозова К.М., Нечаев И.А., Киристаев А.В. Теор. и технологические аспекты применения биомембранных технологий глубокой очистки сточных вод//Водоснабжение и санитарная техника. №12, 2006. С.25.
3. Швецов В.Н., Морозова К.М., Киристаев А.В. Биомембранные технологии для очистки сточных вод//Экология производства. 2006. №5.
4. Швецов В.Н., Морозова К. М., Пушников М.Ю., Киристаев А.В., Семенов М.Ю. Перспективные технологии биологической очистки сточных и природных вод//Водоснабжение и санитарная техника. 2005. N12 (часть 2)
5. Киристаев А.В. Влияние технологических режимов биореактора на работу мембранных блоков//Сборник статей Междунар. научно-практ. конференции «Биотехнология. Вода и пищевые продукты»: М., 2008.-С.348
6. Shvetsov V.N., Semenov M.Yu., Kiristaev A.V. Interrelation between technological parameters of bioreactors and membrane operation // IWA regional conference “Membrane technologies in water and wastewater treatment”. Conference proceedings. 2008. С.246
7. Швецов В.Н., Морозова К.М., Киристаев А.В., Смирнова И.И. Установка для очистки сточных вод от органических соединений. Патент на полезную модель №74122 от 20.06.2008 г.
8. Швецов В.Н., Морозова К.М., Киристаев А.В., Смирнова И.И. Способ очистки сточных вод от органических соединений, азота и фосфора. Решение о выдаче патента на изобретение от 15.09.2008 г. Заявка №2008112083/15(013068) от 01.04.2008 г.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
