Модель технологического процесса системы аэрации очистных сооружений предприятий АПК

• Автор: Канунникова, Марина Александровна
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Щёлково
• Количество страниц: 181 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Актуальность проблемы
Цели и задачи исследования
Научная новизна
Практическая значимость
Апробация работы
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Современные аэрационные системы
1.2. Описание влияния концентрации растворенного кислорода уравнениями ферментативной кинетики
1.3. Процесс перемешивания в аэротенках и биореакторах
1.4 Теоретическое описание влияния скорости дыхания и адаптации ила на коэффициенты полунасыщения
1.5. Выводы по обзору литературы
Глава 2. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Исследование влияния концентрации растворенного кислорода по длине биоректора на скорость потребления кислорода активным илом респирометрическим прибором градиентного типа
2.2. Исследование кинетического коэффициента полунасыщения по кислороду
2.3. Исследование кинетического коэффициента полунасыщения по азоту аммонийному
2.4. Исследования технологического процесса нитрификации
2.5. Выводы по главе
Глава 3. ВЛИЯНИЕ ДИФФУЗИИ И АДАПТАЦИИ К НИЗКИМ КОНЦЕНТРАЦИЯМ КИСЛОРОДА НА ФЛОККУЛУ АКТИВНОГО ИЛА
3.1 Влияния диффузии на коэффициент полунасыщения по кислороду
3.2. Влияние адаптации к низким концентрациям кислорода на флоккулу активного ила
3.3 Выводы по главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА АЭРАЦИОННЫХ СИСТЕМ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ АЭРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

4.1. Разработка методики расчета аэрационных систем для аэротенка смесителя в стационарном состоянии
4.2 Моделирование аэрационных систем с учетом неравномерности по длине аэротенка колебаний нагрузки
4.3. Выводы по главе
Глава 5. МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СИСТЕМЫ АЭРАЦИИ ПРЕДПРИЯТИЙ АПК И ГОРОДСКИХ СТАНЦИИ
5.1. Модель реконструкции станции биологической очистки стока
свинокомплекса и разработка автоматизации технологического процесса
5.2 Использование модели аэрационной системы для разработки инженерно-технических решений на примере биореакторов городской станции аэрации
5.3. Выводы по главе
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы
Современный уровень проектирования предполагает совместную оптимизацию как технологического процесса, так и его инженерного оформления и обусловлен целом рядом причин, и в первую очередь:
экологическими причинами - современные требования, предъявляемые к очищенной воде, требуют высокого качества очищенных стоков с удалением биогенных элементов.
- экономическими причинами - внедрение современных технологий и оборудования способствует снижению эксплуатационных затрат и увеличению надежности работы сооружений.
Требования оптимизации распространяются на процессы перемешивания, перекачки рециркуляционных потоков, геометрические параметры сооружений.
Затраты на аэрацию составляют порядка 60%-80% от стоимости затрат потребляемой энергии всей станции. Поддержание оптимальной концентрации кислорода является основным методом снижения данных затрат. Для оптимизации концентрации растворенного кислорода важной величиной является значение коэффициента полунасыщения по кислороду с учетом процессов удаления азота и фосфора.
При проектировании необходимо иметь возможность неоднократного быстрого расчета вариантов технологических и инженерных решений, что требует применения математического моделирования.
Разработка модели технологического процесса системы аэрации позволит решать поставленные задачи на современном уровне с использованием компьютерной техники, экономить энергоресурсы и достигать действующих требований к качеству очистки сточных вод. Это включает выбор оптимальной технологии очистки, минимизацию количества

Оценочные критерии величины в можно определить, пользуясь представлениями о процессах смешения и хлопьеобразования и сведениями о перемешивании посредством пневматических аэраторов табл.1.2:
Табл.1.2. Сравнительные оценочные критерии градиента скорости в.
Процесс Величина С, сек'1
Уровень макроперемешивания для распределения реагента в крупных объемах или гомогенизации и т.д. Определяется технологической задачей
Уровень микроперемешивания для флокуляции рекомендуется: -Высокоинтенсивное -Низкоинтенсивное Осред 50 предпочтительно 0= 100-500 Осред <50 предпочтительно в
По СНиП [37] п.6.267: -для смесителей с коагулянтами (т.е. микропе-ремешивание высокоинтенсивное) -то же с флокулянтами - для камер хропьеобразования (т.е. микропе-ремешивание низкоинтенсивное): - при отстаивании (с коагулянтами и флокулянтами) - при флотации (с коагулянтами и флокулянтами) Осред = 200 Осред = 300-500 Осред = 25-50 Осред
Перемешивание пневматической аэрацией средней крупностью пузырьков 5мм при ~10% - ном наполнении воздухом иловой смеси 0Сред<
Градиент скорости в (табл. 1.2) при установке низкоскоростных мешалок и грамотном их подборе соответствует критерию
низкоинтенсивного уровня микроперемешивания (0=19,8+35,6 сек'1, т.е.