Парциальная нитрификация аммонийного стока в мембранном реакторе

• Автор: Стрельцов, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Щёлково
• Количество страниц: 184 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Цель и задачи исследований
Научная новизна
Практическая ценность
Апробация работы
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. МЕМБРАННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ ЗАГРЯЗНЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД
1.1.1. Классические способы обработки стоков
1.1.2. Мембранные реакторы
1.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ КОЛЬМАТАЦИИ
1.2.1. Состав и структура жидкой смеси
1.2.2. Механизм и математическая модель кольматации
1.2.3. Влияние различных параметров смешанного стока на кольматацию
1.3. РОЛЬ ТИПА ФИЛЬТРАЦИИ И УСЛОВИЙ УПРАВЛЕНИЯ В РАЗВИТИИ КОЛЬМАТАЦИИ
1.3.1. Фильтрационный поток
1.3.2 Конструкция и материал модуля биореактора с погружными мембранами
1.3.3. Условия прерывистой фильтрации
1.3.4. Зависимость между различными параметрами кольматации
1.4. ПАРЦИАЛЬНАЯ НИТРИФИКАЦИЯ АММОНИЙНОГО СТОКА В МЕМБРАННОМ РЕАКТОРЕ
1.5. КОНФИГУРАЦИИ БИОПРОЦЕССОВ ПАРЦИАЛЬНОЙ
НИТРИФИКАЦИИ
1.5.1. Процесс парциальной нитрификации по нитритной схеме
1.5.2. Процесс аноксического окисления аммония
1.5.3. Процесс окисления аммония автотрофными бактериями при низких концентрациях кислорода
1.5.4. Процесс одновременной нитрификации и денитрификации
СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Глава. 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1.МЕМБРАННЫЙ МОДУЛЬ И ПРОНИЦАЕМОСТЬ
2.1.1 Характеристики мембранных модулей
2.1.2 Характеристика стоков
2.1.3 Операционные условия и управление кольматацией.
2.2. ХАРАКТЕРИСТИКА СМЕШАННОГО СТОКА
2.3. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПИЛОТНОЙ
УСТАНОВКИ
2.3.1 Анемометрия с нагреваемой пленкой
2.3.2 . Гидродинамика и состояние активного ила
Глава 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОВ ФИЛЬТРАЦИИ
3.1. ГАЗОВОЕ УДЕРЖАНИЕ В БИОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЕ
3.2. МАССОПЕРЕДАЧА КИСЛОРОДА К МИКРООРГАНИЗМАМ АКТИВНОГО ИЛА
3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ БИОМАССЫ
3.4. РАЗМЕР ФЛОККУЛ
3.5. ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ НА МЕМБРАННЫЕ
СИСТЕМЫ
Глава 4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПАРЦИАЛЬНОЙ НИТРИФИКАЦИИ
4.1. АДАПТИРОВАННЫЕ РЕЖИМНЫЕ УСЛОВИЯ
4.1.1. Растворенный.кислород
4.1.2. Гидравлическое время пребывание
4.1.3. Температура
4.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ , ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРОЦЕССОВ НИТРИФИКАЦИИ
4.2.1. Воздействие растворенного кислорода
4.2.2. Воздействие гидравлического времени пребывания.
4.2.3. Воздействие температуры
Глава 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПАРЦИАЛЬНОЙ НИТРИФИКАЦИИ
5.1. СХЕМАТИЧЕСКАЯ КОНФИГУРАЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО
ПРОЦЕССА
5.2. ОПИСАНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
5.3. СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И ПОСТОЯННЫЕ КИНЕТИК,
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ
5.4 ОЦЕНКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
5.4.1 Формы субстратов
5.4.2 Процессы ингибирования
5.4.3 Действие температуры
5.4.4 Гидравлические параметры
5.4.5 Идентификация параметров биологической кинетики.
5.4.6 Аммонийно-окисляющая популяция
5.4.7 Нитрит-окисляющая популяция
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Методические рекомендации по определению влияния фильтрационных
условий на результаты очистки сточных вод в биологическом реакторе с погружными мембранами. РАСХН.2

аккумулирование активного ила на поверхности мембраны. В эксперименте измерялось трансмембранное давление ТМД' для концентраций взвешенных веществ от 1 до 10 г/л. Сильное увеличение трансмембранного давления наблюдалось в потоке с расходом 5-8 л/м2.ч при концентрациях взвешенных веществ 10 и 1 г/л соответственно. Согласно результатам этого исследования в зависимости от операционных режимов существует граница между условиями, вызывающими сильную кольматацию и условиями, вызывающими незначительную кольматацию.
Эта граница зависит от отношения между расходами аэрации и проницающего потока. Анализ изменения этой границы в зависимости концентрации взвешенных веществ в реакторе показывает, что предпочтительнее работать в повышенной зоне, потому что в этих условиях осадок не аккумулируется. Видно, что до концентрации 4 г/л аэрационный расход должен быть в 10 раз более высоким, чем проникающий поток, тогда как для концентрации 10 г/л это отношение должно быть увеличено примерно до 20 [90, 99].
Интеграция между гидродинамикой и флоккуляцией Среда, присутствующая в биореакторах, составляет флоккулы бактерий, которые играют с точки зрения своих размеров и активности главную роль в кольматации мембран. В этом случае важно знать взаимодействие которое может существовать между процессами, в частности, гидродинамическими и флоккуляционными.
Механизм (Ьлоккуляиии. Флоккуляция является механизмом, в результате которого частицы, находящиеся во взвешенном состоянии, агрегируют. Процесс флоккуляции происходит благодаря наличию двух различных явлений: транспорта частиц, который сопровождается их
столкновением, и сил взаимодействия при малых расстояниях, которые позволяют частицам агрегировать. В то же время флоккуляция является равновесным состоянием между механизмом агрегации и механизмом