Интенсификация процессов дефосфатизации сточных вод с использованием летучих жирных кислот

• Автор: Бойко, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 169 с. : ил.

Лист
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОЧИСТКИ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД ОТ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
1.1 Причины антропогенного эвтрофирования
1.2 Физико-химические методы удаления фосфора из сточной жидкости
1.3 Биологические методы удаления фосфора из сточной жидкости
1.4 Комбинированные методы удаления фосфора из сточной жидкости
1.5 Анаэробное сбраживание осадков очистных сооружений канализации
1.6 Выводы по главе
Глава 2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Цель и задачи исследований
2.2 Выбор методики исследований
2.3 Выбор методики обработки экспериментальных данных
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ АЦИДОФИКАЦИИ И ДЕФОСФАТИЗАЦИИ
3.1 Особенности комбинированного метода удаления фосфора из сточной жидкости
3.2 Влияние технологических параметров процесса анаэробного сбраживания
на количество образовавшихся летучих жирных кислот
3.3 Обработка результатов экспериментальных исследований методом Брандона

3.4 Апробация комбинированного метода удаления фосфора из сточной жидкости с использованием иловой воды, обогащенной ЛЖК на полупроточной лабораторной установке
3.5 Рекомендуемые способы удаления фосфора
3.6 Теоретические аспекты механизма окисления органических веществ в анаэробных и аэробных условиях
3.7 Выводы по главе
Глава 4.ТЕХНЖО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Одной из мировых проблем в области экологии является антропогенное эвтрофирование водоемов. Эвтрофикация характеризуется бурным ростом сине-зеленых водорослей, появление которых вызвано высоким содержанием в водоеме биогенных элементов - азота и фосфора. Эвтрофирование может приводить к деградации как пресноводных, так и морских экосистем, вызывает вторичное загрязнение воды и нарушает все виды водопользования. Основные источники антропогенного поступления биогенных веществ в воду - бытовые и промышленные сточные воды, рекреационные зоны и смыв с полей минеральных удобрений. Особую актуальность проблема эвтрофирова-ния приобрела в последние десятилетия за счет значительного увеличения концентрации растворенных фосфатов в бытовых стоках вследствие интенсивного развития новых технологий в промышленности и повсеместного применения фосфорсодержащих моющих средств.
Растворимый фосфор является основным лимитирующим элементом для развития водорослевого цветения в водоеме, в большей степени воздействующим на процесс эвтрофирования. Поэтому для торможения процесса эвтрофи-рования необходимо в первую очередь удалять соединения фосфора.
Одним из наиболее перспективных методов удаления фосфора из сточной жидкости является комбинированный метод, основанный на способности активного ила в анаэробных условиях выделять фосфор.
Для уменьшения капитальных затрат связанных с большими объемами сооружений по дефосфатизации возможно применение усовершенствованного комбинированного метода, предусматривающего введение на стадии уплотнения уксусной кислоты. Однако такая добавка не всегда экономически оправдана, поэтому с целью сокращения эксплутационных затрат интенсифицировать процесс дефосфатизации можно путем использования продуктов ацидофикации осадков очистных сооружений канализации, содержащих большое количество легкоокисляемой органики - летучих жирных кислот (ЛЖК).

ность, ОВП. В исходном осадке дополнительно к этому определялись зольность и влажность.
Результаты исследований представлены в виде графических зависимостей на рисунках 3.2-3.15. Графики сгруппированы следующим образом: рис.3.2-3.3 - влияние влажности смеси сырого осадка и избыточного активного ила и продолжительности его нахождения в анаэробных условиях на процессы дефосфатизации при 1СбР=22-24°С; рис. 3.4-3.5 - то же, но при сбраживании «чистого» сырого осадка; рис. 3.6-3.9 - влияние на процессы ацидофикации состава осадка; рис. 3.10-3.11 - влияние влажности смеси сырого осадка и избыточного активного ила на процессы анаэробного сбраживания при 1СбР=15-18°С; рис. 3.12-3.13 - влияние температуры и продолжительности сбраживания смеси сырого осадка и избыточного активного ила влажностью 95,4% на процессы ацидофикации; рис. 3.14-3.15 - то же, но для осадка влажностью 98,4%.
Как видно из рисунков, максимальное количество ЛЖК образуется при сбраживании осадка влажностью 88,6% и температуре сбраживания 24°С (рис.
3.2, кривая 1). Концентрация ЛЖК заметно возрастает уже в первые сутки нахождения осадка в анаэробных условиях, достигает максимума на 8 сутки и составляет 60 мг*экв/л или 3600 мг/л (в пересчете на уксусную кислоту). В то время как, для осадка большей влажностью - 93,8% (рис. 3.2, кривая 2) максимальное значение ЛЖК наблюдается на 9 сутки. При этом концентрация образовавшихся карбоновых кислот составляет 44 мг*экв/л или 2640 мг/л.
Следует также отметить, что столь длительное время анаэробной обработки осадка (8-9 суток) неприемлемо для данной технологии (рис.3.1), поскольку это связано с большими объемами ацидофикатора. Поэтому в наших дальнейших экспериментах мы ограничивались временем ацидофикации равным 5-7 суток, что достаточно для получения полной и достоверной картины, отражающей процессы первой стадии анаэробного сбраживания осадка.
Достигнув максимального развития, процесс кислого (водородного) брожения осадка плавно переходит в щелочное (метановое) брожение, концен-