Совершенствование технологии очистки городских сточных вод с использованием сорбента на основе избыточного активного ила

• Автор: Войтюк, Александр Андреевич
• Шифр специальности: 05.23.04, 05.23.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1.Анализ основных технологических решений в области биологической очистки городских сточных вод (ГСВ)

1.2.Существугощие методы удаления ионов тяжелых металлов (ИТМ) из сточных вод

1.2.1 .Исследование процессов сорбции ИТМ

1.3.Физико-химические основы аккумуляции ИТМ активным илом

1.3.1. Комплексная оценка воздействия ИТМ на гидросферу

1.4.Использование избыточного активного ила (ИАИ) в нефтезагрязненных почвах, как способ его утилизации

1.5.Фильтры для очистки ГСВ, и их конструкция

ГЛАВА 2. АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1.Определение содержания ИТМ в сточных водах и их
токсикологическое воздействие на гидробионты
2.2.Определение основных характеристик сорбента
2.2.1.Исследование закономерностей изменения скорости фильтрации
2.2.2.Изучение обменной емкости сорбента в статических и динамических условиях
2.3.Определение основных расчетных параметров фильтров
2.4.Лабораторные установки для проведения исследований
ГЛАВА З.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 .Изучение закономерностей извлечения ИТМ
3.2. Выявление сорбционных свойств избыточного активного ила
3.3. Получение сорбента на основе ИАИ
3.4. Расчет фильтрационных сегментов
3.5. Использование отработанного сорбента для рекультивации нефтезагрязненных почв
ГЛАВА 4.ЭКОЛОГО - ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
4.1.Рекомендации по применению отработанного сорбента для рекультивации нефтезагрязненных почв (НЗП)
4.2.Расчет предотвращенного экологического ущерба от
загрязнения окружающей среды
4.3.Определение экономической эффективности предложенных инженерно - технических решений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Патент на изобретение
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Акты рекомендаций к внедрению
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Результаты апробации работы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время, одной из актуальных проблем, стоящих перед человечеством, является проблема сохранения водных ресурсов и их рационального использования. Значительный объем пресных вод попадает в разряд - сточных.
Бытовые и промышленные стоки транспортируются на городские канализационные очистные сооружения, где традиционно используется двухступенчатая система очистки - механическая и биологическая. При всех достоинствах биологической очистки, на сегодняшний день, она не в состоянии обеспечить очистку до требований природоохранного законодательства, так как, зачастую, концентрация большинства загрязнителей в поступающих сточных водах существенно превышает определенный концентрационный уровень, что отрицательно влияет на жизнедеятельность микроорганизмов и, соответственно на эффективность процесса. Лидирующее место в перечне загрязнителей после очистки принадлежит соединениям цинка, никеля, меди.
Не менее важной проблемой является обработка и утилизация в процессе эксплуатации биологических станций очистки иловых осадков.
Как показали результаты анализа российских и зарубежных технологий, поступающие на биологическую очистку стоки необходимо «подготавливать», то есть предварительно очищать от отравляющих загрязнений активный ил. Огромные объемы очищаемых сточных вод не позволяют по стоимостным показателям использовать передовые отечественные и зарубежные технологии.
Представленная работа посвящена разработке и внедрению технологии обработки сточных вод перед биологической очисткой, с целыо устранения, отравляющего активный ил, токсичного порога-избытка ионов цинка, меди и никеля на основе селективной сорбции материалом из отработанного активного ила, что подтверждает её актуальность.
Работа выполнена в рамках международной программы ЮНЕСКО «Человек п биосфера»; водной стратегии долгосрочного социально-

достоинствам медленных фильтров можно отнести высокую степень очистки сточных вод (до 95%) [20,23,123].
Фильтрование в обычных условиях эффективно к грубодисперсным системам, по причине того, что пористая структура фильтрующей перегородки сохраняется неизменной для сточных вод. В случае сопоставимых размеров, частиц и пор фильтровальной перегородки, они быстро забиваются, и фильтры нуждаются в очень частой регенерации.
Как правило, объем пор составляет от 55% до 95% от общего объема фильтрующей среды. Уменьшение диаметра пор способно продлить время работы фильтра, но это в свою очередь приведет к снижению скорости фильтрования.
При выборе способа фильтрования или фильтровальной перегородки с определенным фильтрующим слоем руководствуются составом и свойствами очищаемых стоков, количеством и размерами содержащихся в них взвешенных частиц.
В качестве фильтрующего материала применяют зернистую загрузку (активные угли, песок, дроблёный кварц, антрацитовую крошку, органические материалы). Перегородки выполняют в виде топких до 20 мм металлических сеток или перфорированных листов, материалом для которых служит сталь или другие металлы. Также перегородки делают из природных и синтетических волокон.
Зернистая загрузка подразделяется на два вида тяжелую и легкую [79]. Тяжелой загрузка считается тогда, когда плотность материала, образующего ее, превышает плотность воды. Легкой или плавающей загрузкой называется такая загрузка, чья плотность ниже плотности воды. Легкие загрузки предназначаются в основном для очистки сточных вод от поверхностных веществ, жиров, нефтепродуктов и других, поверхностно активных веществ (ПАВ).
По фракционному составу различают так называемые поддерживающие слои (размер - 2-16 мм), крупнозернистые загрузки (размер - 0,8-1,5 мм),