Целесообразность использования носителей для улучшения очистки активным илом при пониженных температурах : применительно к сточным водам в районах с холодным климатом

• Автор: Митюшкина, Екатерина
• Шифр специальности: 05.00.00
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Париж
• Количество страниц: 226 с. : ил.

Резюме
Территории, принадлежащие регионам с холодным климатом (Север России и Европы, Канада...) простираются на тысячи квадратных километров. Они характеризуются существованием/присутствием снежного покрова в течение более 6 месяцев и температурой воздуха ниже —НРС в течение более 100 дней в году. В этих сложных условиях эффективность очистки сточных вод значительно снижается, или даже отсутствует.
Часто этап очистки активным илом является основным в процессе разложения органических веществ на очистной станции. Кинетика разложения сильно зависит от температуры, особенно, если температура окружающей среды падает гораздо ниже -20°С. Уже, начиная с 18°С, в бассейнах отмечают значительное снижение развития микроорганизмов. Когда температура снижается, результаты очистки падают до величин, которые больше не соответствуют нормам сбросов.
Эти факты инициировали данное исследование по использованию микроорганизмов, фиксированных на носителях. Данный метод, возможно, позволит частично компенсировать снижение эффективности за счет повышения концентрации микроорганизмов в бассейнах.
Исследование проходило в три этапа. На первых порах было проведено сравнение фиксации бактерий на различных носителях. Далее исследовалось окисление веществ-моделей в прерывистом режиме на наиболее эффективном носителе при различных температурах. Наконец, было проведено исследование окисления в непрерывном аэробном режиме на двух колоннах с двойной оболочкой с полимерными носителями и без, при температурах 20, 15, 10 и 5°С.
В результате исследований обработка полученных экспериментальных величин позволила установить, что чем ниже температура, тем ниже скорость окисления. В случае окисления в прерывистом режиме лучшие результаты наблюдаются в присутствии носителей (РУОБ 740 и тефлон) по сравнению с опытами без носителей даже при высоких температурах. При более низких температурах разница между опытами с носителями и без увеличивается. Результаты в непрерывном режиме в колонне с носителями сопоставимы для органических загрязнений, но слегка выше для некоторых переменных по сравнению с колонной без носителей, особенно в случае аммиачного азота и азота Къельдаля, но не показывают такой разницы как в опытах в прерывистом режиме.
Summary
The territories belonging to the zones with a cold climate (Norther of Russia, Scaninavia, Canada...) extend on some millions square kilometres. They can be caracterized by the existence of a layer of snow, lasting more than 6 months and a temperature of the ambient air lower than -10°C during more than 100 days a year. Under these difficult conditions the efficiency of the water treatment can decrease considerably, even becomes null.
The activated sludge process is often the essential step for the degradation of the organic matter in waste water treatment plants. The kinetics of degradation is very dependent on the temperature, especially when the ambient temperature goes down largely below -20°C. Since a temperature of 18°C in the basins one can note a considerable reduction in the development of the micro-organisms. When the temperature decreases, the performances of depollution fall to values which do not make it possible any more to satisfy the standards of rejection.
This observation justified this study on the use of bacteria fixed on supports. One hopes by this means, to partly compensate the decrease of the depollution rate by an increase in the concentration of micro-organisms in the basins.
The study proceeded in 3 steps. Initially, a comparison of the fixing of the bacteria was made on various supports. Then one studied thw degradation of model compounds in a discontinuous mode at several temperatures with the most powerful supports. Lastly, a study of degradation was carried out in a continuous mode in 2 aerobic columns with cooling jackets, with and witnout supports respectively, for the temperatures of 20, 15, 10 and 5°C.
With the end of these experiments, the processing of the experimentak results made it possible to highlight the fact that the more the temperature drops and the more the speed of degradation decreases. In the case of degradation in a discontinuous mode one observes a good performance of the processes with supports (PVDF 740 and Teflon) compared to the tests without support even at high temperatures. With lower temperatures the difference between the tests with and without supports is more perceptible. The results for the experimrnts in a continuous mode of the column with supports are comparable for the organic matter, but slightlu higher for certain variables compared to the column without supports, especially in the cases of ammoniacal nitrogen and the Kjeldahl nitrogen, but do not give a difference as visible as into the discontinuous mode experimrnts.
Благодарность
Эта работа была реализована в лаборатории «Химия и Инженерия Процессов» Центральной Школы Парижа (laboratoire de Chimie et Génie des Procédés de l Ecole Centrale Paris). Я искренне благодарю Господина Профессора Жерара Дюрана за его прием и его президентство в жюри во время защиты этой работы.
Я особо благодарю Господина Арсена Изамбера, Профессора Центральной Школы Парижа, который направлял меня в течение всей работы. Я выражаю мою благодарность за все то время, что он мне посвящал в течение всей работы. Он всегда проявлял спокойствие, особенно в конце при исправлении работы и подготовки к защите.
Я также благодарю:
Господина Никола Бернэ, Ответственного за исследования в I.N.R.A. в Нарбоне и Господина Алана Делакруа, Профессора C.N.A.M. (Париж) за их согласие судить эту работу и привнести в нее конструктивные критические замечания,
Господина Йенса Мейнхольда, Директора программы Anjou Recherche и Господина Мишеля Минъе, Профессора ENSCP (Париж) за их согласие участвовать в жюри, и Господина Геннадия Павлихина, Профессора Московского Государственного Технического Университета им. Н.Э. Баумана за его помощь во время моих пребываний в Москве.
Моя особая благодарность Господину Даниэлю Пенье, бывшему Директору Международных отношений в Центральной Школе Парижа, без которого, я возможно никогда бы не имела возможность открыть для себя Францию и Центральную Школу, и который всегда мне оказывал поддержку, помощь и советы.
А также Господину Доминику Депейру, Директору Международных отношений в Центральной Школе Парижа, который для меня открыл лабораторию «Химия и Инженерия Процессов» Центральной Школы Парижа во время моего DEA.
Моя благодарность Мадам Анник Лебушэ и Господину Жану Александру за их поддержку в моей работе, во время моих колебаний и сомнений. Я благодарю также Сирила Бретон, Софи Тибо, Клэр Жоанис-Кассан, Тьерри Мартин, а также других людей лаборатории и аспирантов, с которыми я пересекалась в течение лет, проведенных в работе над кандидатской.
Наконец, эта работа не увидела бы свет без поддержки моих родителей и друзей, без знания и уверенности, что во всех моих испытаниях я могу рассчитывать на них.
Теоретическая часть
одновременно простых органических элементов и энергии, обеспечивающей их объединение.