Комплексные системы биотехнологической обработки жидких органосодержащих отходов предприятий АПК

• Автор: Кадысева, Анастасия Александровна
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Щелково
• Количество страниц: 265 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность

Цель и задачи

Научная новизна

Практическая значимость

Апробация работы

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Обработка сточных вод в трехфазных псевдоожиженных системах..

1.1.1 Массойеренос веществ
1.1.2 Массопередача кислорода
1.1.3 Функционирование реакторов с псевдоожиженными слоями..
1.2 Аэробная биологическая очистка сточных вод
1.3 Аэробная обработка с иммобилизованной биопленкой
1.3.1 Механизм усвоения субстрата прикрепленной биопленкой..
1.3.2 Практическое использование иммобилизации бактерий в
реакторах с биопленкой
1.4 Обработка сточных вод в аноксических условиях
1.4.1 Стабилизация ила при аэробных и аноксических условиях
1.4.2 Удаление органических загрязнений с помощью нитратов..
1.4.3 Удаление органических загрязнений с помощью сульфатов.
1.4.4 Комбинированная обработка отходов
СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Глава 2. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1 Трехфазные псевдоожиженные системы
2.1.1 Массоперенос веществ
2.1.2 Массопередача кислорода

2.2 Аэробная обработка сточных вод
2.3 Обработка сточных вод в системах с биопленкой
2.4 Обработка сточных вод на погружных иммобилизационных мембранах
2.4.1 Аэробная обработка концентрированных стоков
2.4.2 Обработка предварительно осветленных стоков
2.4.3 Разработка комбинированных биофильтрово-суспендированных
систем
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД В ТРЕХФАЗНЫХ ПСЕВДООЖИЖЕННЫХ СИСТЕМАХ
3.1 Массоперенос веществ в жидких псевдоожиженных слоях
3.1.1 Форма, поверхность и скорость всплывания пузырей
3.1.2 Изменение массопередачи кислорода
3.1.3 Изменение массопереноса с диаметром пузырей и скоростью жидкости
3.1.4 Изменение числа Шервурда с числом Пекле и скоростью жидкости
3.2 Массопередача кислорода в турбулентных биологических системах
3.2.1 Математические модели передачи кислорода
3.2.2 Результаты экспериментальных исследований
3.3 Применение псевдоожиженного слоя для повышения качества очистки в
аэротенке
Глава 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ АЭРОБНОЙ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД АКТИВНЫМ ИЛОМ
4.1 Разработка общей модели активно-иловых процессов
4.2 Моделирование процессов роста микроорганизмов в дисперсной среде
аэротенков
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД В СИСТЕМАХ С ИММОБИЛИЗОВАННОЙ БИОПЛЕНКОЙ

5.1 Математическая модель усвоения субстрата иммобилизованной
бактериальной пленкой
5.1.1 Концептуальная модель иммобилизации
5.1.2 Усвоение субстрата в биопленке
5.1.3 Ограничения по усвоению субстрата
5.1.4 Коэффициенты для модели биопленки
5.1.5 Чувствительность модели биопленки к ее параметрам
5.1.6 Инженерное применение математической модели
5.2 Аэрация и усвоение субстрата в реакторе с иммобилизованной биопленкой
5.2.1 Математическая модель процесса удаления субстрата и потребления кислорода
5.2.2 Сравнение результатов моделирования и экспериментальных
данных
5.3. Тест-контроль функционирования системы очистки с помощью
микрофлоры активного ила
5.4 Заключение
Глава 6. ОБСУЖДЕНИЕ
6.1 Псевдоожиженные системы
6.2 Активно-иловые системы
6.3 Системы с иммобилизованной биопленкой
6.4 Аэротенки с погружными мембранами
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Решение о выдаче патента на изобретение. «Установка для очистки сточных вод». Заявка № 2009108196/15(010986) 10.03.2009. ..252 Приложение 2. Научно-методические рекомендации по оптимизации процессов анаэробной обработки высоконагруженных органосодержащих отходов предприятий агпропромышленного комплекса. Щелково.2006

кислорода или и тем и другим сразу [51, 60, 61, 68, 74, 86, 96, 100, 102, 117, 133, 153, 155, 158, 159, 164, 171, 180, 194, 198,212].
Исследования барботируемых реакторов с погруженными мембранами показали, что эффективность утилизации кислорода напрямую влияет на скорость утилизации субстрата. В условиях постоянного барботирования воздуха увеличение субстратной нагрузки приводит к увеличению потребления кислорода бактериальной пленкой. Объемный коэффициент массопередачи кислорода (KLa), который описывает передачу кислорода от воздушных пузырей к объему жидкости, остается относительно постоянным, несмотря на то, что скорость потребления кислорода увеличивалась. Это увеличенное потребление кислорода было вызвано дополнительно путем межфазовой передачи кислорода, которая осуществляется от пузырей, контактирующих с поверхностью биопленки. Т.к. пузыри обычно находятся в непрерывном контакте с биопленкой, межфазовая передача кислорода ответственна за большую часть кислорода, подаваемого в барботируемый реактор с биопленкой [150, 156-158, 160, 161, 168, 184, 190, 191, 197, 199, 208].
1.4 Обработка сточных вод в аноксических условиях
Рассмотрены вопросы окисления органических загрязнений в аноксических условиях при использовании нитратов и сульфатов. Исследован механизм усвоения микроорганизмами активного ила нитратных и сульфатных соединений как источников эндогенного дыхания и на основе экспериментальных результатов показаны возможности использования этих соединений в практике биологической очистки высокозагрязненных промышленных стоков.