Разработка метода очистки поверхностного стока с проезжей части автомобильных дорог

• Автор: Касаткин, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

1. Обзор литературы

1.1. Анализ состояния проблемы

1.2. Характеристика загрязняющих веществ поверхностного стока с проезжей части автомобильных дорог

1.3. Факторы, влияющие на уровень загрязнения поверхностного стока

с проезжей части автомобильных дорог

1.4. Оценка уровня воздействия автомобильной дороги на водные

объекты

1.5. Анализ механизмов трансформации загрязняющих веществ в

полосе отвода автомобильной дороги

® 1.6. Анализ существующих методов очистки поверхностных сточных

1.7. Постановка задач исследования
2. Теоретическое обоснование процесса очистки поверхностного стока с автомобильных дорог в дорожном водоочистном сооружении
2.1. Влияние состава транспортного потока на биоразлагаемость смеси нефтепродуктов в поверхностном стоке с автомобильных дорог
2.2. Математическая модель биоразложения адсорбированных нефтепродуктов в дорожном водоочистном сооружении
2.2.1 . Возможности, допущения и ограничения модели
• биоразложения
2.2.2 . Математическое построение модели
2.3. Инженерная методика определения основных геометрических параметров модуля биологической очистки дорожного водоочистного сооружения
3. Экспериментальная часть

3.1. Изучение степени биодеградации смазочных материалов под действием углеводородокисляющих бактерий
3.2. Изучение адгезии микроорганизмов на пористом носителе
дорожного водоочистного сооружения
3.3. Определение эффективности очистки поверхностного стока с автомобильных дорог от нефтепродуктов биологическим модулем и скорости регенерации сорбционной загрузки
3.4. Изучение устойчивости микроорганизмов к противогололедному реагенту
3.5. Определение сорбционных свойств цеолита по
противогололедному реагенту
4. Обобщение результатов теоретических и экспериментальных исследований
4.1. Анализ возможности применения дорожных водоочистных сооружений, оборудованных модулем биологической очистки, в различных климатических условиях и при различных параметрах стока
4.2. Выбор параметров модуля биологической очистки для различных регионов Российской Федерации и рекомендации по определению мест
расположения дорожных водоочистных сооружений
Основные результаты и выводы
Литература
Условные обозначения
а - удельная адсорбция, кг/кг;
ае - предельная насыщенность сорбента, равновесная с концентрацией (устанавливается по экспериментальной изотерме сорбции), кг/кг; атах - максимальная емкость сорбента, определяемая экспериментально, г/м3; аШт ~ минимальная емкость сорбента, определяемая экспериментально, г/м3; аёГ - коэффициент скорости роста, зависящий от температуры среды;
Ь - коэффициент эндогенного разложения;
В - ширина отстойника, м.
Саю - аттестованное значение концентрации нефтепродуктов в контрольном образце, мг/л;
С[ - концентрация 1-х бактерий в основной жидкости;
Сра- равновесная концентрация адсорбированного вещества на сорбенте, кг/кг; Сн - начальная концентрация сорбируемого вещества в сточной воде, кг/м3 С„ё - концентрация сорбируемого вещества в сточной воде до очистки, г/м3;
СКё - концентрация сорбируемого вещества в сточной воде после очистки, г/м3; Спои - начальная концентрация нефтепродуктов в образце, мг/г;
Сш - конечная концентрация нефтепродуктов в образце, мг/г;
Сизм - концентрация НП в гексановом растворе, измеренная на приборе, мг/дм3; Сх - концентрация НП в растворе холостой пробы, мг/дм3;
Сд - добавка нефтепродуктов, мг/г;
Са - концентрации противогололедного реагента в сточных водах, мг/л;
Спш - начальная концентрация нефтепродуктов в воде, мг/мл;
Скн. - конечная концентрация нефтепродуктов в воде, мг/мл;
Сасвл ~ экспериментально установленное значение концентрации нефтепродуктов в сорбенте в момент времени I, мг/г;
Сп.а<ц _ экспериментально установленная начальная концентрация нефтепродуктов сорбенте, мг/г;
Сг - концентрация нефтепродуктов в поверхностном стоке с автодорог различных категорий, мг/л;
С№ - концентрация нефтепродуктов в пробе воды, мг/мл;
Па - допускаемые расхождения между результатами анализа одной и той же пробы, мг/г;
Е^к - коэффициент потребления компонента ] для реакции биоразложения в
метаболической комбинации цк (масса компонента ^на массу потребленного субстрата);
Б - площадь фильтра, м2;
Рг - площадь водосбора, м2;
Бью - площадь биологического модуля, м2;
Н- глубина проточной части отстойника, м;
Нас|3 - высота слоя сорбента, м;
На<^.г- высота резервного слоя сорбента, м;
Ьас - высота активного слоя сорбента в биологическом модуле, м.
передает свои электроны акцептору электронов, выделившаяся при этом энергия используется для роста микроорганизмов. Большинство бактерий в водоносном слое хемогетеротрофные микроорганизмы, которые получают из субстрата не только энергию для роста, но и углерод, необходимый для построения клеточного материала [62].
В основном, химические загрязнения при биоразложении трансформируются одним из двух способов: как основной субстрат или как кометаболит [63]. Соединение биоразлагается как основной субстрат тогда, когда углерод и энергия, выделившиеся в результате биоразложения этого соединения, могут быть использованы микроорганизмами. Большинство органических загрязнителей поверхностных вод разлагаются как основной субстрат. В общем виде процесс биоразложения, в котором субстрат биоразлагается как основной субстрат, можно представить следующим образом:
субстрат + акцептор электронов + микроорганизм ► продукты + энергия +
дополнительные микроорганизмы
Часть углерода из молекул исходного субстрата используется микроорганизмами для строения дополнительной биомассы. Другая часть этого углерода окисляется чтобы обеспечить энергию, необходимую для микробиологического роста. Соединение биоразлагается как кометаболит, в случаях, когда случайно трансформируется ферментами выработанными микроорганизмами для иных целей [63]. Большинство галогенизированных алифатических углеводородов биоразлагаются по средствам кометаболизма [63]. В общем виде процесс биоразложения, в котором субстрат биоразлагается по средствам кометаболизма, можно представить следующем образом:
_ рост субстрата + акцептор электронов
Кометаболит + микроорганизмы ► продукты