Использование хемоавтотрофных микроорганизмов в процессах очистки сточных вод от азота в аноксидных условиях

• Автор: Казакова, Елена Александровна
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

Введение.

1 Анализ современного состояния очистки сточных вод от соединений

1.1 Методы удаления азота из сточных вод.

1.2 Биологическое удаление азота из сопутствующих обработке осадка потоков сточных вод.

1.3 Выводы и постановка задач исследований.

2 Лабораторные исследования процесса автотрофного удаления азота .

2.1 Получение биомассы, обогащенной хемоавтотрофными бактериями, окисляющими аммоний нитритом.

2.2 Исследование процесса частичной нитрификации до нитрита

2.3 Исследование процесса аноксидного окисления аммония

2.4 Оценка работы сооружений автотрофного удаления аммония в условиях залпового сброса промышленных сточных вод.
2.5 Выводы.
3 Исследование технологии автотрофного удаления аммония в полупромышленных условиях
3.1 Методика исследований.
3.2 Результаты исследований.
3.3 Выводы
4 Математическое описание процессов автотрофного удаления аммония
4.1 Нитрификация до нитрита.
4.2 Аноксидное окисление аммония.
4.3 Расчет периода выхода на режим реактора аноксидного окисления аммония и эффективности удаления азота.
4.4 Выводы.
5 Техникоэкономические показатели и рекомендации по проектированию очистных сооружений с применением технологии автотрофного удаления аммония
5.1 Рекомендации по проектированию и эксплуатации очистных сооружений с применением технологии автотрофного удаления аммония
5.2 Техникоэкономические показатели очистных сооружений с применением технологии автотрофного удаления аммония.
5.3 Выводы.
Выводы.
Литера 1ура.
Приложение 1.
Приложение 2.
ВВЕДЕНИЕ


Далее аммиак отдували воздухом и абсорбировали серной кислотой. Недостатками этого способа удаления аммония является высокие расходы реагента для повышения до и воздуха для отдувки л воздуха на 1 л сточной воды. Метод ионного обмена с использованием кпиноптилолита естественного неорганического цеолитового материала для удаления аммония используется в основном для доочистки сточных вод 7 . В США клиноптилолит применяется для удаления аммония лишь на нескольких городских очистных сооружениях. Цеолит регенерируется, что позволяет использовать его практически вечно. При этом извлеченный аммиак может быть использован в качестве удобрений. Отрицательным фактором являются сравнительно высокие расходы на регенерацию цеолита, которые могут достигать эксплуатационных расходов 7. Для реутилизации аммония из сливной воды уплотнителя сброженного осадка был исследован процесс, основанный на рекуперации аммония методом ионного обмена с последующим концентрированием и выпариванием, что в итоге приводит к кристаллизации сульфата аммония из газообразного аммиака 8 . Эффективность работы ионообменника сильно зависела от попадания загрязнений, в частности концентрацию взвешенных веществ в обрабатываемом растворе не должна превышать мгл. Однако во всех случаях ионообменные колонки быстро регенерировали и восстанавливали эффективность работы. Эффективность рекуперации аммония, рассчитанная из общего массового баланса, составляла изза недостаточной эффективности работы скруббера. Еще одним способом физикохимического удаления аммония является его преципитация с образованием струвит при. Исходя из уравнения реакции ИН РО 6Н2О 4. Однако, экспериментально были получены соотношения МР для оптимального удаления азота в виде струвита. Оптимальный для реутилизации аммония 8,,0. Полупромышленные исследования преципитации струвита в сливной воде показали, что для удаления 1 кг МЕЦЫ требуется 9,5 кг Н3РО4,4 кг МО и 4 кг ОН 6, . Очистка сточных вод от соединений азота физикохимическими и химическими способами требует дорогостоящих реагентов и оборудования. Биологический метод удаления азота из сточных вод является наиболее эффективным и доступным. На сегодняшний день самым распространенным методом биологического удаления аммония является процесс традиционной двухстадийной нитрификации и денитрификации. Каждый процесс осуществляется с использованием специфических микроорганизмов, которые для своей жизнедеятельности требуют различных условий. Азот наряду с углеродом, водородом и кислородом является одним из четырех основных элементов, из которых построены клетки. Обычная потребность в азоте определяется из условия, что активная биомасса микроорганизмов содержит азота около ,3 или в сухом остатке бактериальных клеток содержитсяазота 7. На каждые 0 мг БПКл потребляется азота 2,,5 мгл, при требуемом для ведения процесса очистки соотношении БПКМ1. Т . Процесс нитрификации был открыт в х годах века, но только в конце века проф. С.Н. Вино1радский выделил чистую культуру нитрифицирующих бактерий. По Виноградскому процесс биологического окисления аммонийного азота до нитратов осуществляется в две стадии аэробными бактериями хемоавтотрофами Ыкгозотопаз первая стадия и ЫйгоЬас1ег вторая стадия. Необходимую для своего существования энергию нитрифицирующие микроорганизмы получают в результате окислительновосстановительных реакций. Основным условием их сохранения и выживания в иле является возраст ила, а также температура сточных вод и . ЫН. Процесс нифификации протекает с одновременным приростом микроорганизмовгетерофофов. Эмпирическое клеточное вещества принято выражать формулой С5Н2П . Как видно из уравнений, в процессе нитрификации происходит пофебление кислорода и прирост биомассы. В таблице 1 представлены значения этих величин по стадиям процесса . Таблица 1. Характеристика стадий нитрификации , . Способность восстанавливать нифаты и нифиты до молекулярного состояния является свойством целого ряда бактерий факультативных анаэробов, как например, , i, vi, i, и ряда других гетерофофов.