Разработка технологии третичной очистки городских сточных вод

• Автор: Душко, Артем Олегович
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Оглавление
Оглавление.
Введение.

1 Литературный обзор.

1.1 Фильтрование как метод доочистки.

1.1.1 Скорые песчаные фильтры

1.1.2 Многослойные фильтры

1.1.3 Крупнозернистые фильтры.

1Л .4 Фильтры с полимерной загрузкой

1.2 Доочистка сточных вод на биореакторах.

1.3 Загрузочные материалы, используемые в биореакторах

1.4 Постановка задач исследований.
2 Аппаратура и методика исследований
2.1 Лабораторная установка
2.2 Полупромышленная установка
2.3 Лабораторный и приборный контроль.
3 Экспериментальная часть.
3.1 Исследование работы биореактора с аэрацией
ЗЛЛ Влияние продолжительности пребывания сточной воды в
сооружении.
3 Л .2 Кинетика биохимических процессов в биореакторе.
ЗЛ.З Изучение микробиологического состава биопленки и поступающей
на доочистку воды
ЗЛЛ Работа биореактора в полупромышленных условиях
3.2 Исследование работы биореактора без аэрации.
3.2.1 Определение оптимальной скорости фильтрации.
3.2.2 Работа реактора в полупромышленных условиях без аэрации
4 Теоретическая часть и обработка экспериментальных данных
4.1 Описание кинетики процессов в биопленке.
4.2 Изучение гидродинамических свойств потоков в биорсакторе
5 Рекомендации по проектированию биореакторов доочистки
6 Разработка технологии третичной очистки сточных вод на основе биореакторов с пластиковой загрузкой.
6.1 Технологическая схема третичной очистки.
6.2 Техникоэкономические показатели
Литература


Однако самым распространенным методом третичной очистки хозяйственно-бытовых сточных вод является фильтрация ввиду хорошей изученности процесса и широкого распространения в системах водоподготовки. Применение других, менее распространенных методов доочистки сточных вод, например, таких как мембранная фильтрация [] существенно ограничивается их дороговизной. Широкое распространение, особенно в зарубежной практике, среди методов фильтрации, применяемых для третичной очистки, занимает обработка биологически очищенных муниципальных сточных вод (БОМСВ) на зернистых фильтрах. Первоначально методы фильтрации применялись для очистки природных вод [, , ]. В середине XX века в нашей стране и за рубежом были проведены первые экспериментальные работы по доочистке хозяйственно-бытовых сточных вод на зернистых фильтрах, аналогично применяемым в водоподго-товке. Опыт их применения показал, что при фильтровании биологически очищенной сточной воды происходит снижение содержания взвешенных веществ и БПК до концентраций 2. Проведенные Иванюшиным Г. Люблинской станции аэрации производительностью м3/сут [, , ] показали возможность использования данного типа фильтров для третичной очитки БОМСВ. При этом было достигнуто снижение БПКполи до 6. Результаты этих исследований были положены в основу проектов блоков сооружений доочистки сточных вод на Байкальском ЦБК, на очистных сооружениях городов Зеленограда и Воскресенска []. На Зеленоградской станции на данных фильтрах удалось достичь снижения концентрации взвешенных веществ и БПКполи до 2. Эффект доочистки на фильтрах с нисходящим потоком составляет по взвешенным веществам . Аналогичные по конструкции фильтры также используются за рубежом []. В частности, в результате промывок происходила так называемая гидравлическая сортировка загрузки, в результате которой более мелкая фракция песка оказывалась в верхнем слое. При фильтровании происходило быстрое заиливание верхнего слоя, что приводило к резкому снижению продолжительности фильтроцикла, а также производительности фильтра, возрастанию его сопротивления и уменьшению грязеемкости. Возникала необходимость в частых промывках, что существенно повышало стоимость очистки. Изменение направления фильтрации позволило повысить эффект очистки по взвешенным веществам на %. При фильтрации воды снизу вверх легко реализуется принцип фильтрования в направлении убывающей крупности зерен загрузки, вследствие чего значительно улучшаются условия работы фильтра. В мелкозернистые слои вода поступает уже значительно очищенной, благодаря чему исключается заиливание мелкозернистых слоев и достигается более равномерное распределение загрязнений по высоте фильтра. Перед фильтрами устанавливают камеру - воздухоотделитель, рассчитанную на пребывание в ней воды в течение пяти минут. Фильтры с восходящим потоком воды не предъявляют жестких требований к гранулометрическому составу фильтрующей загрузки. Загрузка может быть выполнена из речного песка (или дробленого кварца) и гравия. Общая высота загрузки не должна при этом превышать 3 м [2]. Первоочередная задача, связанная с эксплуатацией фильтров этого типа, состоит в том, что необходимо обеспечить равномерность потока фильтруемой воды по площади фильтра. Для этих фильтров не требуется наличие двухметрового слоя воды над загрузкой, поскольку в них реализован низкий отвод промывной воды. Это позволяет уменьшить высоту сооружения как минимум на 1,5 м по сравнению с аналогичным по производительности фильтрами с нисходящим потоком. Эффект доочистки на фильтрах с восходящим потоком составляет по взвешенным веществам %, по БПК - %. Недостаток этого фильтра состоит в возможности уноса зерен верхнего слоя загрузки несмотря на запас высоты []. С.И. Быковым [] был разработан фильтр с подвижным фильтрующим слоем и горизонтальным направлением фильтрования (рис. Рис. Фильтр доочистки конструкции С. В качестве фильтрующей загрузки используется крупнозернистый песок фракции 1,5. Расход промывной воды составляет 1. Эффект очистки сточных вод составляет по взвешенным веществам . БПК5 - около %.