Разработка технологии активации возвратного ила аэротенков с использованием электрогидродинамических установок

• Автор: Ишев, Станислав Валерьевич
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ АЭРОТЕНКОВ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

1.1 Состав и свойства активного ила.

1.2 Анализ влияния физикохимических и гидродинамических факторов на показатели работы аэротенков.

1.2.1 Физикохимические методы интенсификации биологической очистки сточных вод

1.2.2 Повышение эффективности биологической очистки сточных вод за счет использования устройств, обеспечивающих высокую турбулизацию иловой
Выводы

Цель и задачи исследований.

2. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРЫ ПРЕДЛАГАЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКЕ ВОЗВРАТНОГО ИЛА АЭРОТЕНКОВ.
2.1 Регенерация активного ила и условия, определяющие необходимость ее осуществления.
2.2 Кинетика ферментативных реакций биологического окисления загрязнений активным илом. Влияние начальных условий на процесс биологической очистки
2.3 Теоретическое обоснование конструкции электрогидродинамической установки для обработки возвратного ила аэротенкавытеснителя
2.3.1 Гидравлический расчет установки
2.3.2 Электрообработка активного ила.
3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД В АЭРОТЕНКЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АКТИВИРОВАННОГО ВОЗВРАТНОГО ИЛА
3.1. Объект исследований, программа и методика проведения лабораторных исследований.
3.1.1 Объект исследований
3.1.2 Описание установки для проведения лабораторных исследований
3.1.3 Программа и методика проведения лабораторных исследований
3.1.4 Методика проведения химических анализов
3.2 Результаты экспериментальных исследований режимов обработки возвратного ила в лабораторном ЭГДУ на кинетику процессов биологической очистки сточных вод.
3.3 Оценка достоверности полученных экспериментальных данных. Разработка математической модели процессов окисления органических
примесей с использованием активированного возвратного ила
Выводы.
4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СЕДИ МЕНТ АЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВНОГО ИЛА ОПЫТНОГО И КОНТРОЛЬНОГО АЭРОТЕНКОВ
4.1 Объект исследований, программа и методика лабораторных испытаний
4.1.1 Объект исследований
4.1.2 Описание установки для проведения лабораторных исследований
4.1.3 Программа и методика лабораторных исследований
4.1.4 Методика проведения химических анализов.
4.2 Результаты экспериментальных исследований седиментационных
. характеристик иловой смеси.
Выводы
5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ВОЗВРАТНОГО ИЛА АЭРОТЕНКОВ. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА УСТРОЙСТВ ПРЕДЛАГАЕМОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
5.1 Производственные испытания технологий обработки потока возвратного активного ила с использованием ЭГДУ различных конструкций
5.2 Расчет экономической эффективности технологии обработки возвратного ила с использованием ЭГДУ новой конструкции
5.3 Методика расчета устройств, входящих в предложенную
технологическую схему активации возвратного ила аэротенков.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Наряду с иловыми частицами простейшие усваивают и загрязнения, находящиеся во взвешенном состоянии в исходной воде, благодаря чему обеспечивается дополнительное осветление воды. Установлено, что в илах хорошего качества на МО бактериальных клеток приходится видов простейших организмов, в илах среднего качества и в илах плохого качества . Этот показатель состава ила называют коэффициентом протозойности. Многочисленные наблюдения позволили установить взаимосвязь между состоянием окислительной системы, качеством очищенной воды и развитием в илах определенных групп простейших и коловраток табл. Таблица 1. Характеристика работы биологического окислителя . Важнейшим свойством активного ила является его способность к оседанию, которая характеризуется иловым индексом. Хорошо оседающий ил имеет иловый индекс от до мгл в зависимости от технологического режима работы аэротенков и состава сточных вод. Увеличение илового индекса происходит по многим причинам это и уменьшение концентрации растворенного кислорода, и избыточное количество углеводов в исходной воде, недостаток азота и фосфора, резкие изменения нагрузок на ил, чрезмерная аэрация и др. При нормальных условиях аэрации значения илового индекса, прежде всего, зависят от нагрузки на активный ил по органическим веществам рис. Рис. Связь эффективности флокуляции со степенью обеспеченности углеродным питанием величиной нагрузки на активный ил отмечалась многими исследователями. Показано, например, что добавление свежего субстрата к флокулированным бактериям вызывает диспергирование хлопьев к тому же результату приводит длительное отсутствие питания. Таким образом, можно выделить три состояния биологических систем с точки зрения их склонности к флокуляции. В первом случае при избыточном количестве углеродного питания, что соответствует большому количеству свободной энергии и высокой подвижности клеток, интенсивность образования биополимерного полиэлектролита недостаточна для обеспечения флокуляции. Во втором, противоположно предельном, случае при остром лимитировании по субстрату равновесие в биоценозе сдвигается в сторону культур, способных метаболизировать биополимер, что приводит к редиспергации хлопьев. Таким образом, стационарное существование хлопьев активного ила реализуется в определенном диапазоне обеспеченности питанием. Третий случай характеризует состояние хорошо флокирующего активного ила. Вспухший ил, обладающий чрезвычайно развитой поверхностью, имеет очень высокую очистительную способность по сравнению с обычным илом. Отмечено также, что вспухший ил приобретает способность интенсивно использовать углерод из трудноокисляемых синтетических веществ, например, СПАВ. Однако, нормальная эксплуатация очистных сооружений со вспухшим илом невозможна изза отсутствия удовлетворительных технических решений отделения вспухшего ила от воды, поэтому большие потенциальные возможности использования повышенной окислительной способности вспухшего ила теряются. Борьба со вспуханием ила ведется по многим направлениям. Например, в ряде зарубежных стран применяются химические реагенты типа утяжелителей, которые изготавливаются на основе низкомолекулярных полимеров. Используются также сепараторы, в которых ил размельчается до отдельных фрагментов, что не устраняет причины вспухания, но позволяет вести удовлетворительную эксплуатацию сооружений. Необходимо также отметить, что при сепарации в условиях довольно интенсивного турбулентного перемешивания происходит обновление поверхностей бактериальных клеток активного ила и повышение его окислительной способности. При исследованиях процесса биологической очистки промышленных сточных вод в аэротенках Бондаревым и Л. О. Никифоровой была выявлена взаимосвязь между электрокинетичсским потенциалом активного ила и иловым индексом . Оптимальные значения илового индекса при очистке сточной воды соответствовали максимальным абсолютным значениям электрокинетического потенциала активного ила рис. Этим же значениям потенциала соответствовал максимальный эффект осветления воды при флотационном уплотнении избыточного ила рис.