Совершенствование узла "аэрация - илоразделение" малых и средних станций биологической очистки сточных вод

• Автор: Климухин, Илья Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 181 с. : ил.

1. Анализ конструктивных решений и условий работы узла аэрацияилораздсление на малых и средних станциях биологической очистки сточных вод.

1.1. Требования к качеству очищенных сточных вод

1.2. Классификация систем аэрации и их основные параметры.

1.3. Классификация систем илоразделения и их основные параметр

1.4. Теоретическое обоснование целесообразности использования схем с высокими коэффициентами рециркуляции в процессах биологической очистки

сточных вод.

Выводы по первой главе и постановка задач исследований.

2. Математическая модель процессов биологической очистки сточных вод в аэробных условиях
2.1. Общие принципы построения математической модели процесса очистки сточных вод в аэробных биорсакторах

2.2. Блок кинетических уравнений.

2.3. Блок уравнений материального баланса

2.4. Блок уравнений массообмена.
Выводы по второй главе
3. Методы и результаты экспериментальных исследований.
3.1. Исследования массообменных свойств водосливных аэраторов.
3.1.1. Описание экспериментальной установки.
3.1.2. Методика определения объемного коэффициента массопередачи
3.1.3. Объемный коэффициент массопередачи и его зависимость от физических свойств жидкости и технологических параметров работы аэрационного
сооружения.
Выводы по третьей главе
4. Полупроизводственные и производственные исследования узла аэрация илоразделение
4.1. Исследования процесса аэробной биологической очистки сточных вод в
биореакторе периодического действия с водосливным аэратором

4.1.1. Задачи полу производствен пых исследований
4.1.2. Описание полупроизводственной установки.
4.1.3. Методика полупроизводственных исследований
4.1.4. Анализ результатов полупроизводственных исследований
4.2. Производственные исследования процесса илоразделения в отстойнике, оборудованном тонкослойными модулями
4.2.1. Задачи производственных исследований.
4.2.2.0писание производственной установки.
4.2.3. Методика производственных исследований
4.2.4. Анализ результатов производственных исследований.
Выводы по четвертой главе.
5. Рекомендуемые схемы компоновок и конструктивного оформления при интенсификации узла аэрацияилоразделение и методы их расчета для сооружений аэробной биологической очистки сточных вод с суспендированной микрофлорой
5.1. Примеры конструктивных решений интенсификации узлов аэрацияилоразделение
5.2. Методика технологического расчета усовершенствованного узла аэрацияилоразделение.
5.2.1. Расчет аэрационного сооружения на базе ВАр.
5.2.2. Расчет илоотделитсля с ячеистыми тонкослойными модулями.
5.3. Техникоэкономический анализ результатов оптимизационного расчета
интенсификации узлов аэрацияилоразделение
5.3.1. Сравнительный анализ использования ВАр для аэрации сточной жидкости в аэротенках.
5.3.2. Сравнительный анализ использования ВАр для насыщения кислородом очищенных сточных вод перед их сбросом в водоем
5.4. Оценка предотвращенного экологического ущерба в результате применения ячеистых тонкослойных модулей во вторичных отстойниках.
5.5. Общие рекомендации по эксплуатации интенсифицированного узла
аэрацияилоразделение
Выводы по пятой главе
Общие выводы.
Литература


Наиболее ценные теоретические обобщения и первые расчетные зависимости для применения и проектирования аэраторов были получены С. Н. Строгановым, К. Н. Корольковым и Н. А. Базякиной . Зарубежный опыт практического применения и результаты исследований по аэрации сточных вод, опубликованы в трудах Н. V. , . Аэрационныс системы призваны выполнять две основные функции перемешивание иловой суспензии, предотвращающее выпадение из нее твердой фазы и внесение кислорода воздуха в жидкость для обеспечения его концентрации, благоприятно влияющей на процессы биохимической деструкции. В практике очистки сточных вод используются пневматические, механические, пневмомеханические комбинированные, струйные гидравлические и эрлифтные аэраторы 1 4, . Рис. Классификация пневматических аэраторов. В зависимости от давления на выходе различают аэраторы низкого до кПа, среднего нормального от до кПа и высокого свыше кПа давления. Аэрация тонкодиспергированным воздухом осуществляется через пористые керамические, тканевые или пластмассовые диспсргагоры. Одним из наиболее распространенных типов пористого аэратора являются фильтросная пластина. Стремление освободиться от таких недостатков фильтросных пластин, как засорение пор, трудность монтажа и регенерации, привело к созданию новых купольных конструкций пористых аэраторов. В дальнейшем усовершенствование конструкции купольных аэраторов привело к созданию фибовидных и дисковых аэраторов. Купольные аэраторы и их разновидности обладают такими достоинствами, как легкость монтажа и демонтажа, достаточная механическая прочность, малое число воздухораспределительных стояков. К недостаткам следует отнести постепенное засорение пор, повышение сопротивления прохождению воздуха, приводящее к необходимости остановки сооружений для проведения ремонтных работ по замене аэраторов, вышедших из строя. Во избежание трудностей монтажа фильтросных пластин началось применение пористых керамических труб. Несмотря на необходимость устройства большого числа стояков для питания пористых труб воздухом, трубчатая аэрация нашла довольно широкое применение, как в России, так и за рубежом. Дальнейшим изменением конструкции трубчатых аэраторов явилось создание устройств для их подъема без опорожнения сооружений, в том числе работающих в автоматическом режиме на случай отключения подачи воздуха. Присущие им недостатки являются общими для всех конструкций пневматических аэраторов засорение пор по мере эксплуатации, необходимость использования воздуходувок для преодоления создаваемых ими сопротивлений и сложность регенерации. Весьма перспективно для преодоления недостатков, присущих аэраторам тонкого диспергирования, применение аэраторов трубчатой, рамной или тарельчатой конструкции. Существуют также другие конструкции трубчатых аэраторов, изготавливаемые методом напыления полиэтилена на трубчатый каркас . Большое значение имеет материал каркаса аэратора. Многолетний опыт эксплуатации стальных перфорированных труб на станциях аэрации показал, что через короткий срок отверстия засоряются продуктами коррозии, и картина распространения воздуха искажается 1. По этой причине в зарубежной практике обычно применяют перфорированные трубы из некорродирующих материалов меди, нержавеющей стали, пластмасс или аэраторы, конструкция, материал и форма отверстий которых препятствует проникновению жидкости вовнутрь , , . К среднепузырчатым аэраторам относятся трубы с более крупными, чем у рассмотренных ранее аэраторов отверстиями или продольными прорезями. Увеличение диаметра отверстий вызвано стремлением устранить присущий всем мелкопористым диспергаторам недостаток постепенное закупоривание воздухоподводящих отверстий и связанное с ним увеличение сопротивления. Наиболее известными простейшими . При работе таких аэраторов воздух выходит крупными неустойчивыми пузырями, которые под воздействием потоков жидкости дробятся на более мелкие. Следующей после пневматической по частоте использования на очистных сооружениях сточных вод является механическая система аэрации.