Технологическое взаимодействие коммунальных систем водоподготовки и канализации в процессах очистки воды и обработки осадков

• Автор: Хамидов, Матвей Георгиевич
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 253 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР НАУЧНОТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Состав и физикохимические свойства водопроводных осадков

1.1.1. Биогеохимия алюминия.

1.2. Естественные методы обработки водопроводных осадков

1.2.1. Сброс в поверхностные воды.

1.2.2. Сброс в пруды накопители.

1.2.3. Удаление на площадках вымораживания

1.2.4. Удаление водопроводного осадка в море и подземные горизонты

1.3. Искусственные методы обработки и удаления водопроводных
осадков
1.3.1. Обработка реагентами.
1.3.2. Обработка флокулянтами.
1.3.3. Замораживание и оттаивание.
1.3.4. Радиационная обработка.
1.3.5. Магнитная обработка, электрокоагуляция.
1.3.6. Обезвоживание на вакуумфильтрах.
1.3.7. Обезвоживание на фильтрпрессах
1.3.8. Обезвоживание на центрифугах.
1.4. Применение водопроводного осадка для удаления фосфатов из
сточных вод.
1.4.1. Биологические методы.
1.4.2. Биохимические и реагентные методы
1.4.3. Электрохимические методы доочистки воды от соединений фосфора
1.5. Химический состав водопроводных осадков. Анализ требований и условий утилизации в соответствии с природоохранным
ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВОМ РФ
1.5.1. Химический состав водопроводных осадков
1.5.2. Утилизация водопроводных осадков в производстве строительных материалов
ГЛАВА 2. КАЧЕСТВЕННЫЙ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ГЕНЕЗИС ОСАДКОВ СООРУЖЕНИЙ ВОДОПОДГОТОВКИ МОСКВЫ
2.1. Структура и производительность систем водоснабжения и ВОДООТВЕДЕНИЯ Г. МОСКВА СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ.
2.1.1. Источники водоснабжения
2.1.2. Водопроводные станции и водопотребленис
2.2. Реагенты в процессах водоподготовки
2.2.1. Сульфат алюминия СА
2.2.2. Оксихлорид алюминия ОХА
2.2.3. Флокулянты.
2.2.4. Расход реагентов на водопроводных станциях Москвы
2.3. Состав природных вод Волжского и Москворецкого водоисточников
2.3.1. Общая характеристика технологических показателей качества исходной воды
2.3.2. Физикохимические показатели состава исходной воды.
2.3.3. Биологические показатели исходной воды.
2.3.4. Корреляции показателей состава исходной воды.
2.3.5. Зависимость расхода коагулянта от состава исходной воды
2.4. Выводы по составу поверхностных вод водоисточников Москвы
2.5. Количественные показатели образования водопроводного осадка
2.5.1. Зарубежная практика прогнозирования образования водопроводного осадка
2.5.2. Отечественная практика прогнозирования образования водопроводного осадка.
2.5.3. Учет образования водопроводного осадка на водопроводных станциях Москвы
2.5.4. Анализ роли компонентов природной воды в формировании водопроводного осадка
2.5.5. Рекомендации по определению образования водопроводного осадка расчетным
методом.
2.6. Заключение по генезису осадков на водопроводных станциях
ГЛАВА 3. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОНТРОЛЬ ПОСТУПЛЕНИЯ ВОДОПРОВОДНЫХ ПРОМСТОКОВ НА ОЧИСТНЫЕ СООРУЖЕНИЯ КАНАЛИЗАЦИИ МОСКВЫ ПО АЛЮМИНИЮ.
3.1. Источники поступления алюминия на очистные сооружения канализации
3.2. Фоновое содержание алюминия в сточных водах.
3.3. Фоновое содержание алюминия в осадках сточных вод.
3.4. Содержание алюминия в осадках сточных вод в условиях приема водопроводных промстоков. Анализ распределения водопроводного
осадка по блокам очистных сооружений.
3.5. Распределение водопроводного осадка между сооружениями механической и биологической очистки сточной воды
3.6. Заключение по эффективности производственного контроля
за поступлением водопроводных промстоков на очистные сооружения канализации по алюминию
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВОДОПРОВОДНЫХ ПРОМСТОКОВ НА ПРОЦЕССЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД И ОБРАБОТКИ ОСАДКА.
4.1. Лабораторный эксперимент по определению влияния водопроводного осадка на показатели очистки сточной воды
4.1.1. Материалы и методы
4.1.2. Результаты и обсуждение.
4.1.3. Выводы
4.2. Определение сорбционной емкости осадка СВС по фосфатам
4.2.1. Материалы и методы
4.2.2. Результаты и обсуждение.
4.2.3. Заключение по сорбционное емкости водопроводного осадка по фосфатам.
4.3. Кинетика уплотнения осадков водопроводных станций и осадков очистных сооружений канализации
4.3.1. Кинетика уплотнения осадков водопроводных станций Москвы
4.3.2. Кинетика совместного уплотнения водопроводного осадка и осадка первичных отстойников
4.3.3. Заключение по кинетике уплотнения водопроводного осадка.
ГЛАВА 5. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ВОДОПРОВОДНЫХ ОСАДКОВ НА ПРОЦЕССЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
НА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ КОММУНАЛЬНОЙ КАНАЛИЗАЦИИ МОСКВЫ.
5.1. Хронология и технология подачи водопроводных промстоков
на очистные сооружения коммунальной канализации Москвы.
5.1.1. Прием промстоков СВС на ЛбСА
5.1.2. Прием водопроводных промстоков на КСА.
5.2. Технологический анализ очистки сточной воды от фосфатов
в условиях приема водопроводных промстоков.
5.3. Анализ воздействия водопроводного осадка на качество очистки
сточной воды по фосфору фосфатов.
5.4. Анализ воздействия водопроводного осадка на качество очистки
сточной воды по загрязняющим веществам общесанитарного значения
5.4.1. Взвешенные вещества.
5.4.2. Аммонийный и нитратный азот. Нитрификация.
5.4.3. БПК5 и ХПК
5.4.4. Алюминий
5.5. Заключение но влиянию водопроводного осадка на общесанитарные ПОКАЗАТЕЛИ ПОСТУПАЮЩИХ И ОЧИЩЕННЫХ сточных вод.
5.6. Анализ технологического воздействия водопроводных осадков на процессы обработки осадка на очистных сооружениях коммунальной канализации Москвы.
5.6.1. Гравитационное уплотнение сырого осадка и избыточного активного ила.
5.6.2. Зольность активного ила.
5.7. Содержание фосфора в осадках сточных вод
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Способность радиационного облучения разрушать органические и неорганические соединения, влиять на физикохимические и особенно на коллоидные свойства осадков, определяющие их фильтруемость, водоотдачу, седиментацию, содержание свободной и связанной воды, позволяет использовать Со для обработки осадков водопроводных станций. Советские исследователи доказали, что в коагулированных суспензиях, подвергающихся радиационной обработке, происходят укрупнение, уплотнение, а также частичное обезвоживание коллоидных частиц. Исследования, проведенные в Институте физической химии ЛН УССР ИФХ АН СССР, по изучению влияния излучения на коллоидные свойства осадков сточных вод и избыточного активного ила очистных сооружений канализации показали, что удельное сопротивление фильтрации таких осадков дополнительно снижается в 3 5 раз . До настоящего времени в отечественной практике отсутствовали какиелибо данные о возможности применения уизлучения с целью изменения фильтрующих и седнментационных свойств осадков водопроводных станций. Исследования проводили с осадком Северной водопроводной станции Москвы, образующимся при очистке сернокислым алюминием высокоцветных маломутных вод Ц , М 4 мгл поверхностных водоисточников. Влажность осадка составляла ,5 ,2, зольность ,9 ,8, удельное сопротивление 7, О смг. Осадок подвергали облучению гаммалучами Со на установке ГУРХ0 0 интенсивностью 0 ООО гэкв радия. Результаты экспериментальных исследований показывают, что удельное сопротивление фильтрации осадка зависит от дозы облучения. Скорость фильтрации резко увеличивается уже при дозе крад. При дозе 0 крад цикл фильтрации водопроводного осадка сокращается в 2 раза до 5 мин по сравнению с необлученным. Другим фактором, который может оказать влияние на фильтрующие свойства водопроводного осадка, является мощность дозы облучения. Результаты исследований, показывают, что мощность дозы облучения практически не влияет на фильтрующие способности осадка. Эффект в этом случае получается незначительный. Данные исследований показывают, что снижение сопротивления происходит в основном в интервале доз до 0 крад, при дальнейшем увеличении дозы изменение удельного сопротивления резко замедляется. КГ смг, при которой возможно лучшее обезвоживание осадка, достигается при дозе облучения 0 крад и не зависит практически от мощности дозы облучения. Физикохимические свойства осадка. Образующегося при коагуляции природных вод, зависят в основном от состояния гидроокиси алюминия в осадке. В свежем осадке в момент его образования окись алюминия имеет аморфную структуру, которая наиболее реакционноспособна. Однако со временем аморфная структура переходит в кристаллическую с образованием устойчивых кристаллов А1ОНз. Скорость перехода аморфной структуры в кристаллическую зависит от температуры и других параметров. При нагревании процесс старения осадка ускоряется. Эти обстоятельства позволили предположить, что от возраста осадка будет зависеть и эффективность радиационной обработки. Экспериментальные данные, показывают, что время фильтруемости осадка, хранившегося 1 мес. I С, практически идентично времени фильтрации осадка без радиационной обработки, в то время как для осадка при хранении 1 мес. С время фильтрации при дозе 2 крад составило 7 мин. При облучении осадка, хранившегося 1 мес. I С, его удельное сопротивление изменяется незначительно в сравнении с резким изменением удельного сопротивления свежего осадка и осадка, хранившегося 1 мес. I 5 С. Указанные исследования были проведены в отечественной практике впервые. Их цель поиск новых методов кондиционирования осадков водопроводных станций. Результаты исследований показали, что радиационная обработка водопроводных осадков Со существенно изменяет их структуру, и в зависимости от дозы облучения можно достичь величины удельного сопротивления осадка до Ю смг. Такой осадок можно подвергать механическому обезвоживанию без дополнительной реагентной обработки. Исследования В. И. Классена и др. Использованию магнитных полей для очистки сточных вод посвящены работы О. С. Хабарова . Исследования по влиянию магнитной обработки осадков водопроводных станций стали появляться в литературе недавно. Применение данного метода сдерживается отсутствием глубоких теоретических проработок в этом направлении и методик расчета сооружений. С.С.