Интенсификация работы аэротенка с использованием избыточной энергии потока возвратного активного ила

• Автор: Хазов, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 124 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1.ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ И СООРУЖЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АКТИВНОГО ИЛА.

Ы.Состав и свойства активного ила

1.2.Кинетика ферментативных реакций

биологического окисления и влияющие на нее факторы

1.2.1. Влияние концентрации органических загрязнений на скорость биохимического окисления.

1.2.2. Основные фазы развития микроорганизмов

активного ила

1.2.3. Влияние температуры и реакции среды

на скорость биохимического окисления.

1.2.4.Влияние кислорода на процесс биохимического
окисления.
1.2.5 Влияние концентрации активного ила и гидродинамических условий в аэротенке на
скорость биохимического окисления.
1.2.6. Влияние химических элементов на
кинетику биологического окисления
1.2.7.Регенерация активного ила.
1.2.8. Нитрификация и денитрификация
1.3. Методы интенсификации работы аэротенков.
1.3.1. Повышение дозы активного ила.
1.3.2.Повышение эффективности использования
кислорода
1.3.3.Совершенствование систем аэрации
сточных вод
1.3.4.Улучшение гидродинамического режима
аэротенков.
1.3.5.Обработка иловой смеси физикохимическими
методами.
Выводы.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА МЕРОПРИЯТИЙ
ПО ИНТЕНСИФИКАЦИИ РАБОТЫ АЭРОТЕНКОВ
2.1. Технология утилизации избыточной энергии перекачиваемого насосами потока возвратного ила
2.2. Насыщение активного ила кислородом воздуха.
2.3. Воздействие на активный ил повышенной турбулентности
2.4. Электрообработка активного ила.
Выводы.
3.ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ ИЗБЫТОЧНОЙ ЭНЕРГИИ ПОТОКА ВОЗВРАТНОГО ИЛА
3.1. Объект исследований, программа и методика проведения
лабораторных испытаний.
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 влияния параметров обработки иловой смеси в ЭГДУ на повышение
ее ферментативной активности
3.3.Результаты экспериментальных исследований влияния обработки иловоздушной смеси в ЭГДУ на изменение динамики процесса биологической сточных вод в опытном аэротенке
3.4. Оценки достоверности полученных экспериментальных данных. Разработка математической модели процесса активации иловой смеси при ее обработке по предложенной технологии
Выводы.
4.ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГОГИИ УТИЛИЗАЦИИ ИЗБЫТОЧНОЙ ЭНЕРГИИ ПОТОКА ВОЗВРАТНОГО ИЛА
Выводы
5.РЕКОМЕНДАЦИИ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА УЗЛОВ УТИЛИЗАЦИИ ИЗБЫТОЧНОЙ ЭНЕРГИИ ПОТОКА ВОВЗРАТНОГО ИЛА. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ УТИЛИЗАЦИИ ИЗБЫТОЧНОЙ ЭНЕРГИИ ПОТОКА
ВОЗВРАТНОГО ИЛА.
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


По внешнему виду активный ил представляет собой мелкие хлопья с цветом от светлокоричневого до черного. Хлопья состоят из большого числа бактериальных клеток, заключенных в слизь. При оптимальном уровне нагрузки на активный ил 0. БПКп0ЛН на 1 г активного ила в сутки, а также при достаточном содержании биогенных элементов и кислорода, хлопья ила собираются в флокулы, хорошо осаждающиеся во вторичном отстойнике 5. Такой ил обеспечивает очень высокую степень очистки сточных вод по БПК и их частичную нитрификацию. С физикохимической точки зрения активный ил в аэротенке является амфотерным коллоидом, имеющим в интервале значений рН4. Ил обладает значительной удельной поверхностью, величина которой достигает 0 м2 на 1 г сухого вещества. Благодаря такой поверхности активный ил имеет большую адсорбционную способность. Он также способен связывать значительные количества воды. При содержании в 0 мл суспензии 1 г ила в пересчете на сухое вещество, содержание связанной воды в смеси составляет около , свободной только . Способность активного ила связывать воду увеличивается с повышением его концентрации . Сухое вещество активного ила представляет собой комплекс минеральных и органических веществ. Кроме белков органическая часть ила содержит липиды жиры и жироподобные вещества, углеводы и другие составляющие. Среди бактерий активного ила существуют гетеротрофы и автотрофы, причем преимущественное развитие та или иная группа получает в зависимости от условий работы системы . Эти две группы бактерий различаются по своему отношению к источнику углеродного питания. Гетеротрофы используют в качестве источника углерода органические вещества сточных вод и перерабатывают их для получения энергии и биосинтеза клетки. Автотрофные организмы потребляют для синтеза клетки неорганический углерод, а энергию получают либо за счет фотосинтеза, либо за счет хемосинтеза в частности, процесса нитрификации ,,,. Механизм биологического окисления в аэробных условиях гетеротрофными бактериями может быть представлен следующий схемой . МикроорганизмыОгСОгНгОНРбиологически неразрушаемая часть клеточного вещества 1. Реакция 1. Реакция 1. КН 5С С,Я,М2 ЛгО Н 9Я фаза I 1. Н фаза И 1. СзНтИОг символ состава органического вещества образующихся клеток микроорганизмов. Передача энергии в системе активный клеточная вода осуществляется при помощи фосфатных соединений. Эти макроэнергетические соединения прежде всего аденозинтрифосфорная кислота АТФ обладают способностью не только накапливать энергию, но и передавать ее другой молекуле посредством фосфатного фрагмента , относящегося к классу ферментов. Если АТФ взаимодействует с какимлибо веществом, способным присоединить фосфатный фрагмент, то молекулаакцептор осуществляющая это присоединение получает некоторую порцию энергии вместе в присоединенным ферментом. В результате переноса макроэнергетической связи молекула, получившая энергетический заряд становится более активной и может осуществлять дальнейший перенос энергии, вступая в реакцию с другой молекулой, в том числе и с той, с которой в отсутствии макроэнергетической связи реакция вообще не могла бы произойти. Таким образом, участие ферментов в любой химической реакции ведет в снижению энергетического барьера, благодаря чему доля молекул, обладающих энергией, достаточной для участия в реакции, возрастает. В результате ферментативных процессов молекулы углеводов, жирных кислот и аминокислот, находящиеся в стоках, расщепляются в конечном итоге до углекислоты и воды, а освобождающаяся биологически полезная энергия аккумулируется клетками активного ила в макроэнергетических фосфатных связях. Главным источником таких связей служит поток электронов, передающихся по системе переноса, так называемому электронному каскаду, от одного акцептора к другому. В результате этих реакций энергия электронов связывается в биологически полезной форме в виде макроэнергетических соединений, таких как АТФ. Передача электронов по электронному каскаду происходит путем последовательных реакций окислениевосстановление, которые в совокупности носят названия биологического биохимического окисления.