Аэробная биологическая очистка сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности

• Автор: Коровин, Леонид Константинович
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 69 с. : ил.; 20х15 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Биологическая очистка сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности (ЦГО) является сегод ня основным и самым
распространенным в России и за рубежом методом конечной очистки
загрязненных сточных вод перед их сбросом в водоем. В России
биологической очистке сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности подвергается более 90 % всего объема сточных вод. При этом по объему загрязнений сточных вод ЦБП занимает 1 - 3 места в стране (по различным показателям) среди остальных отраслей народного хозяйства. В период 1964 -1985 гт. на создание систем биологической очистки сточных вод ЦБП в бывшем СССР было затрачено более одного миллиарда рублей (Коровин Л.К., Неволин В.Ф., Сметанин ВВ., 1989). В разработанной государственной программе природоохранного строительства в ЦБП СССР на период до 2005 г. предполагалось затратить еще 2,5 миллиарда рублей на общие природоохранные цели. В среднем стоимость сооружений биологической чистки и их эксплуатации составляет 10 - 20 % от затрат на все производство. При этом биологическая очистка сточных вод требует значительных энергозатрат (0,5-2,0 кВт.ч на один кг удаленного БПК) (Коровин Л.К., Зацепилин А.И., 1979), Значительные затраты в масштабах отрасли страны на биологическую очистку сточных вод в ЦБП требуют оптимальной организации этого процесса с целью снижения стоимости очистки и энергозатрат при одновременном повышении эффективности удаления загрязнений.
Необходимость оптимизации процесса биологической очистки сточных вод, .. на этапе проектирования, так и при эксплуатации существующих очистных оружений требует разработки теоретических основ этого процесса.
| Многие из эксплуатируемых сегодня сооружений биологической очистки Ч = шх вод ЦБП, построенных более 30 лет назад по эмпирическим I . остям, не удовлетворяют современным требованиям охраны природы

имеет отрицательные последствия, как с экологических позиций, так и с точки зрения финансовой устойчивости предприятий. Плата за природопользование, штрафы за нарушение правил охраны поверхностных вод в условиях недостаточной очистки сточных вод могут привести к финансовому краху многие предприятия.
В связи с изложенным становится очевидной актуальность разработки теоретических основ процесса биологической очистки сточных вод ЦБП, дающих возможность оптимизировать технологию и оборудование для сооружений биологической очистки сточных вод.
Одновременно с оптимизацией очистных сооружений актуальной является задача совершенствования существующих в России нормативных требований к качеству очищенных сточных вод с целью стимулирования природоохранной деятельности предприятий.
Состояние проблемы. Несмотря на большие масштабы использования метода аэробной биологической очистки сточных вод ЦБП, только в последнее десятилетие расчет и проектирование очистных сооружений стали базироваться на определенных теоретических предпосылках и утрачивать эмпирический характер. Вместе с тем, большинство теоретических зависимостей было получено дам бытовых сточных вод, имеющих принципиальные отличия по химическому составу от сточных вод ЦБП (содержащих лигносоединения, практически не подвергающиеся биохимической деструкции активным югом). Большой объем теоретических исследований, выполненных многими исследователями собственно для биологической очистки сточных вод ЦБП, освещал отдельные стороны этого процесса без единой внутренней связи.
Возникла необходимость разработки единых теоретических основ процесса аэробной биологической очистки, охватывающих такие стороны процесса как биохимическое разрушение растворенных органических загрязнений, рост активного ила, потребление кислорода, удаление специфических загрязнений.

Таблица 4. Сравнительные данные эффективности распада органического вещества активного ила в аэробных минерализаторах
при Методика расчета, нятая в США и Канаде Мигнон H.A. 1985) . Методика расчета, предложенная в данной работе
Эф фе кги вн ост ь рас па да, % Про дол жит ельн ость стаб илиз аци и, суг. Тем пера тура стаб илиз ации ,°С Произве дение продолж ительнос ти на температ УРУ стабилиз ации, град-сут ßx(2930)- констант а стабилиз ации при температ уре 20°С (293°К), мин"1 Темпе ратур а стаби лизац ии, °К ß*(T)- константа стабгошзац ии при заданной температур е, мин"1, 10'3 Продолж ительнос ть стабилиз ации, мин, -103 Эфф ЄКТИБ ность распа да, %
40 108 4,4 475 0,5-10"3 277,4 0,117 155,5 44
31 15,5 480 0,5-10'3 288,5 0,334 44,6 41
18 26,7 480 0,5-10"3 299,7 0,890 25,9 47
Ср. 44
55 386 4,4 1698 0,5-10"3 277,4 0,117 555,8 58
109 15,5 1690 0,5-10'3 288,5 0,334 157 56
64 26.7 1709 0,5-10"3 299,7 0,890 92,2 61

Из данных таблицы 4 видно, что теоретически рассчитанные значения эффективности распада активного ила с учетом температуры и
продолжительности стабилизации в целом соответствует значениям, которые используются в инженерной практике США и Канады (Мигаон H.A., 1985).
С другой стороны, представленные в данной работе теоретические зависимости учитывают исходное состояние активного ила перед его стабилизацией, что не оговаривается в существующих на сегодня инструктивных материалах, но оказывает значительное влияние на эффективность процесса.