Оценка состояния и защита природной среды на основе рациональной технологии переработки избыточного активного ила узла биологической очистки предприятий ТЭК

• Автор: Лукина, Ксения Анатольевна
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 173 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Современные проблемы образования и утилизации отходов на предприятиях топливно-энергетического комплекса
1.1. Классификация отходов ТЭК
1.2. Отходы биологической очистки сточных вод
1.3. Химический состав активных илов
1.4. Анализ методов утилизации избыточного активного ила
1.4Л. Краткая характеристика методов утилизации
1.4 Л Л Термические методы
1.4Л.2. Физико-химические
1.4.1.3. Химические методы
1.4.1.4. Биологические методы
ГЛАВА 2. Исследование воздействия хранилищ избыточного активного ила на природную среду
2.1. Анализ формирования хранилищ избыточного активного ила
2.2. Общие сведения о районе расположения предприятия
2.3. Геологическое и гидрогеологическое описание района
2.3.1. Геологическое строение
2.3.2. Климатическая характеристика
2.3.3. Поверхностные воды
2.3.4. Подземные воды
2.3.5. Почвенный покров
2.3.6. Растительность
2.4. Краткая характеристика производственных процессов
2.4.1. Краткая характеристика предприятия
2.4.2. Цех водоснабжения и канализации
2.4.3. Сети канализации
2.4.4. Характеристика отходов, поступающих на иловые карты
2.5. Мониторинг атмосферного воздуха
2.6. Программа мониторинга поверхностных вод
2.7. Оценка воздействия на население
2.8. Химический анализ избыточного активного ила
2.8.1. Определения класса опасности избыточного активного ила
2.8.2. Отбор и анализ проб активного ила
ГЛАВА 3. Исследование закономерностей извлечения компонентов из
активного ила
3.1. Строение и состав активного ила
3.1.1. Бактерии
3.1.2. Водоросли и грибы
3.1.3. Простейшие
3.1.4. Саркодовые
3.1.5. Жгутиковые

3.1.6. Инфузории
3.1.7. Черви
3.1.8. Водные клещи
3.2. Проблема обезвоживания избыточного активного ила
3.3. Физико-химические аспекты аккумуляции катионов металлов активным илом
3.3.1. Лабораторные испытания и подбор оптимальных условий извлечения
металлов из избыточных активных илов
ГЛАВА 4. Разработка технологии утилизации избыточного активного ила
4.1. Оценка пригодности отходов очистных сооружений ООО «КИНЕФ» для утилизации
4.2. Подбор аппаратной схемы утилизации избыточных активных илов
4.3. Расчет экономической эффективности внедрения установки
4.3.1. Определение годовых эксплуатационных расходов на реализацию мероприятия
4.3.2. Оценка предотвращенного ущерба
4.3.3. Определение годового экономического эффекта от внедрения
мероприятия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
В настоящее время ежегодно на предприятиях топливно-энергетического комплекса в России складируется более 150 млн.т избыточного активного ила. На 01.01.2011 г. по данным Госкомстата РФ на этих предприятиях занято нерекультивированными хранилищами отходов свыше 200 тыс. га. Реализация резолюции Генеральной ассамблеи ООН по борьбе с опустыниванием и деградацией земель от 20.09.2011и Федерального закона «Об охране окружающей среды» требует снижения воздействия предприятий ТЭК на земельные и водные ресурсы до принятых нормативов путем применения наиболее эффективных средозащитных технологий.
Наиболее значительной техногенной нагрузке подвергаются компоненты природной среды на территориях складирования избыточных илов и осадков, образующихся при биологической очистке сточных вод. Отсутствие современных технологий их ликвидации и обезвреживания превратило значительное число хранилищ из средства предотвращения загрязнения в угрозу крупномасштабного загрязнения компонентов природной среды (почв, подземных и поверхностных вод, атмосферы). В этой связи для сокращения площадей, занятых иловыми картами возникает необходимость переработки образующихся избыточных илов и осадков.
Проблемы обезвреживания отходов производства нашли отражение в трудах ученых разных стран (Гавич И.Н., Гальперин А.М., Гольцова Н.И., Демин А.М., Кехлинг Р., Мироненко В.А., Моторина JI.B., Певзнер М.Е., Плотников Н.И., Томаков П.И., Ферстер В., Фишер В., Шеф Х.Ю., Шуберт Р.). Тем не менее, современные способы утилизации избыточного ила узлов биологической очистки не способны полностью изолировать илы от окружающей среды. При складировании отходов происходит трансформация их состава, в ряде случаев с повышением класса опасности, в случае утилизации илов методом пиролиза повышается степень летучести.

(воздух, кислород, водяной пар, диоксид углерода или их смесь). В результате реакции образуются синтез-газ (Н2, СО), туман из жидких смолистых веществ, бензапирена и диоксинов. Реакция газификации протекает в среде с восстановительными свойствами, поэтому оксиды азота и серы практически не образуются. Масса тумана при 600°С может доходить до 30% от массы синтез-газа. При увеличении температуры газификации доля тумана в массе синтез-газа падает и при температуре более 1100°С близка к нулю.
Горючая смесь водорода и оксида углерода сжигается на горелках при 1400-1600°С или используется в каталитическом процессе синтеза метилового спирта. Зола, остающаяся после газификации, может содержать остаточный углерод и соли тяжелых металлов, растворимые в воде. Таким образом, метод газификации не может применяться при утилизации илов высокотоксичной многокомпонентной органической матрицы, которая включает катионы металлов.
Реактор для газификации в общей комплектации состоит из узла загрузки отходов с бункером, камеры газификации, узла фильтрации со слоем абсорбента, теплообменника, ресивера и мембранного кислородного генератора, узла фильтрации, расположено™ над ресивером, ниже которого расположена камера газификации. Между узлом фильтрации и ресивером установлен шнековый конвейер, канал которого соединен с выходным отверстием в дне узла фильтрации и первым выходным отверстием в верхней части ресивера, в ресивере выполнены соединенное с входом теплообменника второе выходное отверстие и третье выходное отверстие, в котором установлена оптическая линза, дно ресивера и верхняя часть камеры газификации соединены щелевым пазом, ширина которого равна диаметру лазерного луча, в узле загрузки отходов выполнен экструдер с камерой прессования, выходящей в боковую часть щелевого паза между ресивером и камерой газификации, заполненной щелочным электролитом.