автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Биобарабан с подвижной загрузкой

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА. ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНКЕЖРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ им.В.В.Куйбышева

На правах рукописи

АШРАФ МОХАМВД ИБРАХШ РЕФААТ БИОБАРАБАН С ПОДВИЖНОЙ ЗАГРУЗКОЙ

05.23.04. -'Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1993 г.

Диссертация выполнена в Таджикском техническом унив<

тете.

Научный руководитель: чл-корр. АН Таджикистана

доцент, кандидат технических наук САВДАМИНОВ И.А.

Официальные оппоненты: профессор

доктор технических наук РЕЛИН Б.Н.

кандидат технических наук МАСЛОВА О.Я.

Ведущее предприятие: ЦНИИЭД инженерного оборудование

Запета диссертации состоится " 9 " февраля 1993 г в!5.3Рчасов на заседании специализированного совета К 05с по защите диссертаций на соискание ученой степени кандида нических наук в Московском ордена Трудового Красного Знал женерно-строительном институте им.В.В.Куйбышева по адресу Москва, Ярославское шоссе, д.26, МИСИ, аудитория № 317 кс

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке инсти

Просим Вас принять участие в защите и направить Ваш заверенный печатью, в 2-х экземплярах по адресу: 129337, Ярославское шоссе, д.26, МИСИ им.В.В.Куйбышева, Ученый Со

Автореферат разослан "б' " рнваря 1993 г.

№ юзз - ¿22/93

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук,

доцент В.А.Орлов

-. ^« • л' :

. .1. Я»'

й^ВИйО'*.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблеме охраны водных ресурсов от загрязнения сточными водами уделяется большое внимание как в Египте, так и в СНГ. Большое число объектов, отводящих в отдельности малое количество сточных вод, оказывает отрицательное влияние на качество водных ресурсов.

Для очистки сточных вод малых объектов водоотведения разработаны различные модификации установок физико-химической и биологической очистки. Особое внимание уделяется аппаратам с прикрепленным биоценозом, в частности, вращающимся биоконтактором, которые известны в двух модификациях: с плоскостным носителем микрооргат шов - биодиски, и с загрузочным носителем - био-бырабаны. Вращающиеся биоконтакторы технологически просты и не требуют высококвалифицированного обслуживания, Однако для изготовления дисков необходим высококачественный листовой, дорогостоящий и недоступный многим странам материал. Опыт эксплуатации биодисков показал, что им характерна частая поломка дисков и вала, обусловленная чрезмерным их обрастанием биолленкой. Биобарабаны обычно загружаются кусковым или гранулированным материалом и в них процессы массообмена между сточной водой-микроор-ганизмами и кислородом ограничены.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы явилась разработка вращающегося биоконтактора с интенсивным массообменом, изготавливаемого из недорогих и доступных материалов, надежного и простого в эксплуатации.

Для осуществления заданной цели были решены следующие задачи:

изучены особенности эксплуатации малогабаритных установок очистки сточных вод малых объектов водоотведения;

разработана и исследована в промышленных условиях новая модификация биобарабана с подвижной за1рузкой;

выбрана загрузка - из отходов местной промышленности и оценена ее пригодность в качестве носителя микроорганизмов;

оценена аэрационная способность установки с биобарабаном; определены оптимальные конструктивные и технологические параметры установки;

разработана математическая модель процесса биодогиче очистки в барабане с подвижной затрузкой и предложена мет расчета;

разработаны рекомендации по проектированию, иэготовл и рацис -"уатации биобарабана с подвижной загру

Научная ни .._______заключается в:

разработке компактной установки биологической очистк ных вод с биобарабаном, разделенным радиальными сетчатыми городками, расположенными под углом 120°, загруженные кус носителем микроорганизмов на 0,5 - 0,75 их объема;

выборе и оценке эффективности загрузки - отходов обу1 промышленности;

теоретическом обобщении результатов исследований и р| ботке математической модели процесса биологической очистк: биобарабанах с подвижной загрузкой;

разработке методики расчета и ре :омендаций для лрое!с вания биобарабана с подвижной загрузкой.

Практическая ценность и области применения:

разработана малогабаритная материало- и энергоэконош дежная и .высокоэффективная установка'для биологической-ош сточных вод отдельно стоящих объектов водоотведения;

в качестве носителей микроорганизмов использовано вт< ное сырье, а именно, отходы местной промышленности;

разработанная установка может быть' использована для ( ки сточных вод постоянно и временно действующих объектов: ториев, домов отдыха, кемпингов, спортивных и зрелищных оС

Апробация работы. Основное содержание работы доклады! на научной конференции Таджикского технического университе (1992 г.), расширенном заседании кафедры Водоснабжение и л зация ТГУ, техническом совете Творческой научи о-пр оиз в оде 1 ассоциации "Эколог" (октябрь 1992 г.).

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 3 ных работах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 117 страницах машинописного текста, с одержит 17 таблиц, 24 рисунка. Список литературы включает 152 наименования.

На защиту выносятся:

конструктивная модификация биобарабана с подвижной загрузкой из отходов местной промышленности для очистки сточных вод малых объемов и результаты экспериментального исследования;

математическая модель процесса биологической очистки на биобарабанах с подвижной загрузкой;

рекомендации для проектирования, изготовления и эксплуатации биобарабана с подвижной загрузкой.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Вращающиеся биодиски (биокантакторы)для обработки сточных вод впервые были разработаны в 1900 г. в Германии; Наиболее известным типом биоконтакторов являются вращающийся дисковой биофильтр, биобарабан и биоротср.

Исследованиям этих установок посвящены работы НИИКВ8В,Одесского и Киевского инженерно-строительных институтов, а также многочисленные публикации акад. Яковлева C.B., д.т.н. Воронова Ю.В,,..д.т.н. Разумовского Э.С. и многих зарубежных ученых.

Основным элементом вращающихся биекентакторов являются диски, служащие поверхностью обитания микроорганизмов. Диски изготавливаются из пластмассы (поливинилхлсрвда, полиэтилена, лено-полистирола или поливинилстирола) или более дешевых материалов, в частности, асбестоцемента.

Биобарабан представляет собой наполовину погруженный в сточную воду бисреантор каркасного типа цилиндрической или близкой к ней фермы. Внутри барабана обычно размещает мелкие частицы загрузки различной конфигурации для увеличения контактной поверхности.

Исследованиями установлено, что основными факторами, влияющими на работу вращающихся биоконтактрров, являются: органическая и гидравлическая нагрузки, температура сточных вод, скорость

вращения, степень погружения контактора, объем резервуара ценграции растворенного кислорода. Удельная поверхность 3! ки враш:;^:;;'"■•--онтакторов в 5-6 раз больше, чем у обьг биофильтре;;. но, они более компактны, высокопр(

дительны и занимают меньшую площадь.

Эффективная аэрация вращающихся биоконтакторов, проис щая при их вращении, и фиксированное состояние биомассы д< их менее уязвимыми в экплуатации и они не требуют высокою цированного обслуживания. Капитальные затраты на строител] вращающихся биоконтакторов выше, чем у аэротенков, но пот{ ность их в электроэнергии в 3 раза меньше, чем у последни) кие энергетические затраты вращающихся биоконтакторов слос вуют их применению в странах СНГ в условиях возрастания ст ти энергоносителей. Однако вращающиеся диски и роторы тре( применения дорогостоящих и труднодоступных материалов для готовления. При высоких органических ьлгрузках наблюдаете? мерный рост биомассы на дисках, что часто приводит к их пс дениям.

Биологические барабаны с насыпной загрузкой в отличм биодисков менее материалоемки и не подвержены обрастанию, конструктивно сложны и недостаточно исследованы. Специальь сыпные загрузочные материалы труднодоступны. Компактные ус ки очистки малых объемов сточных вод с вращающимися биокон рами еще не совершенны и требуют проведения исследований е направлении.

Важным вопросом в создании нового биобарабана являете бор материала загрузки, который должен обладать прочность!: тиранию, малой удельной массой, достаточной подвижностью, мое главное, большой удельной поверхностью, отличаться прс в производстве и доступностью. Большая удельная поверхност водит к увеличению количества биомассы, а придание подвижн к улучшению обменных процессов, особенно кислородных, кото свою очередь приводят к повышению производительности устан

Исследованиями погружных дисковых биофильтров установ что независимо от толщины и, следовательно, количества био степень очистки для всех видов загрузки одинакова. Это объ ется тем, что при большой толщине биопленки аэробные проце

протекают только в поверхностном слое, а ближе к загрузке - анаэробные. Следовательно, в окислении органических загрязнений активное участие принимает только наружняя весьма тонкая часть биопленки и она составляет всего 40-1000 мкм. Интенсивное перемешивание частиц загрузки, способствующее истиранию и поддержанию тонкого аэробного слоя биопленки, имеет важное значение для обеспечения кислородного режима и достижения высокой скорости окисления органических загрязнений.

На основании вышеизложенных предпосылок была разработана и испытана в натурных условиях компактная установка (РисЛ), состоящая из зон биологической очистки и отстаивания, разделенных камерой дегсзации. В зоне биологической очистки размещен полый барабан, разделенный на три сектора сетчатыми радиальными перегородками, расположенными под углом 120°. Кавдый сектор заполняется загрузочным материалом на 50-75% объема. Такое расположение перегородок и просторный объем кавдого сектора способствуют хорошему перемешиванию частиц загрузки, отторжению биопленки и поддержанию аэробных условий, а также предотвращению заиливания материала загрузки. В зоне отстаивания предусматривается устройство расходящихся наклонных перегородок, создающих условия тонкослойного отстаивания. Постепенное увеличение расстояния между перегородаками способствует уменьшению скорости восходящего потока и, следовательно, подъемной способности, что благоприятно сказывается на качестве очищенной воды за счет уменьшения выноса взвещенных веществ. В системе электромеханического привода было предусмотрено устройство коробки скоростей от автомобиля ГАЗ-51, позволяющей изменять частоту вращения барабана в пределах 1-8 мин~^.

Корпус установки, основание барабана, перегородки и желоба были изготовлены из листовой стали толщиной 3 мм, каркас барабана из металлических уголков. Поверхность барабана и сетчатые перегородки выполнены из проволочной сетки из нержавеющей стали с размерами ячеек 5x20 мм.

В качестве загрузочного материала использована пористая резина-<ТУ-21т526-87^отход обувной фабрики, нарезанная в форме кубиков крупностью 10-20 мм с удельной поверхностью 330 it/м . Она устойчива к воздействию сточной воды, легка по отношению к соприкасающимся частям барабана и податлива резанию

Рис.1. Компактная установка для экспериментальных ис ваний очистки сточных вод в натурных условиях

а) собственно компактная установка

■ / ^ / / ; ; \> ^ ^ г г

I - корпус, 2 - зона аэрации, 3 - приемная камера, 4 - за: б - сетчатый барабан, 6 - сетчатая перегородка,7 - перег< наклонные, 8 - камера очищенной воды, 9 - отводной патруб< 10 - зона осветления, II - зона успокоения, 12 - патрубок да осадка

б) Основные технические характеристики установки:

Производительность, м /сут. Габариты, мм длина ширина выс ота

Напряжение на приводе двигателя, В Мощность двигателя, Вт Расход электроэнергии, кВг.ч Удельный расход электроэнергии, кВт.ч/м^ сточной воды

'-Ж1-

делительная мощность установки, гВПК^/м^час

3,6

2350 1200 1640 220 225 5,4

1,5

44 -64

на куски различной формы и крупности и, самое главное, доступна в неограниченном количестве. Предварительное ввдерживание в аэротенках и микроскопирование отмытой биопленки свидетельствовали о ее высокой иммобилизирующей способности.

Экспериментальное исследование опытной установки было проведено на территории Правобережных очистных сооружений канализации г.Душанбе в период с февраля по октябрь 1992 г. В пусковом периоде при расходах 0,5 -1,5 л/мин на поверхности загрузки происходило нарастание биомассы микроорганизмов. Исследование эффективности работы опытной установки проводилось при частоте вращения барабана 1;2 и 3 мин"* при наполнении биобарабана загрузкой 0,50 и 0,75 и при расходах очищаемой сточной воды 1,5; 2,0 и 2,5 л/мин. Было проведено девять серий опытов при различных ус-ловиях.Сточная вода подавалась на установку после здания решеток.

В седьмой опытной серии в приемный желоб дополнительно подавали субстрат в виде молочной сыворотки к очищаемой воде с расходом 0,5 л/мин и исходной ВПК с, = 1000 - 1100 мг/дм^, что соответствовало повышению концентрации органических загрязнений.

В результате во всех опытах наблюдалось качество очищенной воды, характерное для сооружений полной биологической очистки и эффект очистки по основным загрязнениям составлял: по БПК^ -90,5-97% , ХПК - 82,4-92$ , взвешенным веществам - 67,3-91%, по аммонийному азоту - 60-93,4%. Содержание растворенного кислорода колебалось в пределах 3,7-7,5 мг/дм^.

В таблице I приведены показатели поступающей и очищенной воды при опытах с повышенной органической нагрузкой при добавлении сыворотки, в таблице 2 приведены технологические показатели опытной установки при частоте вращения биобарабана от I до 3 мин"*, наполнении биобарабана 0,75 с расходом сточных вод 2,5 л/мин.

Анализ результатов исследований показывает, что на эффективность работы установки в том числе и на окислительную мощность существенное влияние оказывают исходная нагрузка по загрязнениям, частота вращения барабана и объем загрузки в нем (Рис.2,3).

Исходная нагрузка по загрязнениям определялась как произведение концентрации данного загрязнения на расход очищаемой сточной воды. С увеличением органической нагрузки по БПК^ повы-

шается остаточное загрязнение в очищенной воде, но менее при большем наполнении биобарабана загрузкой. Например, г шении органической нагрузки с 6 цо 15 г/час по БПКд качес ной воцы енижп < '': гн наполнении биобарабана - 0,5^ до до 7,0 мг/дм^ (при степени наполнения биобарабана 0,751. величина БПК^ в очищенной воде - 8,0 мг'дм^ при наполнени рабана загрузкой 0,5 и 0,75 достигается соответственно пр ках 15 и 23,0 г/час. Следовательно, увеличение объема эаг с 0,5 до 0,75 объема биобарабана способствует повышению о ной мощности в 1,5 раза (Рис. 41.

Таблица I

Качество поступающей и очищенной воды на компактной установке

Показатели Ец. Поступающая сточная Очищенная

изм. вода вода

Сред- Интервал из- Сред- Ин'

нее менения нее не!

Взвешенные ве- . о

щества мг/дм 140 120-280 17,0 13

БПК5 »» 260 180-310 8 4

хпк и 309 200-602 24 18

Величина рН усл.ед. 6,8 6,9-7,1 7,4 7

Азот амманий- 3

ный мг/дм 6,4 7,15-4,3 1,05 • I

Нитриты и 0,2 0,15-0,3 0,07 0

Нитраты _ 11 0,23 0,2 -0,25 0,4 0

Фосфаты 11 3,8 2,4-5 1.3 I

Растворенный 0,54 0-0,85 3

кислород ti 3,7

Окисляемогть ti 49 37-50 16. I

СПАВ 0,5 ^ ,2-0 ,7 0,03 0

Нефтепродукты II 1,5 - 0,4

Прозрачность СМ 4 3,3-4,6 12 I

Температура °С 10 17-21 10 I

Таблица 2

Технологические параметры опытно-яромышленной

УСТЛНГ^д'Л

Параметры

Серии

опытов

7 в 9

4 4 4

2,5, 2,5 2,5

2 3 I

7,5 3,2 8,5

64,2 24,3 15,7

75,6 27,8 18,5

0,2 0,07 0,09

0,29 0,29 0,29

0,028 0,028 0,028

2,6 3,23 2,75

1,5 2,0 1,1

38,4 39,8 15,БЗ

92 91 93

36 38 37,6

97 90 91

9Х . 81 89

87,3 84 88

83, 6 80 83

Продолжительности очистки, час

аэрации осветления • Частота вращения биобарабана, мин-*

Количество биоплении, г/л приведенное к I дм объема загрузки

Окислительная мощность гБПК^

/А

по объему загрузки

по объему зоны аэрации

на ед .площади загрузки,гбПК*//Ча-'£

Гидравлическая нагрузка,м^/^Ч

на поверхность отстойной зоны

на поверхность загрузки Количество осадка, л/и Расход электроэнергии, кВт/^м3

Аэрирующая способность барабана

г°2/4

Влажность осадка, % Зольность осадка, % Эффект очистки; % : по БПК5 по ХПК

по взвешенным веществам по аммонийному азоту

СО со 10

9

к 2

X - X а) 8

§ §

§ & 7

К

ЧЭ О « § В

& о 3 8 5

& I

х В о В, 4

1» « о 3

2

1 частота вращения, ^ мин

Рис .2. Зависимость с удержания

концентрации биопленки Ш), окислит« рузки Ш) и расхода электроэнергии щения биобар&бана

кислорода (I), ельной мощности заг-(1У) от частоты вра-

Рие.З. Зависимость аффекта очистки по БПКб (У), ХПК (У1), взвешенным веществам (УП) и аммонийного азота (УШ) частоты вращения биобарабана

Повышение нагрузки по взвешенным веществам также приводит к увеличение! остаточного содержания взвеси в очищенной воде и оно тем больше, чем выше степень наполнения биобарабана загрузкой. Одинаковое содержание взвешенных веществ - 17 мг/дм^ наблюдается при степени наполнения 0,5 (при нагрузке 20 г/час) и -0,75 (при нагрузке 12,2 г/час). Если увеличение выноса взвешенных веществ при увеличении нагрузки объясняется как увеличением скорости движения сточной воды, так и количеством взвешенных веществ в осветляемой воде, то с увеличением степени наполнения биобарабана, по-видимому, объясняется повышением возмущающего влияния большого объема загрузки и большим количеством отторжен-ной биопленки.

Частота вращения биобарабана оказалась наиболее существенным фактором, влияющим на степень вовлечения кислорода в очищаемую воду и на содержание биопленки на поверхности загрузки. Эти параметры в свою очередь оказывают определяющее влияние на окислительную мощность биобарабана и, следовательно, на эффект очистки сточных вод. Опыты показали, что при увеличении частоты вращения барабана с I до 2 мин~* содержание растворенного кислорода

100

99

98

ю 97

ё 96

т

' о с 85

О 94

§

о 93

Е< V*

55 0) 1 92

91

90

-

/ • А

А

•

ф /

•л -х—-

• * У J —

У Л гт

У / Г

36

30 27 24

18 13

12

& &

ев С

<в ы

В

X Й

8 й <6 20 24- 28 34 40 44 48 50

Рис.4. И3мене»ЩВДЗвМОо® от окис-

"^ойзмоарости загрузки из резиновых кубиков (/ *

о

увеличивается g 4,0 до 6,5 мг/цм , но при дальнейшем увеличен до 3 мин"* всего до 7,8 мг/дм. Следовательно, с точки зрения обеспечения процесса кислородом увеличение частоты вращения б рабана более 2 мин~* не эффективно.

Количество биомассы - в объеме загрузки с повышением частоты вращения уменьшается, фи частоте I мин" оно составляет 8,2г при 2 мин"1 - 7,1 г/л, а при увеличении частоты вращения до 3 мин"* - до 3,0 г/л. Уменьшение биомассы и повышение'содержа ния кислорода, наблодаемые при увеличении частоты вращения ба рабана до 2 мин"*, способствовали повышению окислительной мок ности с 15,6 до 45 г/м3час, а при 3 мин-1 наоборот привели к снижению до 24,3 г/м^час. Повышение окислительной мощности об ловлено улучшением аэробных условий жизнедеятельности микроор низмов.

По результатам гидробиологического анализа выявлено прес ладание прикрепленных ышфоорганизмов: Vorticella convalEria, Cjclidium cltrillus, Euplotes patella, Spirostomum tires, Eupl tea patella, O^trlcha Fallax, Chilodonella Cooututa, lionotu ïamella..Постоянно наблюдались в заметных количествах Rotat ria и Aapidiaca. Концентрация суспензированной биомассы в среднем составляла 7 г/л. Для биомассы характерна высокая з лтость (39%), чтосвидетельствует о достаточно высокой степей минерализации.

Зависимость эффекта очистки по взвешенным веществам от частоты вращения биобарабана показывает, что при увеличении ч стоты вращения до 2 мин~* он остается практически.без измене ния - 87,356, а при увеличении до 3 мин-* резко снижается до 8 Это обусловлено ухудшением гидродинамических условий в зоне о ветления и интенсивным отторжением биопленки с поверхности за рузки.Эффективность удаления органических загрязнений, выраже ных че^ез БШ- повышается с увеличением частоты вращения до

2 мин" до а затем снижается до 9ОД при частоте вращения

3 мин--1.

Исходная органическая нагрузка оказывает существенное вл! яние на удельную окислительную мощность загрузки. Это влияние зависит от наполнении биобарабана. Например, при увеличении органической нагрузки с 6 г/час до 15 г/час удельго

окислительная мощность загрузки при наполнении 0,5

повышается с 14,8 до 37,8 г/м^час, а при - 0,75 - с 10,2 до 25,6 г/м^час. Повышение оиислитолшой мощности загрузки в свою очередь приводит к повышению эффекта очистки по органическим загрязнениям и это повышение больше при наполнении биобарабана загрузкой - 0,75, чем при - 0,5.

Обобщение результатов исследований позволило установить, что окислительная мощность компактной установки с биобарабаном и подвижной загрузкой, а также степень очистки сточных вод от органических загрязнений и взвешенных веществ в ней зависят от расхода сточной воды, концентрации загрязнений, наполнения биобарабана .(удельнойповерхности аагруяюО, частоты вращения барабана и температуры сточных вод, но влияние каяодого из них различно.

Благодаря использованию модифицированного метода анализа разномерноетей (BFFRD ) и представлению функциональных зависимостей окислительной мощности, содержание органических и взвешенных веществ в очищенной воде в виде степенных функций и решению их методом Жордана-Гаусса автором получены следующие зависимости, характеризующие процесс очистки сточных вод на компактной установке с биобарабаном с подвижной загрузкой:

ОМ = 0,(юб5 Qpir.-rZ, «Ï

, по,гг у о,!з ..0,31

** ро,гг _ -j--o,coi3

nQtS r °>5?р с>'6 .,0,006

С =0,из Ц - Wf 'Г . fY

-J-0,078

-s*

(2)

(3)

где ОМ - окислительная мощность площади поверхности загрузки, гБПК^м2. час;

'- содержание органических веществ, выраженных через

ВПНд соответственно в поступающей и очищенной сточных водах, мг/дм^;

С^и С^ - содержание взвешенных веществ соответственно, в поступающей и очищенной сточных водах,-мг/дм ;

О -расход сточных вод, м/сут;

Д/ - частота вращения биобарабана, ыин

Р - общая площадь поверхности загрузки, м^*,

Т - температура сточных вод, °С.

Величины показателей степени характеризуют степень влияния соответствующих параметров. Зависимости (II, (2) и (3) пос воляют выполнить расчет компактной установки с'биобарабаном ил! определить любой фактор, входящий в них. Для облегчения использования зависимостей составлены программы с применением языка Бейсик для расчета на ЭВМ.

Результаты исследований позволили предложить унифицированный ряд типоразмеров компактной установки с биобарабаном с подвижной загрузкой. Установки унифицированы по диаметру и длине барабана 1000x1000; 1500x1500 и 2000x2000 мм и числу последовательно работающих барабанов 1, 2 и 3 производительностью от 3 до 50 м^/сут или 0,46 - 6,57 кг БПК^/сут. Составлены рекомендации для проектирования, изготовления и эксплуатации компактных установок с биобарабаном с подвижной загрузкой.

Сравнение технологических параметров разработанной компакт ной установки с известными установками показывает ее преимущест ва по коэффициенту использования объема установки - 0,6 м^/м^ и потреблению электроэнергии 1,5 кВт ч/кг сточной воды, что соответственно-в 2 и 2,4 раза меньше.

ВЫВОДЫ

1. В результате совершенствования конструкций компактных установок с биоконтакторами была разработана установка для биологической очистки сточных вод с биобарабаном, разделенным сетчатыми перегородками и загруженными фракциями из пористой резины в объеме 0,5-0,75^ от объема биобарабана. Практическое использование такой компактной установки отвечает требованиям минимальной стоимости и материалоемкости, что существенно влияет на широкое их применение в Египте и странах СНГ.

Подана заявка на изобретение во ВНИИГПЭ.

2. Установлена возможность использования отходов обувной фабрики - пористой резины в качестве загрузки для биобарабана. Загрузочный материал не токсичен, устойчив к воздействию воды, ладает высоким сопротивлением истиранию элементами биобарабана

может быть использован в виде различных фракций. В зависимости от крупности фракций, можно достичь любой площади поверхности загрузки, что позволяет регулировать технологический режим биологической очистки сточных вод. Материал имеет небольшой объем -ный вес, что способствует экономии электроэнергии.

3. Исследования на компактной установке с биобарабаном диаметром 1000 мм выявили оптимальные параметры ее работы: скорость вращения биобарабана 2 мин"*; наполнение биобарабана фракциями загрузки - 0,75; удельную окислительную мощность загрузки 44 г/м^ ч при начальной органической нагрузке 27 г БПК^/ч. При этом обеспечиваются условия для полной биологической очистки сточных вод с эффективностью по БПК^ до 9756, по ХПК до 92% , по взвешенным веществам до 87# и по аммонийному азоту до 83£, а также устанавливается равновесие мелщу приростом и выносом биопленки для загрузки из резиновых фракций, имеющей удельную поверхность 330 гг/^ и плотность 740 кг/м .

4. Анализ результатов экспериментальных исследований показывает, что расход сточной воды, концентрация загрязнений, степень наполнения биобарабана, частота его вращения и температура сточной воды оказывают существенное влияние на окислительную мощность компактной установки и эффективность ее работы. Установлено, что увеличение частоты вращения биобарабана способствует большему вовлечению кислорода воздуха в сточную воду, но приводит к повышению концентрации взвешенных веществ в очищенной воде. Увеличение концентрации загрязнения и наполнения биобарабана 0,5 до 0,75 ■■ приводит к повышению окислительной мощности до

64 г БГЖе/м ч, но к снижению содержания кислорода в очищенной воде до 3,7 мг 0^/дм . При частоте вращения биобарабана 1-2 мин* содержание растворенного кислорода колебалось от 4,6 до 6,3 мг 0^/дм3 в зависимости от исходной величины органических загрязнений.

5. Установлены математические зависимости, позволяющие определить окислительную мощность загрузки, содержание органических и взвешенных веществ в очищенной воде и произвести расчет биобарабана с подвижной загрузкой с использованием метода анализа размерностей ВГП?Р (фирмы г.Бруклина, США). Формулы (1), (2) и (3) были обработаны на персональном компьютере.

6. Разработан унифицированный ряд компактных установок с биобарабанами и подвижной загрузкой производительностью от 2 50 м3/сут. при исходной нагрузке от 0,46 до 6,57 кг БПК^сут. Выдана проектная документация для их изготовления заводу "Тад жиксантехмонтаж" г.Душанбе.

7. Технико-экономические показатели для установок с биоб рабаном с подвижной загрузкой характеризуются высоким коэффиц ентом использования объема 0,6 м3/м3 очищенной воды и низким потреблением электроэнергии 1,5 кВт ч/м сточной воды. В резу тате сравнения с проектами счистных сооружений с фильтрующими кассетами, разработанными ЦНШЭП инженерного оборудования на расход сточных вод 3 м3/сут, экономический эффект от внедрени одной компактной установки с биобарабаном и подвижной загрузке составит от 2,5 до 8,5 тыс.рублей в год(в ценах 1991 г.^.

Основные положения диссертации опубликованы диссертантом в соавторстве с Сайдаминовым И.А.

1. Малогабаритная компактная установка. Информационный листок ДаджикНИИНТИ, № 77-92, Душанбе, 1992 г.'.

2. Носитель мшфоорганизмов для биологической очистки сточных вод. Информационный листок /ТаджикНИИНТИ, № 78-92, Душанбе, 1992 г.

Подписано в печать 30,12.92Формат 60x84^/16 Печать офс. И-302 Объем I уч.-изд.л. Т.100 Заказ Бесплатно

Ротапринт ШСИ им.В.В.Куйбышева